造纸厂污水如何处理｜造纸行业废水怎么处理方法

化学机械浆造纸废水"A/O+深度处理"组合工艺工程

一、项目背景与概况

某大型造纸企业位于华东地区，以化学机械浆为主要原料生产高档文化用纸，年产量达到45万吨。化学机械浆制浆过程中采用过氧化氢漂白工艺，产生的废水具有COD浓度高、色度深、可生化性较差的特点。该企业原有废水处理系统采用传统的活性污泥法，随着产能扩大和环保标准提升，出水COD难以稳定达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》中的限值要求，亟需进行工艺升级改造。

项目设计处理规模为30000立方米/天，进水水质指标为：COD浓度1800-2500毫克/升，BOD₅浓度500-700毫克/升，SS浓度800-1200毫克/升，色度400-600倍，pH值6.5-8.5。经过改造后，要求出水COD≤80毫克/升，BOD₅≤20毫克/升，SS≤30毫克/升，色度≤30倍，pH值6-9。

二、废水特性分析

化学机械浆废水的主要污染物来源于木材原料的木质素、半纤维素和抽出物。与化学浆废水相比，化学机械浆废水的COD浓度虽然略低，但废水中含有大量难降解的木质素衍生物和高分子碳水化合物。木质素及其降解产物具有复杂的芳香族结构，对常规生物处理工艺具有较强的抗性。此外，废水中含有一定量的过氧化氢残留和碱性物质，对微生物活性有一定抑制作用。

废水中的有机物组成分析显示，溶解性有机物占总COD的65%左右，其中低分子量有机酸占溶解性COD的30%，高分子量木质素类物质占35%。胶体性有机物占25%，悬浮性有机物占10%。这种组成特征决定了废水处理需要采用物化与生化相结合的组合工艺。

三、处理工艺流程设计

本项目采用"预处理+厌氧水解酸化+A/O生物处理+混凝沉淀+臭氧氧化+曝气生物滤池"的组合工艺路线。

3.1 预处理单元

预处理系统包括格栅、调节池和初沉池。格栅采用回转式机械格栅，栅隙10毫米，去除废水中的粗大纤维和杂物。调节池有效容积9000立方米，水力停留时间7.2小时，设置潜水搅拌器防止悬浮物沉积，同时起到均质均量的作用。初沉池采用辐流式沉淀池，表面负荷1.2立方米每平方米每小时，通过重力沉降去除大部分悬浮纤维和颗粒物，SS去除率达到60%以上，COD去除率约20%。

3.2 厌氧水解酸化单元

厌氧水解酸化池采用升流式厌氧污泥床反应器，有效容积4500立方米，水力停留时间3.6小时。该单元的主要作用是将废水中难降解的大分子有机物水解为易降解的小分子物质，提高废水的可生化性。水解酸化池内设置三相分离器，控制上升流速0.5米每小时。运行过程中控制pH值在6.5-7.5之间，温度维持在30-35摄氏度。经过水解酸化处理后，废水的BOD₅/COD比值从0.28提升至0.42，为后续好氧生物处理创造了良好条件。

3.3 A/O生物处理单元

A/O系统是本工程的核心处理单元，由缺氧池和好氧池组成。缺氧池有效容积6000立方米，水力停留时间4.8小时，设置潜水搅拌器维持污泥悬浮状态，溶解氧控制在0.5毫克/升以下。好氧池采用推流式曝气池，有效容积18000立方米，水力停留时间14.4小时，采用微孔曝气器供氧，溶解氧维持在2-4毫克/升。

A/O工艺通过硝化反硝化作用实现脱氮，同时利用缺氧段的水解酸化作用和好氧段的氧化作用协同去除有机物。污泥回流比控制在80%-100%，混合液回流比控制在200%-300%。该单元对COD的去除率达到75%-80%，氨氮去除率达到90%以上，总氮去除率达到70%以上。

3.4 混凝沉淀单元

二沉池出水进入混凝沉淀池进行深度处理。混凝剂采用聚合氯化铝，投加量为200-300毫克/升，助凝剂采用聚丙烯酰胺，投加量为2-3毫克/升。混凝沉淀池采用斜管沉淀池形式，表面负荷0.8立方米每平方米每小时。该单元主要去除生物处理出水中残留的胶体性有机物和色度物质，COD去除率约20%-25%，色度去除率约60%-70%。

3.5 臭氧氧化单元

为进一步去除色度和难降解有机物，设置臭氧接触氧化塔。臭氧投加量为30-50毫克/升，接触时间20分钟。臭氧具有强氧化性，能够有效破坏发色基团，将大分子有机物氧化分解为小分子物质。该单元色度去除率达到80%以上，COD去除率约15%-20%。

