高效浅层气浮技术在造纸废水处理中的应用

高效浅层气浮技术在造纸废水处理中的应用江苏某造纸厂地处太湖流域，采用废纸为原料，年产5万t牛皮箱纸和高强度瓦楞原纸。日排废水1.2万t。原废水pH为5.5～7，CODCr为1000～2000mg／L，SS为1000～1700mg／L。原废水处理工艺为初沉法，废水经一套格栅→斜筛→平流式沉淀池处理后外排至京杭运河。由于该工艺只是去除了大量的SS和部分CODCr，达不到GB3544—92《造纸工业水污染物排放标准》中二级标准。对此，采用高效浅层气浮工艺，较好地解决了这一问题。1处理工艺1.1原处理工艺存在的问题该厂以废纸为原料，废水中杂质多，组分较复杂。据监测，该厂废水中可溶性CODCr值为350～450mg／L，用单一初沉池难以去除。针对上述问题，新工艺采用浅层气浮系统，不仅使处理后的废水达到排放要求，pH为6～9，CODCr≤200mg/L，SS≤250mg/L，BOD5≤80mg／L，而且每天回收5～6t纸浆，处理后的废水能回用90％，同时降低了运行费。1.2改造后的废水处理流程改造后的废水处理流程见图1。1.3高效浅层气浮原理高效浅层气浮系统是一个先进的快速气浮系统，改传统气浮的静态进水、动态出水为动态进水、静态出水，即把含有附有微气泡悬浮颗粒的混合污水进入气浮池内的时候，使出流装置移动，混合废水的水平流速相对出流装置为零，从而抑制了槽内的紊流，因而能进行平稳的气浮分离(即所谓的“零速度原理”)，浮选体上升速度达到或接近理论升速，极大地提高了处理效率，使废水在浅层气浮槽中的停留时间由传统的30～60min减至3min，并且集凝聚、撇渣、排水、排泥为一体，是一种高效的废水处理装置。图2表示了该原理。原水从图中的整流区被放入浮选区的气浮槽时，整流区自身以原水的出流速度并与其相反的方向周转，此时，就创造了水流速为零的零流速状态。1.4高效浅层气浮工艺的特点(1)待处理水停留时间较短，仅为3min。(2)处理效率高，尤其是处理高浊度水。(3)单位面积的处理量为250m3／(m2·d)，处理能力大。(4)可以设置为多层，并可以直接设置在地面上或架空设置，占地面积小。(5)有效水深约0.4m，且与处理能力基本无关，构筑物总高度降低。2处理效果2.1监测结果1998年12月8日江苏省环境监测中心站对该污水处理工程进行了24h连续监测(监测频率为每1.5h一次，共测16次)，监测结果如表1所示(吨纸排水量为64m3)。表1污水处理工程达标排放验收监测数据汇总mg·L－1项目设施进口设施出口平均处理效率/%标准值超标率/%结果范围均值结果范围均值pH——7.30～7.58——6～90CODCr1180～20701648162～20118089.120017BOD5—058.0～81.069—8020SS955～175012202～20899.32500由表l可知，处理后的排放废水中pH、SS符合GB3544—92《造纸工业水污染排放标准》二级标准，CODCr、BOD5各有一次略为超标，但均值不超标。2.2溶解性CODCr、BOD5去除率分析该厂曾委托某大学进行了溶解性CODCr、BOD5去除率监测分析(每小时取一次样，共取四次，再混合)．结果如下：进水混合样：CODCr1270mg／L；BOD5376mg／L；SS1300mg/L；溶解性CODCr244mg／L；溶解性BOD5120mg／L。处理后出水：CODCr167mg／L；BOD568m8／L；SS14mg／L。若将处理出水CODCr、BOD5看成全为溶解性CODCr、BOD5，则溶解性CODCr、BOD5去除率分别为31.6%、43.3％。2.3不加絮凝剂和助凝剂的浅层气浮处理效果该厂技术人员曾进行了不加药剂的浅层气浮处理废水试验(每隔1h采一次样，共16次)，试验结果如表2。表2不加药剂的处理效果mg·L－1项目设施进口设施出口平均处理效率/%结果范围均值结果范围均值SS1260～21001589.7120～22016389.95CODCr1175～21191595.2316～644473.070.5从表2中可看出，采用高效浅辰气浮装置不加药剂处理造纸废水时，SS去除率在89％以上，CODCr去除率达70％。2.4工艺流程特点(1)采用格栅、斜网过滤加浅层气浮处理造纸废水，流程连续性强、操作管理简单。(2)经斜网过滤可回收大量纸浆，每天约5～6t。(3)选用高效气浮设备作为主体设备，一般情况下气浮达标排放。对溶解性CODCr、BOD5有一定的去除效率；在不加药剂的情况下对SS、CODCr也有较高的去除率。(4)浅层气浮装置操作弹性大抗冲击力强，出水稳定并且能达到90％回用率。3主要技术经济指标及效益分析(1)本工程占地面积为400m2，每天处理1m3废水占地仅为0.03m2。(2)污水处理工程总投资350万元，其中高效浅层气浮装置262万元，土建70万元，配套安装费用18万元。(3)本工程吨废水处理成本为0.60元。其中、药剂费0.365元／m3水，电费0.130元／m3水。(4)本工程运行后，每天处理废水l～2万t．可削减SS10～14t／d、削减CODCr10～15t／d，处理出水可回用90％，节约了宝贵的水资源。以每吨清水0.50元计，每天可收益5400元，另外、每天回收纸浆6t，以每吨纸浆700元计，收益4200元，共计每天收益9600元，即每处理1t废水可创效益0.80元，扣除单位废水处理成本0.60元，实际上每处理1t废水可获效益0.20元，即每天2400元。经济效益、环境效益明显。4结论(1)经格栅—斜网过滤—浅层气浮工艺处理后的废水回用率达90％，每天还能回收5～6t纸浆，每天少排放SS10～14t、CODCr10～15t，经济效益与环境效益明显。(2)本工艺具有投资省、占地少、运行费用低、操作方便、性能稳定等特点，可在同类型企业中推广应用。(3)由于吨水处理成本中药剂费占了60.8％，因此药剂品种和用量可进一步试验优化。