改性硅藻土新工艺使制浆造纸废水达到新排放标准的应用研究

173改性硅藻土新工艺使制浆造纸废水达到新排放标准的应用研究刘建伟（福州世纪成环境工程有限公司，福建福州350003）摘要：采用改性硅藻土新工艺，即在原二沉池后增设一个投加改性硅藻土的曝气澄清池，对制浆造纸废水做进一步的处理。通过一系列的中试试验，结果表明采用新工艺后，能够使制浆废水和造纸废水的出水COD分别达到200mg/L和120mg/L的新排放标准，也能够使再生纸废水的COD达到100mg/L以下，并使BOD5、SS和色度等指标也达到新的排放标准。关键词：改性硅藻土；制浆造纸废水；新排放标准1引言2008年6月25日国家颁布了《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）代替了原GB3544-2001标准。该新标准不仅调整了排放标准体系，增加了控制排放的污染物项目，提高了污染物排放控制要求，而且还更加严格地规定了污染物监控要求和水污染物排放基准排水量。针对新标准对造纸废水COD要求提高，许多造纸企业出水难以达到新标准要求的现状，我公司研究采用改性硅藻土新工艺处理造纸废水，使出水能够达到新的排放标准要求。2新工艺介绍改性硅藻土新工艺是在常规处理工艺的二沉池之后增设一个曝气澄清池，并投加改性硅藻土进行处理。具体工艺如下：3处理原理目前常见的改性硅藻土是采用铝，铁等带正电荷的离子对硅藻土进行表面改性，或加入其他的絮凝剂复合制成改性硅藻土污水处理剂[1]。本文采用在硅藻土的均匀性小孔中接上大量的活性基团的改性硅藻土，相对于复合其他絮凝剂制成的改性硅藻土处理剂而言，该改性硅藻土一方面可作为形成絮体的骨架，改善矾花的结构，即有助凝的作用，使形成的絮体密实而有较好的沉降性，从而改善了一般的化学絮凝剂产生的矾花松散，不易下沉的状况；另一方面，由于其巨大的比表面积和表面吸附性等，脱稳胶体极易被吸附到硅藻土上，且附着了污染物质的硅藻土颗粒间的相互吸附的能力也大，所以改性硅藻土用于污水处理时，能快速形成粒度和密度较大的絮体，且絮体的稳定性好，甚至当絮体被打碎后，还可发生再絮凝[2]，这是其他铝盐、铁盐等常用污水絮凝剂所无法比拟的。同时，在曝气澄清池中它实际上还起到比表面积非常大的填料作用。在过滤过程中，又发挥其独特的网捕作用。制浆造纸废水中的细小纤维在改性硅藻土和粘附在硅藻上的微生物的多种联合作用下，得到有效的去除。4中试情况造纸工业废水量约占全国工业总废水量的10％左右，废水中所含有机污染物浓度高且难以降解，使生物处理难度增大[3-4]，采用常规的处理工艺2009年第7期2009年7月化学工程与装备ChemicalEngineering&Equipment174刘建伟：改性硅藻土新工艺使制浆造纸废水达到新排放标准的应用研究难以达到新的排放标准。因此，近年来，我们利用专利产品改性硅藻土[2]在几家造纸厂进行实地中试，均取得十分满意的效果。表1制浆废水中试出水监测表时间流量L/h取样点CODmg/L去除率%备注19:00-18/415曝气澄清池入口273.3进水4:00-19/45出口97.664.3%6:005出口78.171.4%8:005出口117.157.2%14:0030出口156.051.6%4:00-20/425出口58.678.6%8:0025出口58.678.6%2:40-21/425出口48.676.5%8:00曝气澄清池入口285.3进水10:0025出口82.571.1%12:0025出口68.076.2%14:0025出口85.070.2%23:0025曝气澄清池入口300.4进水4:00-22/425出口92.069.4%6:0025出口67.477.6%8:0025出口49.083.7%表2造纸废水中试出水监测表日期采样时间CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH进水出水去除率进水出水进水出水去除率进水出水8:0023911452%10/724833%7.67.712:0024416333%884351%7.67.616;0027511957%883857%7.57.720:0028912756%563636%7.67.76月17日24:0035115955%903957%7.57.74:0035117052%603247%7.57.98:0030717