制浆废水深度处理技术应用项目报告

制浆废水深度处理技术应用项目报告
　  
　  一、项目成果概况
　  云南云景林纸股份有限公司（简称“云景林纸”）主要以当地思茅松、桉木、阔叶木、竹子等为原料生产漂白硫酸盐木浆产品。由于生产原料的特点，使得生产中产生的废水也与其它厂家不同，主要是废水污染负荷高，颜色深等。为此，公司在对现有制浆废水处理技术分析研究后，综合应用"物理+化学+生物+浅层气浮"方法对制浆废水进行深度处理，核心技术在于活性污泥（生物）系统优化改造技术和CQJ型超效浅层气浮净水器（气浮池）。项目的主要技术特点及创新点如下：
　  一是降低生物系统的水体杂质含量及COD。在生物系统前增建一个现在国际上最先进的超效浅层离子气浮器处理（1#气浮池）工序, 将水中比重较轻的纤维、半纤维素去除，降低生物不可降解COD的含量，减轻后续生化处理的压力，并提高了废水中的溶解氧（DO）含量，增强生化好氧细菌的活性。
　  二是改善生物菌种选择。增建一个厌氧选择池，为后续生化曝气做准备，优势微生物优先获取养分和氧，抑制丝状菌的生长，有效降低和控制污泥膨胀的风险。
　  三是优化生物菌种的供氧方式，提高供氧能力，改善生物菌种生存环境。增建一个曝气池，提高生化系统容积，延长曝气时间，使曝气时间从原来的16小时延长到24小时，增加反应时间。采用新型高效节能曝气设备，提高溶解氧的浓度，满足生物细菌的需求，从而提高生物系统抗冲击能力和处理效率。
　  四是消除微生物中毒的工艺。取消二沉池前的PAC投加，提高回流污泥的质量，降低对微生物中毒的有害物质，提高活性污泥的絮凝沉降性能。
　  五是利用气浮消除大分子有机物，减少水体污染物。二沉池出水再提升到现在国际上最先进的超效浅层离子气浮净水器进行深度处理（2#气浮池），使废水处理最终出水达到COD小于100mg/L，色度小于15倍。
　  二、项目立项背景
　  1．公司基本情况
　  云景林纸是云南省投资控股集团有限公司的控股公司，是云南省首次利用亚洲开发银行扶贫贷款，以当地森林资源开发及木材永续利用为出发点投资建设的林纸一体化企业。云景林纸位于云南省普洱市景谷县，注册资本金112142.6万元，主要产品为“三针”牌系列漂白硫酸盐木浆，市场供不应求。截至2010年底，建成原料基地101.85万亩。云景林纸的发展带动了当地农（林）业、化工机械、能源、交通运输等产业发展，是当地辐射范围最广、带动作用最强的支柱产业，已成为当地纳税大户。经过十多年的发展，现有生产线已达到10余万吨纸浆、产值约6亿元、盈利千万余元、上缴税费0.7亿元。云景林纸以省级企业技术中心为平台，先后被认定为云南省林业龙头企业、农业产业化经营省级重点龙头企业等，成为带动地方经济社会发展的支柱产业和云南省发展林纸产业的基础和平台。
　  2．项目实施情况
　  2008年，云景林纸实施了制浆废水深度处理项目。该项目采用当前国际国内先进的制浆废水深度处理工艺技术与设备，在原有废水处理基础上，进行了技术改造优化升级。于2008年8月6日开工建设，项目于2008年11月建成并投入试运行，2009年4月2日通过云南省环保厅的验收，使公司提前3年达到国家对现有企业到2011年7月1日起执行的标准（《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544—2008），简称排放标准）要求。经两年多生产运行及环保部门的监测情况来看，制浆废水排放指标高于国家排放标准要求。
　  3．项目实施背景
　  云景林纸作为当地辐射范围最广、带动作用最强的龙头企业，公司充分认识到节能减排不仅是公司挖潜增效的主要途径，更是公司应该承担的社会责任；贯彻落实科学发展观，开展污染减排工作是公司健康、持续发展的必然要求。 
