堿式氯化鋁及聚丙烯酰胺再生紙廠廢水治理

按照國家産(chǎn)業政策,小型原木制漿造紙爲首的“十五小”類企業已經明令禁止,現在生存的小型造紙廠(chǎng)多爲再生紙廠(chǎng),其主要從事環保紙加工,利用廢、舊紙爲原材料,通過脫墨、打漿等化工手段爲主的矗立工藝生産(chǎn)紙張。

該行業在生産過程中會産生一定量的廢水,其性質類同於(yú)原木制漿造紙産生的造紙白水。随著(zhe)該行業加工的原料使用、産品品種、加工工藝和加工方式的不斷發展,廢水的性質比較複雜
、水質變化大。由於(yú)造紙廢水具有水量大、懸浮物高、組份複雜含有大量呈膠體及溶解狀态的有機污染物,BOD與COD之比小於(yú)0.3屬難於(yú)生化的廢水的特點,多年來一直是污水治理的重點。

一般造紙白水pH值爲7～9、COD cr=400 mg/L～800 mg/L、BOD5=150 mg/L～300 mg/L、SS=3 000 mg/L、色度300倍～400倍。現在國内這一類小型再生紙廠使用的廢水主要治理技術歸納起來有兩種:絮凝沉澱和氣浮。因以往環保要求不高等種種曆史原因,造紙廢水的處理多限於絮凝沉澱和氣浮兩種以物化爲主的工藝,但都是僅能去除大部分的懸浮物而未能真正将廢水中的溶解性及膠體等有機物去除。随著環保要求逐步提高,群衆環保意識日益增強,該類行業因廢水不能達标排放導緻水體發黑、發臭而造成的污染事故及環境糾紛日漸增多,因此,對該行業的原有廢水治理工程進行整改,使其廢水得以達标排放勢在必行。

但由於(yú)該行業多爲規模較小、投資不高的企業,爲穩定地方經濟發(fā)展,要求其投入大量資金作出整改仍存在一定的困難,尋求一條既經濟而又行之有效的途徑的工作迫在眉睫。

爲瞭(le)能切實有效地解決上述問題,現拟抽取本地兩家再生紙廠生産(chǎn)廢水進行試驗以求得出解決方案。

該行業原有廢水處(chù)理設施無論氣浮、混凝工藝都對懸浮物作出處(chù)理,該指标已能基本達(dá)标,剩餘要解決的污染指标主要是CODcr等有機污染指标。

去除殘(cán)餘有機物,使溶解性CODcr達(dá)标的途徑大緻分兩種:①化學高級氧化;②生物氧化。

1化學高級氧化

本方法主要通過強氧化劑對廢水進行預氧化後再連接其原有的絮凝沉澱或氣浮處(chù)理,氧化劑拟採(cǎi)用以下3種:①高錳酸鉀;②FENTON試劑;③漂水,現分别取兩家有代表性企業廢水以1 000 mL的量在不同情況下進行小試,結果如下:

1.1企業A

以報(bào)紙等多種廢紙生産新聞紙,廢水水質:SS=1 800 mg/L、色度380倍、CODcr=820 mg/L,BOD5=253 mg/L。對該水樣分别採(cǎi)用上述三種氧化劑在酸性、中性、堿性三種不同的pH環境下進行預氧化、絮凝沉澱處理,然後取其上清液化驗,結果如下:

(1)漂水在三種pH環(huán)境下作用基本都不明顯(xiǎn);

(2)FENTON試劑(jì)在中性、堿性時不起作用,在酸性情況下效果極(jí)好,CODcr=86 mg/L,BOD5=25 mg/L;

(3)KmnO4在中性、堿(jiǎn)性環(huán)境下效果同樣不明顯,在弱酸性環(huán)境下得到良好效果,CODcr=92 mg/L、BOD5=24.3 mg/L。