543%14/433030%7.57.612:0031114354%504118%7.57.616:0027211060%59565%7.47.520:0029910067%352237%7.57.76月18日24:0028612855%4546-2%7.67.64:0030011661%673351%7.57.68:002725181%14/816026%7.57.812:002458864%48464%7.67.616:002428465%724044%7.57.520:002968272%11910512%7.27.26月19日24:002909667%1329330%7.46.94;0028910065%2019851%7.46月20日8:004218879%3484886%7.47.0175刘建伟：改性硅藻土新工艺使制浆造纸废水达到新排放标准的应用研究4.1制浆废水中试情况对邵武中竹纸业有限公司的制浆废水进行中试处理试验。经过1周现场中试，结果如表1所示。可以看出，二沉池出水（即曝气澄清池进水）的CODCr均超过250mg/L，说明原处理工艺已不能达到新标准不超过200mg/L的排放要求。但采用新工艺处理后，出水的CODCr大部分稳定在100mg/L以内，均不超过200mg/L，达到了新标准的排放要求。4.2造纸废水中试情况：中试从2008年6月17日8：00至20日8：00在南平某造纸厂进行，连续运行72小时不间断。每4小时分别对进水和出水取一次样，试验结果如表2所示。可以看出，二沉池出水（即曝气澄清池进水）的CODCr均超过200mg/L，大部分超过200mg/L，说明原处理工艺已不能达到新标准不超过120mg/L的排放要求。但采用新工艺处理后，出水的CODCr除个别时段超过150mg/L外，大部分稳定在100mg/L以内，基本达到了新标准的排放要求。4.3再生纸废水中试情况分别对福州人民纸厂、龙海粮库纸业有限公司和龙海民政三星造纸厂等再生纸厂废水进行中试情试验。这些再生纸厂废水经预沉处理后的水质一般为：CODCr在250mg/L-2000mg/L，BOD5在150mg/L-600mg/L，SS在200mg/L-1500mg/L。经新工艺处理后，CODCr均能达到100mg/L以下，BOD5、SS和色度等指标也均能达到新的排放标准。5硅藻土处理造纸废水的技术优势将改性硅藻土用于废水的处理是一项新技术，其主要的特点是：（1）硅藻土处理单元的耐冲击负荷能力强，处理效果十分稳定，不易受到温度，水质，水量变化等的影响，适宜含有较多有毒物质或冲击负荷较大的工业污水的处理。（2）该工艺技术先进，所需设备少，占地面积小，工艺流程简单，操作管理方便，可实现自动化操作，而且该工艺的建设工期短，很容易实现对现有造纸厂污水处理设施的改造。（3）硅藻土药剂的用量少，COD去除率高。（4）硅藻土的脱水性能比一般的生物污泥和其它的化学污泥的要好，污泥含水率低。（5）硅藻土污泥的是一种环境友好型矿物，且稳定性好，是一项无二次污染的技术。其产生的污泥可以进一步制成陶粒，可运用于污水处理厂的深度水处理和废气恶臭处理。（6）运行过程可实现全自动化控制操作，在运行中节省人力，运行安全可靠。6结论采用改性硅藻土新工艺，即在原二沉池后增设一个投加改性硅藻土的曝气澄清池，对制浆造纸废水做进一步的处理。中试试验结果表明采用新工艺处理后能够使制浆废水和造纸废水的出水COD分别达到200mg/L和120mg/L的新排放标准，也能够使再生纸废水的COD达到100mg/L以下，并使BOD5、SS和色度等指标也达到新的排放标准，能有效解决原处理工艺无法达到新标准排放要求的难题。用改性硅藻土处理废水的技术是污水处理技术的一次跃进，能够较方便和较实际地解决新标准颁发后造纸企业遇到的棘手问题，同时可利用丰富的自然资源，找到一种适合于中国国情的污水处理技术，这将对中国乃至世界环保技术可持续发展起到了推进作用。参考文献[1]李芳，林红岩，孙艳萍．硅藻土用于污水处理[J]．油气田地面工程，2006；25(10)：[2]林金画，吴金炉．废水处理用的改性硅藻精土的配方及其制备方法．[3]方战强．纸浆漂白废水的毒性研究及其关键毒性物质的鉴别[D]．广州：华南理工大学，2003：1-10[4]方战强，李友明，陈中豪．苇浆CEH漂白废水的毒性及毒性排放负荷[J]．化工学报，2005；55(6)：1086-1090