　  随着国家对节能减排的要求不断提高，特别是对取用水量、排水量和污染物排放量较大的企业，在满足新颁布实行的《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）排放标准的同时，要求现有制浆造纸企业在达标排放的基础上进一步削减污染物排放量。云景林纸对国内相同规模的制浆企业进行咨询，没有一家企业实施污水深度处理。大规模的制浆企业有深度处理，但每立方米污水处理成本达4-5元以上，作为年产10万吨纸浆厂根本无能力承受，所以公司以"制浆废水深度处理技术应用"立项进行研究，污水处理成本计划降至2.6元/m3以下。经过考察、对比，在工艺、设备等方面进行研究和筛选，公司决定在现有达标排放的基础上进行研究，实施技改，提前以2011年7月1日执行的排放标准为目标，以促进企业的可持续发展，促进区域减排工作的进程，树立制浆造纸行业的“污染治理典范企业”。
　  三、项目主要内容
　  （一）项目开发所取得的主要成果
　  云景林纸生产的漂白硫酸盐木浆产品，主要以当地思茅松、桉木、阔叶木、竹子等为原料，制浆中段所产生的废水也与其它厂家大有不同，废水污染负荷高，颜色深。为此，云景林纸在对现有制浆废水处理工艺技术进行研究分析后，综合应用"物理+化学+生物+浅层气浮"方法对制浆废水进行深度处理，核心技术在于活性污泥（生物）系统优化改造技术和CQJ型超效浅层气浮净水器（气浮池）。由于原来污水处理工艺技术是上世纪90年代国际先进水平，技术成熟可靠，因此原来工艺没有可改变的条件，只能进行优化和增加处理工序。经过多次的考察交流、技术论证后，结合公司实际情况，进行了制浆污水处理改造项目，取得了以下主要成果：
　  一是，在中和池对废水PH值进行调整，通过安装在中和池出水端PH值在线检测仪，来调整对废水的酸或碱的投加量。
　  二是，初沉池出水经过冷却后进入现在国际上最先进的超效浅层离子气浮器处理（1#气浮池）,可降低生化处理的负荷;并且提高COD与BOD5的比例。气浮出水分别进入两套生物选择池（均调池）进行生化处理。
　  三是，增建一个厌氧选择池和一个曝气池，提高生化系统容积，延长曝气时间，采用新型高效节能曝气设备，提高溶解氧的浓度，满足生物细菌的需求，从而提高生物系统抗冲击能力和处理效率。
　  四是，取消二沉池前的PAC投加，提高回流污泥的质量，降低对使微生物中毒的有害物质，提高活性污泥的絮凝沉降性能。
　  五是，二沉池出水再采用现在国际上最先进的超效浅层离子气浮净水器对进行深度处理（2#气浮池），使废水处理最终出水达到COD小于100mg/L，色度小于15倍。
　  （二）所采取具体措施
　  1．增加生物厌氧选择池一个
　  在缺氧的状态下使回流污泥和未被稀释的污水在其中接触。菌胶团细菌利用硝酸盐化合性氧源进行繁殖，而丝状菌则无法利用化合性氧源而受到抑制，增殖速度落后于菌胶团细菌，控制丝状菌膨胀，从而达到控制污泥膨胀的目的。
　  2．采用两种不同的曝气方式
　  云景林纸原有曝气池一座，采用鼓风机和循环泵相结合的射流曝气工艺，属中深池曝气。射流曝气的主要特点：氧转移率高、混合效果好，喷嘴不易堵塞，安装简便，易于维护保养。
　  增建曝气池一座，曝气方式采用表面曝气，配置4台从美国引进的海神曝气机。其工作原理：海神曝气搅拌机是将机械曝气和水下搅拌机合二为一；曝气机的螺旋桨与轴通过螺纹固定在一起，螺旋桨高速旋转，在水下形成负压，在负压和鼓风机形成的正压的共同作用下，所有的空气都通过中空轴并沿着螺旋桨套筒的轴心经过螺旋桨进入水中。剪切螺旋桨将进入空气剪切成约2mm微气泡，同时，混合螺旋桨对水体的推流混合能力较之普通型充气机有数倍的提高，使微小的气泡裹挟在水流中的时间也大大延长。更有效的为微生物提供氧气，提高了充氧效率，混合螺旋桨比较大，主要起混合推流作用。主要特点：溶氧效率高，安装简便，易于维护保养。
　  3．在进入生物系统前增加一套CQJ型超效浅层气浮净水器
　  污水在进入生物处理池前先经过CQJ型超效浅层气浮净水器进行预处理，将水中比重较轻的纤维、半纤维素去除，降低生物不可降解COD的含量，提高污水的可生化性，减轻后续生化处理的压力，并且由于气浮过程中气泡随水进入生物系统，使污水高度富氧化，提高进入曝气池污水中D.O含量，增加细菌活性，使处理效率大幅提高。
　  4．在进入生物系统后增加一套CQJ型超效浅层气浮净水器
　  生物系统出水经提升泵至中心进水管，同时溶气水及药液一起被打入中心进水管与之混合，再经过布水管均匀布水到气浮池内，布水管的移动速度和出水流速相同，方向相反，由此产生了“零速度”，使进水的扰动降至最低，絮体的悬浮和沉降在静态下进行。有效去除SS、COD、BOD和脱色，达到浓度处理的效果。
