造纸废水深度处理工程设计
摘 要：在某钞票纸厂原有废水处理设备基础上引入一体化废水处理设备，对部分废水进行深度处理后回用，以减少废水排放量。同时对一体化废水处理设备进行了深入分析。运行结果表明，此工艺能够满足实际生产的需要，具有可行性。
关键词：一体化废水处理设备,深度处理,处理工艺
据统计，2004年，全国共有造纸及纸制品企业 4174家，废水排放总量为 318705万t，废水排放达标量286468万t，废水处理设施5575套。造纸废水因排放量大、污染严重，已成为水处理中的重中之重。本工程引入一体化废水处理设备对某钞票纸厂的造纸废水进行深度处理，以达到综合治理、回收利用的目的。
1 项目目的
某钞票纸厂是以进口优质浆和自制棉浆按一定配比生产钞票纸的专业生产厂家，兼营防伪证券纸、艺术水印纸、高级印刷纸、防伪印制产品等，生产能力为30 t／d，废水日排放量为7500 in 。该厂拟新增生产能力10 t／d，以商品浆为原料。由于该企业所生产的钞票纸等属于特种纸，所以生产用水量高，废水排放量大。新增生产线的废水排放量约为2300 in ／d。但根据企业所在市环保部门的要求，在新项目建成投产后，全厂的生产废水总排放量仍须维持在 7500m ／d，因此，该厂在原有废水处理设备基础上引入了一体化废水处理设备，对部分废水进行深度处理后回用，减少了废水排放量。
2 废水处理能力及处理标准
本工程处理的废水主要是指经过曝气池处理后的水。
2．1 废水处理能力
新增废水处理设备的设计处理能力为2000t／d。污水深度处理工程总投资为108．28万元，污水运行费用为0．39 m 。
2．2 出水水质标准
钞票纸厂的废水经曝气池处理后的水质及国家排放标准 如表1所示：
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3 工艺流程
根据钞票纸厂原有的废水处理系统以及废水处理情况，考虑到尽量利用原有设备、减少改造管道的数量和施工难度，降低废水处理负荷，废水处理工艺流程如图1所示。
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该废水处理工艺的主要部分是中间池、一体化处理设备以及絮凝剂的添加、消毒设备等部分，其他部分采用企业原有的废水处理系统。这样在尽量利用原有废水处理设施的同时，增添废水深度处理设备，可以达到减少废水排放量、回用废水的目的。
4 主要设备与构筑物
4．1 旋转细隔栅
旋转细隔栅用来拦截纤维和大的悬浮砂砾。其废水处理能力为600 m ／h，完全可以满足企业扩建后的废水处理要求，不需进行改造。
4．2 曝气池
曝气池是原废水处理系统生物处理单元的主体，采用好氧生物处理。其曝气能力为1 10 m ／min(风机一用，两备)，完全可以满足废水量增大后的处理要求。
4．3 二沉池
二沉池是原废水处理系统中的设施。由于曝气池中存在大量的棉纤维导致二沉池的沉降速度变慢，影响了废水处理效果。因此，拟建的废水处理系统将部分经过曝气池处理的废水引至一体化处理设备，处理后的废水回用。
4．4 管道混合器
管道混合器属混合设备。通过计量泵将絮凝剂 PAC、PAM加入到管道混合器中，为一体化设备中的絮凝反应做准备。
4．5 一体化处理设备
一体化处理设备是拟建废水处理系统的主体，采用加药絮凝一沉淀一过滤的物化处理工艺对生物处理后的废水进行深度处理，以满足回用要求。它将混合池、絮凝反应池、斜管沉淀池、过滤池和反冲洗系统集合到一个设备中，实现处理工艺的集成化。处理能力为60 m ／h，项目中采用2台一体化处理设备(60 m ／h×2×24=2880 m ／d)，完全可以满足废水处理能力的要求。
4．5．1 混合池
絮凝剂PAC、PAM经管道混合器加到待处理的废水后进入一体化处理设备的混合池，经变速电机驱动的搅拌器搅拌使它们充分接触。其中，搅拌机(带无极变速电机)功率为0．55 kW。混合池具体尺寸为： 1275 mm ×1420 mm ×2700 inln。
4．5．2 絮凝反应池
经过混合池充分混合的水进入絮凝池进行絮凝反应，大量污泥及沉降物下落到底部的排污泥管中并被排出。絮凝反应池的尺寸为：1275 mm×600 mm× 2700 mm。
