杭州天川环保科技有限公司 浙江省杭州市 310015
摘要：通过以高温碱法制浆为主导的技术工艺生产精制棉，会消耗大量水资源，废水难以处理；本工程率先采用高级氧化制浆新型生产工艺，并结合改良型AB生化技术处理生产废水，可以达到节水减污的功效，废水出水水质最终满足《 污水综合排放标准》 ( GB 8978 — 1996 ) 一级标准。
关键词：高级氧化制浆；改良型AB生化技术；节水减污
0前言
精制棉是以棉短绒为主要原材料生产而成的，棉短绒的主要化学成份是纤维素、木素和半纤维素（聚糖）。目前全球精制棉生产工艺仍以高温碱法制浆为主导的工艺技术，不仅大量耗费水资源，而且还影响环境。我国精制棉生产企业每生产一吨产品耗水达240吨，同时碱法制浆技术还带来大量的含碱的废水。针对行业现状，**有限公司与北京化工大学合作，开发出精制棉高级氧化制浆新技术，并结合改良型AB生化技术，通过从源头控制污染的产生，并在产品制造、回收处理等各个环节，使废水得到回收利用。
1项目概况
**有限公司的技改项目于2014年08月正式投产，现年产精制棉2万吨。项目总投资5445万元，其中环保投资占701万元，占12.8%的项目投资比例。技改项目建设主要将原有高温碱煮生产工艺改为高级氧化制浆生产工艺减少用水量，同时新建一套改良型AB生化污水处理系统，使废水处理达到厂内回用水要求。精制棉生产节水工程建筑面积4200m2，其中厂房3000m2，库房1200m2。废水回收利用工程建筑面积1812㎡。废水回收利用主要建设生物吸附兼氧水解池，平流式初沉池和斜板初沉池和好氧生物接触氧化池，斜板二沉池。其中调节池、生物吸附—兼氧水解池、平流式初沉池、斜板初沉池、好氧生物接触氧化池、斜板二沉池、变水位等速砂滤池、清水池为无顶盖半地下式组合池。
2工艺流程
技改前项目工艺流程及产污环节见图1。
根据原有工艺生产特点，生产过程中的主要污染工段为蒸煮、漂白后的水洗工序，废水排放量为360万吨/年，吨产品废水排放量为180吨，采用物化法废水处理工艺。原有生产工艺产生的固体废物主要是锅炉渣以及污水处理站产生的泥渣，其中锅炉炉渣外卖砖厂作为原料，污水处理站的泥渣经过处理后由有机肥料公司收购作为原料使用，不对外排放。
技改前工艺存在的主要环保问题：采用高温碱煮工艺生产2万t/a精制棉。年排放废水360万m3，1.1万m3/d的排放量对厂内污水处理站满负荷运转，污水处理装置运转成本较高，且废水不能满足厂内回用水要求，处理后全部对外排放。对纳污水体南湖产生很大影响，现南湖水质已经不能满足GB3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准要求，若要改善水质，须从源头削减。
技改后工艺流程及产污环节见图2所示。
采用高级氧化制浆技术，从生产源头节水，减少污染废水的产生。在精制棉蒸煮制浆过程中，采用高级氧化制浆技术，取代传统的高温碱法蒸煮技术。依据电催化原理，通过制取氧化电势高的羟基自由活性氧和氧气，在热、电、光、微波和氧系助剂的催化作用，持续产生并保持较高的氧化电势，实现高浓连续制浆，增强脱脂能力，有效地除去木质素等一些带色基因及棉短绒中的脂肪、腊质、多缩戌糖、含氮化合物等杂质，获取含有高纯度A-纤维素的精制棉产品，并杜绝了制浆黑液的产生，使生产用水吨消耗由200吨下降到40吨。
收项目污水处理装置为改良AB生化污水处理装置，辅以生物活性铁新技术，对生产污水进末端处理后回收利用。改良型AB生化工艺辅以活性生物铁法及混凝沉淀法技术是公司采用杭州华龙环境工程公司的技术。工艺流程如图3：
改良型AB生化法污水处理工艺流程说明：
（1）B段设置竹编生物活性填料，大大提高活性污泥量。
A 段生物吸附—兼氧水解段采用工艺中活性污泥法，B段好氧生化段，则采用生物接触氧化法，内填竹编生物活性填料，一般活性污泥法，污泥浓度2～3kg/m3，每立方米生物量（活性污泥）30 kg左右。
（2）生物活性铁强化A、B 两段的生化效果
