廢紙制漿造紙廢水高含鹽量處理方式探討

郭 浩，劉昕松，馬振英

（1.棗莊市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，山東棗莊 277800； 2.棗莊市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所有限公司，山東棗莊 277800）

0 前言

為確保南水北調(diào)工程山東段水質(zhì)安全，控制工業(yè)廢水中的鹽分污染，實(shí)現(xiàn)全省水環(huán)境質(zhì)量明顯改善的目標(biāo)，山東省環(huán)境保護(hù)廳和質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，在對(duì)常規(guī)污染因子化學(xué)需氧量COD（Chemical Oxygen Demand）、生化需氧量或生物耗氧量BOD（Biochemical Oxygen Demand）、氨氮等排放濃度嚴(yán)格要求的基礎(chǔ)上，在2014年1月3日發(fā)布的《＜山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)＞等4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)增加全鹽量指標(biāo)限值修改單》的通知中，提出控制排入內(nèi)陸水體的工業(yè)廢水全鹽量濃度含量的要求。

造紙工業(yè)廢水與其他工業(yè)廢水相比，制漿造紙廢水具有排放量大，含有大量的木質(zhì)素和纖維素等難降解的大分子有機(jī)物，含生產(chǎn)過程添加的各種化學(xué)品，具有COD，SS（Suspended Solid）濃度高，耗氧量大、鹽分高等特性。在山東省加強(qiáng)水環(huán)境全鹽量指標(biāo)控制的現(xiàn)有環(huán)境政策下，如何有效處理制漿造紙廢水中的全鹽量成為境內(nèi)造紙企業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)之一。以省內(nèi)較大規(guī)模的造紙企業(yè)為例，探討造紙廢水中全鹽量濃度控制的一種方法。

1 工程概況

某紙業(yè)集團(tuán)有限公司是一家外商獨(dú)資企業(yè)，始建于1998年，擁有年產(chǎn)56萬t的制漿能力，年44萬t紙的生產(chǎn)能力，實(shí)際抄紙能力達(dá)到年44萬t。企業(yè)以國(guó)廢OCC與美廢ONP（Old News Papers）混合廢紙作為原料，年產(chǎn)44萬t高檔包裝紙。為了節(jié)水、保護(hù)環(huán)境、遵守國(guó)家環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)，該企業(yè)對(duì)廢水進(jìn)行集中處理后大部分回用，少量多余廢水達(dá)標(biāo)排放。

2 污水處理工藝簡(jiǎn)述

2.1 廢水處理工藝流程

該企業(yè)廢紙制漿造紙生產(chǎn)過程中不采用“含氯漂白工藝”，廢水中不含可吸收有機(jī)鹵化物AOX（Adsorbable Organic halides）、二噁英；廢水中主要含有高濃度的COD，BOD和SS。該紙業(yè)集團(tuán)有限公司污水處理廠結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)項(xiàng)目設(shè)計(jì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及自身水質(zhì)特點(diǎn)，污水處理的主體工藝采用IC厭氧反應(yīng)器+活性污泥法，末端采用砂濾及芬頓工藝進(jìn)行深度處理后，部分回用，剩余水外排。污水處理站設(shè)計(jì)日處理量18 000 m3/d，處理后的回用水量約為12 000 m3/d，外排進(jìn)入周圍水環(huán)境的水量約6000 m3/d。

2.2 原水及設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

污水處理站進(jìn)水及出水水質(zhì)設(shè)計(jì)指標(biāo)及各污染因子的去除效率見表1，其中出水水質(zhì)指標(biāo)為新增考核指標(biāo)，原設(shè)計(jì)指標(biāo)未考慮。

表1 進(jìn)出水水質(zhì)設(shè)計(jì)表

該企業(yè)污水處理站造紙廢水排放執(zhí)行《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 37/599—2006）一般保護(hù)區(qū)及其修改單要求，且同時(shí)滿足《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3544—2008）中表2標(biāo)準(zhǔn)及《山東省地方標(biāo)準(zhǔn) 造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 37/336—2003）中表3標(biāo)準(zhǔn)；全鹽量濃度滿足《關(guān)于批準(zhǔn)發(fā)布＜山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)＞等4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)增加全鹽量指標(biāo)限制修改單的通知》（魯質(zhì)監(jiān)標(biāo)發(fā)［2014］7號(hào)文）標(biāo)準(zhǔn)。具體排放標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 廢水排放標(biāo)準(zhǔn)一覽表

由表2可知，該企業(yè)設(shè)計(jì)出水水質(zhì)除全鹽量指標(biāo)未涉及外，其余水質(zhì)指標(biāo)均符合對(duì)應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 污水處理站現(xiàn)狀運(yùn)行效果、整改措施及達(dá)標(biāo)排放情況分析

3.1 污水處理站現(xiàn)狀運(yùn)行效果

為了解污水處理站的現(xiàn)狀運(yùn)行效果，2015年11月中旬對(duì)污水處理站排水口水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放情況進(jìn)行取樣監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果見表3。