4．5．3 斜管沉淀池
斜管沉淀池是废水一体化处理设备的主体部分之一。由于其增加了单位容积内的沉淀面积，从而提高了处理效率 。经考察，原废水处理设备中由于曝气池中积累了大量的棉纤维，从而导致二沉池中废水的沉降速度减慢，因此，将部分从曝气池中出来的水引入斜管沉淀池，进行深度处理。沉淀池主要由内径为35 mm的聚丙烯斜管、配水区、出水区和穿孑L排污泥管构成，斜管沉淀池的尺寸为：6616 mm×1200 mm ×2700 mm 。
设备中斜管长1 m 倾斜角为6o。。由于斜管沉淀池中布置有斜管，而斜管的直径一般为35 inln、50 mm等，当斜管区局部水力分布不均匀时，使水流在某些斜管处流速过高，这样就会出现矾花泛起的现象，以致出现出水效果比没有斜管还要差。为此，斜管沉淀池的布水采用异向流布置，使布水更为均匀。为了使进水能在整个斜管区均匀地配水，配水区要有足够的高度，这主要取决于斜管区的长度，一般不小于1．5 m。
为了使出水区均匀地集水，采用锯齿形集水槽。本设备斜管上部出水区高度为800 mm，较高的出水区有助于均匀出水、减少Et照影响及藻类繁殖。积泥区高度根据污泥量、沉泥浓度和排泥方式等确定，本设备采用穿孑L管排泥。
4．5．4 过滤池
过滤是通过过滤介质的表面或滤层截留水体中悬浮固体和其他杂质的过程。利用微混凝过滤原理对废水中剩余的胶体物质进行捕捉、吸附、过滤处理，可以进一步降低废水中有机污染物的含量，对废水的浊度和色度的降低特别有效，也可使悬浮物降低到极低的水平，提高出水的澄清度。过滤是消毒工艺前的关键性工艺，对保证水质具有重要的作用。
过滤池主要包括出水堰槽、滤层、进水管和出水管等。过滤池的尺寸为：4600．mm×1275 mm×2700 mm。堰槽采用锯齿形堰槽，能折装。滤层采用无烟煤、石英砂、粗砂3层滤层。
4．5．5 反冲洗系统
反冲洗的目的是为了清除滤料中所截留的污物，使过滤池恢复工作能力。反冲洗用水采用水泵供给，3台水泵2用1备。反冲洗时，过滤池出水口关闭，开启反冲洗控制阀，反冲洗水进入过滤池底部通过大阻力配水系统依次进入粗砂层、石英砂层、无烟煤层，将过滤过程中留下的污物冲洗掉，然后从出水堰槽进入集水箱，排出污物。
4．6 消毒设备
为了使处理后的废水达到回用的目的，对过滤后的水进行消毒处理。利用二氧化氯发生器产生二氧化氯，将其通人处理后的水中进行消毒。同时还有储存间、清水池等设施。
5 处理效果
由于安全池及其以前的设备都是原废水处理系统的一部分，因此，仅分析从安全池到一体化处理设备末端的废水处理效果。经过连续半个月的观测、整理数据，得出安全池的出水水质以及经一体化设备处理后的废水水质，结果见表2。
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从表2看出，曝气池的出水经一体化处理设备处理后，与安全池出水相比，CODm nOD 、SS和浊度的去除率分别为3O％ ～40％ 、10％ ～20％ 、80％～ 90％ 、75％ ～85％ 。废水中SS和CODc 的去除效果较好，对nOD 的去除效果则一般，这可能是此装置通过投加絮凝剂混合、反应、沉淀、过滤过程，可去除大部分悬浮固体，包括水中的纤维，因此可降低部分COD 和nOD ，但对可溶性nOD 却无太大作用，导致去除率不高。但此出水已经完全满足回用于生产车间的水质要求。
采用此工艺可以避免大规模改造原有的废水管道，但是，由于回用水部分循环回用，回用水中惰性的有机物和盐类会产生累积现象，导致生物处理的效率会有所下降。总体来看，采用此工艺处理后的回用水完全能够满足生产要求。
6 结语
针对新增生产线，但不能增加废水排放量的问题，本工程在原生物处理系统后增加一体化废水处理设备，对部分废水进行深度处理，从而达到回用的目的。
经过试运行，一体化处理设备能够去除废水中大部分的COD 和SS，完全可以满足废水回用的要求，证实了工艺的可行性与正确性。
但是，一体化设备在结构上仍然存在问题，比如斜管沉淀部分的废水水流方向问题等，有待于进一步完善。
参考文献
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