A 段每吨污水投加复合式无机大分子混凝剂，该混凝剂自行制备以铁为主（简称PAF）。由于污泥回流，保持活性污泥浓度4～5kg/m3，又由于铁氧系大分子物质的吸附，凝聚作用，其表面吸附着微生物和难生化的棉酯等污染物质，致使铁氧系大分子物质表面难生化的污染物的浓度比污水中高得多，由于局部高浓度的污染物长期与铁氧化物表面的微生物接触，则可自动驯化出适宜降解棉酯、木素等难生化污染物的新菌种与不投加PAF相比其菌种数较多，从而提高A 段的生化效果，加上回流污泥和PAF混合，对污水中的污染物进行混凝、吸附、卷带作用，在初沉池中以剩余污泥的形态而除去。总之，由于A 段投加PAF混凝剂（生物活性铁）致使A段微生物菌种数增多，提高了A段的生化效果，其COD去除率40%以上。又由于活性污泥回流系为微生物混凝剂，其主要成份这多糖、蛋白质。它对污水中的污染物有凝聚、吸附、卷带作用，可以起到外加混凝剂的相同作用。可以减少混凝剂的用量。由于污泥回流，混凝剂的用量可以减少30%左右。其COD去除率可达到70%以上。
（3）与传统AB生化不同之处，B段不用活性污泥法，而使用生物接触氧化法（生物膜法），单位容积的活性污泥量在30～50kg/m3，为活性污泥法的10倍之多。又由于B段污泥回流，污泥中的PAF（含铁氧化物），同样具有生物活性铁的作用。
据此，B段与传统AB法相比，不仅生物量多，而且辅以生物活性铁技术，进一步强化B段的生化效果。B段COD去除率可达80%以上。B 段污水进斜板二沉池，每吨污水投加PAF混凝剂0.5kg，COD去除率50%以上。
3主要构筑设施
生产工艺、废水处理系统主要构筑物及设备的具体情况见表1-3。
4节水减污分析
该项目主要为改原有传统高温碱煮工艺为高级氧化制浆技术，减少工艺用水量，同时降低了污染物的产生浓度，末端采用改良AB生化污水处理装置，使废水满足回用水要求，减少了水污染物的产生和排放。技改前吨产品耗水200吨，排水180吨，原有废水全部排放，不能满足厂内精制棉生产回用水要求；技改完成后总用水量为3934m3/d，其中新鲜水1212 m3/d，重复用水量为2722 m3/d，污水处理站处理废水为2219吨/天，其中回用量为1212 m3/d，废水排放量为1007 m3/d（废水排放为不连续排放），较技改前减少排放废水326.8万吨/年。而化学需氧量年排放总量为48.1t/a，能满足总量控制指标346.5t/a的要求，氨氮排放总量为2.65吨/年。本项目仍采用原锅炉和水膜除尘系统，所以废气无变化。
5运行效果分析
该项目投产试运行后，于2015年1月通过了当地环境监测部门的环保验收。从技改后的试运行运行至今近2年时间，废水处理工艺运行效果较好, 出水水质稳定,本厂自运行以来（2015.1~2016.10）监测数据结果如表4所示。
由上表可以看出，该公司废水总排放口监测结果均符合GB8978-1996《污水综合排放标准》表4一级标准限值，远高于本行业其他工程废水排放要求。本项目运行过程中生产废水和生活污水经污水处理站处理后部分回用，部分由总排放口排入城市污水管网经城市污水处理站处理后排入南湖。可见采用高级氧化制浆新技术，并结合改良型AB生化技术处理精制棉废水是可行的,能较好地解决本行业生产企业废水治理的难题。由这次技改的工程实践可知，本厂工艺具有节能减排、 运行稳定 、废水处理效果好、操作性强等优点，可为本行业生产工艺、废水处理工艺的新建、整改项目提供参考和借鉴。
参考文献
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[2]邱庆奎, 冯文俊. 精制棉废水处理工程实例[J].工业水处理，2008，28（6）：72-74.
[3]练文标. 精制棉废水治理工程实例[J].中国给水排水，2010，26（20）：122-128.
论文作者:管丹蓉,谢巧玲
论文发表刊物:《基层建设》2016年35期
论文发表时间:2017/3/27
标签：废水论文; 污泥论文; 生化论文; 活性论文; 混凝剂论文; 生物论文; 污水处理论文; 《基层建设》2016年35期论文;