　  
　  改造后的制浆废水深度处理工艺如下图所示
　  进水 PH调节 PAC PAM 
　  
　  13000M3
　  
　  N\P
　  
　  PH调节 PAC PAM 7000M3
　  
　  回流污泥
　  排放 
　  
　  浮渣 浮渣
　  
　  絮凝剂
　  干泥外运 
　  
　  四、项目应用效果
　  （一）经济效益
　  云景林纸制浆废水深度处理技术的实施，大幅降低了污染物的排放总量，减轻了对当地水体及环境的污染。废水处理成本由同行业大规模浆厂的4.0-5.0元/方降至2.5元/方，降低37%。在制浆废水处理过程中，所产生的剩余污泥含有大量的有机物和能够促进植物生长的N、P、K及其它微量元素，有机质含量及肥效高于农家厩肥，公司将部分污泥处理后用于厂区的绿化、苗圃培养的基肥以及林基地的桉树追肥，肥效显著，每年可以节约化肥200万元；同时发热值高于当地原煤，可部分代替燃煤，每年可节约燃煤费20万元，又可减排烟气中的SO2排放；污泥实现了变废为宝，每年可节约原来运输费和废渣堆场建设费33万元，达标排放的水部分用于绿化、打扫卫生及厕所用水，每年可节约10万元的费用，产生了较好的经济效益。
　  （二）社会效益
　  项目于2008年11月建成并投入试运行，2009年4月2日通过验收，使公司提前3年达到国家对现有企业到2011年7月1日起执行的标准（《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544—2008），简称排放标准）要求。废水处理工艺技术领先同行业水平。相关排放标准及公司废水排放情况（有关数据来源于环保部门出具的监测报告）如下表所示：
　  云景林纸制浆废水深度处理前后排放情况对比表
　  监测点
　  项目 进水 一级气浮 二沉池(出水) 深度处理排水 现行排放标准 2011年7月1日起执行的排放标准
　  COD(mg/L) 1247 899 232 91 200 100
　  BOD(mg/L) 331 322 7.6 0.76 50 20
　  SS(mg/L) 189 60 37 38 70 50
　  色度(倍) 115 63 50 17 80 50
　  PH值 6.86 7.20 7.15 6.5 6—9 6—9
　  
　  从上表可以看出，目前云景林纸化学需氧量（CODcr）排放量为91mg/L，生化需氧量（BOD5）为0.76 mg/L，悬浮物（SS）为38 mg/L，色度为17倍，PH值为6-9，优于国家排放标准。
　  制浆废水深度污水处理技术成为国内制浆造纸行业的废水处理的典范以及当地工业旅游景点，每年接待参观、考察人数约6000多人次，取得了显著的环境效益和社会效益。
　  （三）生态效益
　  云景林纸制浆废水深度处理项目于2008年11月建成并投入运行，经两年多生产运行及环保部门的监测情况来看，目前公司化学需氧量（CODcr）排放量为91mg/L，生化需氧量（BOD5）为0.76 mg/L，悬浮物（SS）为38 mg/L，色度为17倍，PH值为6-9，优于国家排放标准。该技术率先在年产10万吨规模的商品浆生产线上进行废水深度处理应用，污染物去除率从原来的58.8%提高到90%，去除率提高了31.2%，化学需氧量（CODcr）年排放量由原来的1600吨/年减少到500吨/年，年减排1100吨，现排放量仅为原排放量的31.25%，大大降低了“三废”的排放，减轻了对环境的污染，使人和自然和谐发展，产生了良好的生态效益。
　  五、项目应用前景
　  云景林纸制浆废水深度处理技术应用项目投入运行以来，处理技术处于国内领水平，并经云南省环保厅组织验收。该技术先进、工艺可靠、运行稳定，在云景林纸已取得了显著成效,在制浆造纸行业的废水深度处理中具有很强的推广、示范作用,比较适宜年产10万吨及以上的制浆造纸企业中应用。随着我国及云南省林浆纸产业的发展，将在新建制浆造纸企业中推广应用，该技术推广应用前景广阔。