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废纸制浆造纸废水高含盐量处理方式探讨

2018-01-17刘昕松马振英

设备管理与维修 2017年6期
关键词:芬顿外排制浆

郭 浩,刘昕松,马振英

(1.枣庄市环境监测站,山东枣庄 277800; 2.枣庄市环境保护科学研究所有限公司,山东枣庄 277800)

0 前言

为确保南水北调工程山东段水质安全,控制工业废水中的盐分污染,实现全省水环境质量明显改善的目标,山东省环境保护厅和质量技术监督局,在对常规污染因子化学需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)、生化需氧量或生物耗氧量BOD(Biochemical Oxygen Demand)、氨氮等排放浓度严格要求的基础上,在2014年1月3日发布的《<山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准>等4项标准增加全盐量指标限值修改单》的通知中,提出控制排入内陆水体的工业废水全盐量浓度含量的要求。

造纸工业废水与其他工业废水相比,制浆造纸废水具有排放量大,含有大量的木质素和纤维素等难降解的大分子有机物,含生产过程添加的各种化学品,具有COD,SS(Suspended Solid)浓度高,耗氧量大、盐分高等特性。在山东省加强水环境全盐量指标控制的现有环境政策下,如何有效处理制浆造纸废水中的全盐量成为境内造纸企业关注的热点之一。以省内较大规模的造纸企业为例,探讨造纸废水中全盐量浓度控制的一种方法。

1 工程概况

某纸业集团有限公司是一家外商独资企业,始建于1998年,拥有年产56万t的制浆能力,年44万t纸的生产能力,实际抄纸能力达到年44万t。企业以国废OCC与美废ONP(Old News Papers)混合废纸作为原料,年产44万t高档包装纸。为了节水、保护环境、遵守国家环境保护法律法规,该企业对废水进行集中处理后大部分回用,少量多余废水达标排放。

2 污水处理工艺简述

2.1 废水处理工艺流程

该企业废纸制浆造纸生产过程中不采用“含氯漂白工艺”,废水中不含可吸收有机卤化物AOX(Adsorbable Organic halides)、二噁英;废水中主要含有高浓度的COD,BOD和SS。该纸业集团有限公司污水处理厂结合国内外相关项目设计运行经验及自身水质特点,污水处理的主体工艺采用IC厌氧反应器+活性污泥法,末端采用砂滤及芬顿工艺进行深度处理后,部分回用,剩余水外排。污水处理站设计日处理量18 000 m3/d,处理后的回用水量约为12 000 m3/d,外排进入周围水环境的水量约6000 m3/d。

2.2 原水及设计出水水质

污水处理站进水及出水水质设计指标及各污染因子的去除效率见表1,其中出水水质指标为新增考核指标,原设计指标未考虑。

表1 进出水水质设计表

该企业污水处理站造纸废水排放执行《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》(DB 37/599—2006)一般保护区及其修改单要求,且同时满足《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB 3544—2008)中表2标准及《山东省地方标准 造纸工业水污染物排放标准》(DB 37/336—2003)中表3标准;全盐量浓度满足《关于批准发布<山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准>等4项标准增加全盐量指标限制修改单的通知》(鲁质监标发[2014]7号文)标准。具体排放标准见表2。

表2 废水排放标准一览表

由表2可知,该企业设计出水水质除全盐量指标未涉及外,其余水质指标均符合对应的排放标准要求。

3 污水处理站现状运行效果、整改措施及达标排放情况分析

3.1 污水处理站现状运行效果

为了解污水处理站的现状运行效果,2015年11月中旬对污水处理站排水口水质达标排放情况进行取样监测,监测结果见表3。

表3 污水处理厂排水口水质水量监测结果统计表

根据表3分析可知,污水处理站外排废水水质除全盐量因子外,其余各水质因子可满足《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》(DB 37/599—2006)一般保护区及其修改单要求,且同时满足《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB 3544—2008)中表2标准及《山东省地方标准 造纸工业水污染物排放标准》(DB 37/336—2003)中表3标准。即废水水质中全盐量因子不能满足自2016年1月1日起执行的指标限值1600 mg/L的要求,其外排废水不能实现达标排放。

3.2 针对废水中全盐量含量偏高情况的整改措施及效果

针对外排废水中全盐量超标的现状,纸业公司深层次分析全盐量含量超标的原因:主要是由于生产车间回用水较多,造成盐分积累,同时污水处理厂深度处理投加化学药品较多,造成外排水全盐量增加。

(1)提出的整改思路及措施。优化污水处理运行工艺,降低芬顿深度处理前端COD指标,进而减少芬顿工序的化学药品投加量,以降低外排水含盐量。

增加回流二沉出水进入酸化池,该水pH位7.8左右,中和酸化降低的pH,酸化池酸化后pH达3~5,正常运行pH值需6.5~6.8,这样每天增加回流二沉出水4000 t,可减少投加液体烧碱3 t(含量30%),折合固体烧碱0.9 t,降低了水中的全盐量,但增加回流水泵1台18.5 kW,厌氧系统增加开1台提升泵(45 kW)。

通过多回流二沉出水,同时降低了酸化池COD浓度,厌氧出水COD浓度也进一步降低,为提高好氧曝气池的去除效率,增加曝气量,多开2台鼓风机(各110 kW),使好氧出水COD降低,这样外排水达标的情况下,芬顿深度处理可减少投加化学药品,进而降低排水全盐量,芬顿需要投加5种化学药品(双氧水、硫酸亚铁、硫酸、烧碱、聚丙烯酰胺),在进水COD浓度降低的情况下,双氧水、硫酸亚铁、硫酸及烧碱可减少投加,聚丙烯酰胺变化较小,由于芬顿前端COD的降低,芬顿反应池pH可由3.8提高到4.8,这样浓硫酸每天可减少投加1 t,芬顿后端pH回调池液体烧碱可减少投加1 t,主要占盐分的为硫酸亚铁及烧碱,经核算,每天外排水以均值5240 t计算,每去除10 mg/L的COD,需减少投加硫酸亚铁0.5 t。

(2)整改后的效果分析。污水处理站内部工艺优化后,芬顿进水COD降低了10 mg/L,可减少投加硫酸亚铁1 t,加上酸化池及芬顿节约的液体烧碱每天4 t(折合1.2 t固体),共计减少投加2.2 t化学药品,以每天排水5240 t计算,全盐量浓度可降低420 mg/L,按照2015年11月16日和17日的监测数据,外排水全盐量最大1895 mg/L,工艺优化后全盐量浓度为1475 mg/L,满足不超过标准限值1600 mg/L的要求。经过1周的运行后,实测外排水全盐量1500~1600 mg/L。

为了了解污水处理站工艺优化后的水质处理效果是否满足标准要求,纸业公司于2016年4月23和24日委托有资质的监测单位对污水处理站出口废水水质情况进行监测,监测结果见表4。

表4 整改后水质监测表

4 结论

该企业污水处理工艺优化后排水口外排废水中全盐量稳定在1500~1600 mg/L,最大值1584 mg/L,满足自2016年1月1日起《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》中的全盐量指标限值≤1600 mg/L标准要求。说明该公司针对废水中全盐量的整改措施有效、可行。

即优化后的污水处理工艺可满足外排废水中各污染因子分别满足《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》(DB 37/599—2006)一般保护区及其修改单要求,且同时满足《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB 3544—2008)中表2标准及《山东省地方标准 造纸工业水污染物排放标准》(DB 37/336—2003)中表3标准,实现达标排放。

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