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，COD_Cr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COD_Cr，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COD_Cr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，COD_Cr≤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。

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。

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

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，COD_Cr、BOD₅各有一次略为超标，但均值不超标。

2.2溶解性COD_Cr、BOD₅去除率分析

该厂曾委托某大学进行了溶解性COD_Cr、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：COD_Cr1270mg／L；BOD₅376mg／L；SS1300mg/L；溶解性COD_Cr244mg／L；溶解性BOD₅120mg／L。

处理后出水：COD_Cr167mg／L；BOD₅68m8／L；SS14mg／L。

若将处理出水CODCr、BOD5看成全为溶解性COD_Cr、BOD₅，则溶解性COD_Cr、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

从表2中可看出，采用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，COD_Cr去除率达70％。

2.4工艺流程特点

(1)采用格栅、斜 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 过滤可回收大量纸浆，每天约5～6t。

(3)选用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COD_Cr、BOD₅有一定的去除效率；在不加药剂的情况下对SS、COD_Cr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COD_Cr10～15t／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 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、COD_Cr10～15t，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。