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造紙企業(yè)污水深度處理研究范文

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造紙企業(yè)污水深度處理研究

[摘要]本文介紹了山東某造紙廠對廠內(nèi)污水廠處理后污水進行深度處理各工段產(chǎn)生的污水收集并回用的中試研究,中試設(shè)備處理能力在2m3/h。本次中試采用“混凝沉淀→臭氧活性炭→超濾→反滲透→芬頓”作為核心處理工藝,利用污水廠處理尾水制備生產(chǎn)新水,濃鹽水進一步降解COD后達標外排。測試結(jié)果表明:產(chǎn)水濁度≤0.4NTU,COD≤50mg/L,滿足回用水及外排水水質(zhì)要求,具有良好的推廣價值。

[關(guān)鍵詞]造紙廢水;高級氧化;深度處理

1項目背景

在我國,制漿造紙工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)之一。隨著紙漿造紙工業(yè)的快速發(fā)展,其對水的使用量隨之劇增,同時也帶來了嚴重的水污染問題。造紙企業(yè)產(chǎn)生的廢水具有CODCr濃度高、色度大的水質(zhì)特點,因此為了實現(xiàn)造紙工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,將造紙廢水深度處理回用具有重要的現(xiàn)實意義。

2中試過程

2.1進水水質(zhì)本中試以山東某造紙企業(yè)內(nèi)部污水廠處理尾水為原水,系統(tǒng)水質(zhì)見表1。

2.2工藝流程通過對原水水質(zhì)的分析,原水水質(zhì)變化較大,適宜采用物理-化學(xué)的處理工藝流程。預(yù)處理適宜采用臭氧活性炭消毒,活性炭由于自身的疏松多孔,具有很強的吸附能力,所以用于過濾除菌,同時又能吸附很多細菌病毒;而臭氧具有強氧化性,可以破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)使病毒細菌失去生理活性,所以將臭氧通入活性炭過濾器即可消毒;深度處理采用超濾-反滲透組合工藝,去除離子范圍的溶質(zhì),使生產(chǎn)出來的新水水質(zhì)達到回用要求;反滲透產(chǎn)生的濃水經(jīng)芬頓反應(yīng),將濃水中的有機物充分“燃燒”,分解為CO2和H2O,最終達標排放。具體工藝流程見圖1。

2.3中試裝置設(shè)計參數(shù)針對進水水質(zhì)變化較大的特點,本中試過程主要由混凝沉淀裝置+臭氧活性炭裝置+超濾+反滲透+芬頓裝置(處理反滲透濃水)等組成,工藝系統(tǒng)全部由PLC控制操作,具有結(jié)構(gòu)緊湊、管理簡單的特點。主要設(shè)計參數(shù)見表2。

2.4中試用藥情況為確保中試過程中產(chǎn)水指標的正常,現(xiàn)場人員通過小試實驗,最終確定了系統(tǒng)加藥量。2.5檢測方法本次中試涉及的水質(zhì)檢測分析方法分別為:溫度采用水銀溫度計法測定;pH采用電極法測定;濁度采用便攜式濁度儀法測定;氯離子采用硝酸銀滴定法測定;COD采用便攜式COD-571快速消解法測定。

3工藝特點

(1)造紙廠廢水中含有大量帶電顆粒物,混凝法借助鋁、鐵等元素可以很好的吸附這些顆粒。而且,在污水濃度比較高的情況下,產(chǎn)生的絮體更大,更能提高污水的處理效果。(2)活性炭吸附柱比表面積巨大,具有很強的吸附性能,對污水的深度處理具有很好的漂白作用。而且,活性炭吸附劑具有可再生的優(yōu)點,吸附容量在再生次數(shù)達到30次以上仍不會有明顯損失。(3)混凝+吸附法特別適合處理成分復(fù)雜的造紙廢水,經(jīng)過本工藝處理后色度去除率可以達95%,且成本低,操作簡便。針對本工藝,反滲透處理后產(chǎn)生的濃鹽水采用芬頓方法進行后期處理,可以明顯提高COD去除率,保證濃水達標外排。