表3 污水處理廠排水口水質(zhì)水量監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)表3分析可知，污水處理站外排廢水水質(zhì)除全鹽量因子外，其余各水質(zhì)因子可滿足《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 37/599—2006）一般保護(hù)區(qū)及其修改單要求，且同時(shí)滿足《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3544—2008）中表2標(biāo)準(zhǔn)及《山東省地方標(biāo)準(zhǔn) 造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 37/336—2003）中表3標(biāo)準(zhǔn)。即廢水水質(zhì)中全鹽量因子不能滿足自2016年1月1日起執(zhí)行的指標(biāo)限值1600 mg/L的要求，其外排廢水不能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

3.2 針對(duì)廢水中全鹽量含量偏高情況的整改措施及效果

針對(duì)外排廢水中全鹽量超標(biāo)的現(xiàn)狀，紙業(yè)公司深層次分析全鹽量含量超標(biāo)的原因：主要是由于生產(chǎn)車間回用水較多，造成鹽分積累，同時(shí)污水處理廠深度處理投加化學(xué)藥品較多，造成外排水全鹽量增加。

（1）提出的整改思路及措施。優(yōu)化污水處理運(yùn)行工藝，降低芬頓深度處理前端COD指標(biāo)，進(jìn)而減少芬頓工序的化學(xué)藥品投加量，以降低外排水含鹽量。

增加回流二沉出水進(jìn)入酸化池，該水pH位7.8左右，中和酸化降低的pH，酸化池酸化后pH達(dá)3～5，正常運(yùn)行pH值需6.5～6.8，這樣每天增加回流二沉出水4000 t，可減少投加液體燒堿3 t（含量30%），折合固體燒堿0.9 t，降低了水中的全鹽量，但增加回流水泵1臺(tái)18.5 kW，厭氧系統(tǒng)增加開1臺(tái)提升泵（45 kW）。

通過多回流二沉出水，同時(shí)降低了酸化池COD濃度，厭氧出水COD濃度也進(jìn)一步降低，為提高好氧曝氣池的去除效率，增加曝氣量，多開2臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)（各110 kW），使好氧出水COD降低，這樣外排水達(dá)標(biāo)的情況下，芬頓深度處理可減少投加化學(xué)藥品，進(jìn)而降低排水全鹽量，芬頓需要投加5種化學(xué)藥品（雙氧水、硫酸亞鐵、硫酸、燒堿、聚丙烯酰胺），在進(jìn)水COD濃度降低的情況下，雙氧水、硫酸亞鐵、硫酸及燒堿可減少投加，聚丙烯酰胺變化較小，由于芬頓前端COD的降低，芬頓反應(yīng)池pH可由3.8提高到4.8，這樣濃硫酸每天可減少投加1 t，芬頓后端pH回調(diào)池液體燒堿可減少投加1 t，主要占鹽分的為硫酸亞鐵及燒堿，經(jīng)核算，每天外排水以均值5240 t計(jì)算，每去除10 mg/L的COD，需減少投加硫酸亞鐵0.5 t。

（2）整改后的效果分析。污水處理站內(nèi)部工藝優(yōu)化后，芬頓進(jìn)水COD降低了10 mg/L，可減少投加硫酸亞鐵1 t，加上酸化池及芬頓節(jié)約的液體燒堿每天4 t（折合1.2 t固體），共計(jì)減少投加2.2 t化學(xué)藥品，以每天排水5240 t計(jì)算，全鹽量濃度可降低420 mg/L，按照2015年11月16日和17日的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，外排水全鹽量最大1895 mg/L，工藝優(yōu)化后全鹽量濃度為1475 mg/L，滿足不超過標(biāo)準(zhǔn)限值1600 mg/L的要求。經(jīng)過1周的運(yùn)行后，實(shí)測(cè)外排水全鹽量1500～1600 mg/L。

為了了解污水處理站工藝優(yōu)化后的水質(zhì)處理效果是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，紙業(yè)公司于2016年4月23和24日委托有資質(zhì)的監(jiān)測(cè)單位對(duì)污水處理站出口廢水水質(zhì)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果見表4。

表4 整改后水質(zhì)監(jiān)測(cè)表

4 結(jié)論

該企業(yè)污水處理工藝優(yōu)化后排水口外排廢水中全鹽量穩(wěn)定在1500～1600 mg/L，最大值1584 mg/L，滿足自2016年1月1日起《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的全鹽量指標(biāo)限值≤1600 mg/L標(biāo)準(zhǔn)要求。說明該公司針對(duì)廢水中全鹽量的整改措施有效、可行。

即優(yōu)化后的污水處理工藝可滿足外排廢水中各污染因子分別滿足《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 37/599—2006)一般保護(hù)區(qū)及其修改單要求，且同時(shí)滿足《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3544—2008）中表2標(biāo)準(zhǔn)及《山東省地方標(biāo)準(zhǔn) 造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 37/336—2003）中表3標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。