3.6 曝气生物滤池单元

臭氧氧化后设置曝气生物滤池作为最终把关单元，利用臭氧氧化产生的小分子有机物作为碳源，通过生物膜的进一步降解作用去除残留污染物。滤池采用陶粒滤料，滤速3米每小时，气水比3:1。该单元对COD的去除率约10%-15%，同时对出水起到过滤作用，确保SS稳定达标。

四、主要构筑物及设备参数

调节池：钢筋混凝土结构，尺寸60米×30米×5.5米，有效水深5.0米，有效容积9000立方米。

初沉池：辐流式，直径30米，有效水深3.5米，表面负荷1.2立方米每平方米每小时，配套周边传动刮泥机。

水解酸化池：钢筋混凝土结构，尺寸40米×20米×6.5米，有效水深6.0米，有效容积4800立方米，配套三相分离器和布水系统。

A/O生物池：缺氧池尺寸50米×20米×6.5米，好氧池分两段，每段尺寸75米×20米×6.5米，总有效容积24000立方米。配套微孔曝气器3200个，鼓风机4台（3用1备），单台风量120立方米每分钟，风压6米水柱。

二沉池：辐流式，直径40米，有效水深4.0米，表面负荷0.8立方米每平方米每小时，配套周边传动刮泥机和污泥回流泵。

混凝沉淀池：斜管沉淀池，尺寸30米×15米×5.5米，有效水深5.0米，配套加药装置和排泥系统。

臭氧发生系统：臭氧产量5千克每小时，配套制氧机、臭氧接触塔和尾气破坏装置。

曝气生物滤池：尺寸20米×15米×5.0米，滤料层高度3.5米，配套反冲洗水泵和风机。

五、运行效果与数据分析

该工程自投入运行以来，处理效果稳定可靠。经过连续一年的监测数据统计，各处理单元的污染物去除效果如下：

预处理单元：进水COD平均2200毫克/升，出水COD平均1760毫克/升，去除率20%；进水SS平均1000毫克/升，出水SS平均400毫克/升，去除率60%。

水解酸化单元：进水COD平均1760毫克/升，出水COD平均1672毫克/升，去除率5%；BOD₅/COD从0.28提升至0.42。

A/O生物处理单元：进水COD平均1672毫克/升，出水COD平均350毫克/升，去除率79%；进水氨氮平均45毫克/升，出水氨氮平均3毫克/升，去除率93%。

混凝沉淀单元：进水COD平均350毫克/升，出水COD平均270毫克/升，去除率23%；进水色度平均350倍，出水色度平均120倍，去除率66%。

臭氧氧化单元：进水COD平均270毫克/升，出水COD平均220毫克/升，去除率18%；进水色度平均120倍，出水色度平均20倍，去除率83%。

曝气生物滤池：进水COD平均220毫克/升，出水COD平均65毫克/升，去除率15%；出水SS平均15毫克/升，色度平均15倍。

最终出水各项指标均稳定达到排放标准要求，其中COD平均65毫克/升，BOD₅平均12毫克/升，SS平均15毫克/升，氨氮平均2毫克/升，色度平均15倍。

六、运行管理与优化措施

在运行管理方面，重点做好以下几个方面的工作：一是严格控制进水水质水量波动，确保调节池充分发挥均质均量作用；二是定期检测水解酸化池的挥发性脂肪酸浓度和pH值，维持适宜的水解酸化环境；三是根据进水COD和氨氮浓度变化，及时调整A/O系统的污泥回流比和混合液回流比，优化脱氮效果；四是定期对曝气系统进行维护保养，确保氧转移效率；五是建立完善的加药自动控制系统，根据出水水质实时调整混凝剂和臭氧投加量。

在工艺优化方面，通过近两年的运行实践，总结出以下经验：水解酸化池的最佳水力停留时间为3.5-4.0小时，过短则水解酸化不充分，过长则可能导致产甲烷反应影响酸化效果；A/O系统的好氧池溶解氧控制在2.5-3.5毫克/升最为经济有效，过高会增加能耗并导致污泥老化，过低则影响硝化效果；混凝沉淀单元的最佳pH值范围为7.0-7.5，在此条件下铝盐水解产物对胶体物质的吸附架桥效果最佳。

七、经济效益分析

该工程总投资约6800万元，其中土建投资4200万元，设备投资2600万元。运行成本主要包括电费、药剂费、人工费和污泥处置费。吨水运行成本约2.8元，其中电费1.2元，药剂费0.8元，人工费0.3元，污泥处置费0.3元，其他费用0.2元。与改造前相比，虽然运行成本有所增加，但出水水质稳定达标，避免了环保处罚风险，同时中水回用率达到40%，每年节约新鲜水用量约438万吨，按水价2元每吨计算，年节约水费876万元。综合考虑，该工程具有良好的环境效益和经济效益。