4運行效果

中試期間每天在線監(jiān)測3次并取其平均值,具體結(jié)果如下。

4.1中試系統(tǒng)對COD的凈化效果本中試過程以污水廠處理尾水作為原水,COD≤200mg/L,經(jīng)過預(yù)處理臭氧的高級氧化和混凝沉淀作用,出水COD≤50mg/L(如圖2所示),滿足新水水質(zhì)使用要求。

4.2超濾對濁度的去除效果本中試系統(tǒng)深度處理過程采用中空纖維超濾技術(shù)去除水中膠體等雜質(zhì),使出水濁度穩(wěn)定在0.4NTU以下,水質(zhì)基本可以滿足后續(xù)RO系統(tǒng)的要求。

4.3一級高級氧化對COD的去除效果原水經(jīng)混凝沉淀作用后,高分子有機物經(jīng)架橋作用形成絮體,產(chǎn)生的絮體被活性炭粉末截留外排。剩余有機物經(jīng)由臭氧-活性炭的高級氧化作用及其過濾,使產(chǎn)品水COD基本穩(wěn)定在40mg/L以下(如圖4),此氧化過程對COD去除率保持在50%以上,最高達到93.3%,具有良好效果。

4.4二級高級氧化對反滲透濃水COD的去除效果反滲透濃水經(jīng)過濃縮富集過程,COD值會有所上升,為使反滲透產(chǎn)生的濃水達標排放,需先經(jīng)過第二次氧化作用去除較高濃度的COD,本過程采用芬頓作為高級氧化處理工藝,最終產(chǎn)水COD值穩(wěn)定在50mg/L以下,去除率達到85%(如圖5),處理效果良好,達到外排標準。

5問題與討論

(1)受氣溫影響,當進水溫度低于12攝氏度時,混凝效果逐漸變差,預(yù)處理產(chǎn)水濁度偏高。若后期混凝效果仍不理想,可通過增加混凝劑投加量或投加高分子助凝劑等措施保證出水質(zhì)量,但運營成本會有所增加。(2)在測定各處理段出水COD的過程中,經(jīng)多次對比在Cl-較高的情況下,采用高濃度國標方法與低濃度國標方法檢測結(jié)果差距較大,相對偏差達到62.5%。這是由于高氯低COD的水質(zhì)在化驗過程中,Cl-產(chǎn)生了顏色干擾,兩種國標方法具有不同的檢出限,繼而低濃度檢測方法出現(xiàn)“未檢出”的結(jié)果。建議在掩蔽劑相同投加量的情況下,對高濃度Cl-水樣進行適當稀釋,以校正檢測結(jié)果。(3)由于中試設(shè)備系統(tǒng)緩沖較小,當總進水含鐵量超標時高密度澄清池產(chǎn)水濁度偏高,建議增設(shè)除鐵設(shè)備。

6結(jié)語

(1)本次中試采用“混凝沉淀→臭氧活性炭→超濾→反滲透→芬頓”作為核心工藝,通過實際運行表明,產(chǎn)水濁度≤0.4NTU,COD≤50mg/L,系統(tǒng)長期運行效果穩(wěn)定,濃水經(jīng)處理后達標外排,該工藝流程設(shè)計合理,具有良好的推廣價值。(2)本中試過程采用兩級高級氧化作用去除造紙廢水COD,臭氧-活性炭和芬頓氧化的去除率最高達到了93.3%和85%,出水水質(zhì)達到后續(xù)指標要求,氧化效果良好。(3)根據(jù)現(xiàn)場運行情況,建議將來在實際工程中增設(shè)除鐵設(shè)備,減小鐵離子對濁度的影響;合理選擇COD測定方法,減小測定結(jié)果誤差。

作者:李建康 單位:中冶京誠工程技術(shù)有限公司

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