1.2企業B

以紙尿片等廢紙直接打漿造紙,無需脫墨等額(é)外化工工序,廢水水質:SS=2 300 mg/L、色度190倍、CODcr=435 mg/L、BOD5=135 mg/L。對(duì)該水樣同樣進行上述實驗:

(1)漂水在3種pH環(huán)境下作用基本都不明顯(xiǎn);

(2)FENTON試劑(jì)在中性、堿(jiǎn)性時不起作用,在酸性情況下效果很好,CODcr=82 mg/L,BOD5=21.5 mg/L;

(3)KmnO4在中性、堿性環(huán)境下效果同樣不明顯,在弱酸性環(huán)境下得到極(jí)好的效果,CODcr=61mg/L,BOD5=17.8mg/L。

因爲FENTON試劑由多種試劑按步驟加入,多而繁雜,因而可以知道以高錳酸鉀爲預氧化劑時效果最好、費用最省。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

在得到上述定性結果後,繼續以高錳酸鉀在不同弱酸性環境及投入量時進行定量實驗。試驗結果爲:廢水在pH 6.5時採(cǎi)用KMnO4爲預氧化劑,加入量13 mg/L,氧化反應15 min後加入堿式氯化鋁及聚丙烯酰胺進行絮凝沉澱,其CODcr和BOD5的去除幅度基本都在80 %以上,最高可以達(dá)到90%左右
。

2生物氧化

本方法採(cǎi)用生化處(chù)理系統連接絮凝沉澱處(chù)理後的廢水。以自制的反應器分别試行厭氧、好氧處(chù)理,在不同停留時間得出試驗結果:

(1)直接好氧生化處(chù)理,HRT=14 h,CODcr=82 mg/L;

(2)厭(yàn)氧生化處(chù)理2 h,好氧生化處(chù)理8 h,CODcr=116 mg/L;

(3)厭(yàn)氧生化處(chù)理2 h,好氧生化處(chù)理10 h,CODcr=85.3 mg/L;

(4)厭(yàn)氧生化處(chù)理4 h,好氧生化處(chù)理10 h,CODcr=83.6 mg/L;

(5)厭(yàn)氧生化處(chù)理6 h,好氧生化處(chù)理10 h,CODcr=83.8 mg/L。

根據實驗結果可以得出,經絮凝沉澱後的廢水BOD/COD之比爲0.4～0.6,可生化性大大提高,可以採用直接好氧生化處理,但在好氧處理前設置厭氧處理,不僅節約能耗,而且處理效果更好,並(bìng)提高工藝耐沖擊負荷能力及可在不同耗能的條件下分解部分剩餘污泥,減少瞭(le)污泥處理費用。不過厭氧時間過長易於産生污泥膨脹且投資增大,採用活性污泥法處理,厭氧2 h,好氧13 h,後段爲延時曝氣,結果比較理想,且通過污泥、消化液回流及控制工況,使活性污泥在厭氧、好氧間更替同時進行硝化、反硝化反應能除磷和部分脫氮,處理後廢水能直接回用於大部分生産工序。

無論是否有脫墨等化工前處理工序的廠家,其生産(chǎn)廢水現在通過沉澱、氣浮處理,基本能做到懸浮物達标,而CODcr指标也都在200 mg/L左右。如果僅爲瞭(le)使廢水達到老企業整改要求的CODcr100 mg/L而增加龐大的生化處理設施,對企業來說,特别是小型的企業,在現在金融風暴時期,經濟不景氣,不可謂不是一項沉重的負擔。而僅通過在調節池後增設HRT=15 min的預氧化池,加入少量氧化劑便能達到要求效果的工藝可以作爲今後小型再生紙廠廢水治理設施整改的首要考慮方案,它的應用必将解決外排生産(chǎn)廢水超标,污染糾紛不斷的現狀。當然,有實力的大型紙廠如果能以脫氮除磷等高起點出發,投入的生化處理系統出水可以做到大部分廢水回用,那樣既能節省用水量,也能爲當地的減排工作貢獻力量!