造纸厂环境影响评价污水处理方案选择案例分析

中企碳中和服务网讯：造纸厂环境影响评价污水处理方案选择案例分析
废纸造纸产生的废水量大，污染物种类多，若处理不达标，会对对环境会造成严重的危害。造纸废水处理工艺的选择直接影响污水处理的效果，采用适当的处理工艺，可以保证整个处理系统出水达标。环境影响评价是实施环境保护措施关键的一步，合理的建议可以避免不合理的设计，确保污水处理设施发挥最大的环境效益。
　　1项目背景
　　全州县粤桂纸业有限公司位于广西桂林市全州县全州镇前进四队瑶家冲，项目建成后以废纸和商品浆板为原料年产15万吨机制纸和纸板。目前项目所在地没有完善的市政管网，全州县的污水处理站尚在设计建设过程当中，项目建成后，产生的污水经厂区污水处理站处理达标后将排入湘江。根据我国《环境保护法》第26条规定：“建设项目中防治污染的措施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。防治污染的设施必须经原审批环境影响报告书的环保部门验收合格后，该建设项目方可投入生产或者使用。”因此，及时确定污水处理方案是项目建设能按时完成和验收的前提。环评单位通过类比调查，对项目污水处理方案提出了改进，并对污水处理站效果及尾水排放对周围水环境的影响作出了预测。
　　2废水来源、水质水量及排放标准
　　2.1废水来源
　　项目废水主要为碎浆、制浆工序中产生的制浆废水、造纸机排出的造纸白水和生活污水三部分组成，另外还有少量实验室化验废水。本项目使用废纸和商品浆作为原料，制浆采用水力碎浆工艺，依靠机械力进行碎解制浆，不对废纸浆进行脱墨处理。与以木材为原料的蒸煮工艺不同，废纸制浆是将已成纸的废纸通过碎浆机碎解成纸纤维，制浆过程中不需蒸煮即可获得造纸浆料。造纸白水是在抄造纸板过程中，需要大量的水对纤维进行输送并使纤维均匀分布，在纸张成型过程中从造纸机网部、压榨部脱出的废水，造纸白水富含流失的纤维、废纸中带入的无机填料及浆料中添加的各种化学助剂，造纸白水的物化特性因浆料种类、抄造的纸种、纸机类型与装备及造纸过程湿部等的不同有较大的差异。
　　2.2水质水量
　　项目废水中的主要污染物为COD、BOD、SS。由于企业根据市场需求，企业销售情况等原因，随时调节产品的产量，因此废水排放无固定规律，水量水质随时间变化很大。根据厂方提供的资料、项目水平衡以及其它废纸造纸企业的类比调查，项目废水产生量487万t/a，污水水质见表1。
　　表1废水的水质情况单位：mg/L
　　Tab.1Wastewaterqualitymg/L
　　项目
 COD 
 BOD 
 SS
 
浓度
 851
 193
 957
 
2.3污水排放标准
　　项目所在地湘江河段执行水环境质量标准Ⅳ类标准，根据GB3544-2008《制浆造纸工业水污染物排放标准》中的规定，项目应执行《制浆造纸工业水污染物排放标准》新建企业水污染物排放限值，污染物排放限值见表2。
　　表2《制浆造纸工业水污染物排放标准》新建企业水污染物排放限值
　　Tab.2“Dischargestandardofwaterpollutantsforpulpandpaperindustry”newbusinesswaterpollutantdischargelimits
　　企业类型
 pH值
 色度

（稀释倍数）
 SS

（mg/L）
 COD 

（mg/L）
 BOD 

（mg/L）
 
制浆和造纸联合生产企业
 6~9
 50
 30
 90
 20
 
3污水处理方案
　　3.1原污水处理方案
　　根据厂方提供的资料，项目拟采用的废水处理工艺是以“混凝沉淀+气浮”为主体的处理工艺，工艺流程图见图1。
　　
　　图1废水处理工艺流程图
　　Fig.1Flowchartofwastewatertreatmentprocess
　　该工艺没有对造纸白水进行回收利用，造成了浪费，而且只简单的通过混凝沉淀+气浮处理，出水不能保证达到排放标准，需对处理工艺进行改进。
　　3.2废水处理工艺改进
　　（1）白水处理回用
　　造纸白水产生量大，是造纸车间的主要水污染源，其富含纤维、无机填料以及浆料中添加的各种化学助剂，造纸白水回收处理的意义在于回收流失纤维，并使其得以最大限度地循环使用，减少造纸过程废水的排放，节约生产用水，降低成品能耗，最终实现水封闭循环。
　　白水回收技术工艺成熟、效果良好，目前有气浮法、多盘真空过滤机以及化学混凝法，其中以超效浅层气浮法应用最多，该法在国内多家造纸企业成功应用。本项目造纸过程中产生的白水分两类，一类是制浆、浓缩过程中产生的白水，经过气浮处理去除杂质后即可回用；另一类是网部白水，包括纸机湿部冲洗用水和纸页形成过程浆料浓缩出来的水，这部分水比较干净，不需要处理即可直接回用。因此，建议在车间外设置独立的白水处理系统，将白水就近回用。
　　（2）综合废水处理
　　目前，造纸废水采用“物化+生化”二级处理工艺形式较多，各种处理工艺的原理及效果基本接近，均能满足本工程要求。但从处理投资及运行成本分析，气浮+生化法废水处理工艺优于其它处理工艺，现已成为废纸造纸企业废水处理的首选处理工艺。
　　通过类比调查，泉州贵格纸业有限公司以商品木浆和国内废纸为原料，生产涂布白板纸，木浆主要用作面浆，国内废纸用作芯浆，其木浆与国内废纸的比例为15/85，污水处理工艺为超效浅层气浮+曝气氧化塘处理工艺，该公司废水处理情况见表3。 
由于该公司制浆加有15％的木浆，因此水质和本项目类似，采用曝气氧化塘工艺可以满足项目达标排放的需要。
　　表3污水处理效果一览表
　　Tab.3Theefficiencyofsewagetreatment
　　序号
 项 目
 pH值
 COD 

（mg/L）
 BOD 

（mg/L）
 SS

（mg/L）
 
1
 处理设施进口
 7.16-7.26
 801-1139
 246-308
 480-535
 
2
 处理设施进口平均
 7.21
 970
 277
 508
 
3
 气浮出水
 7.21
 175.5
 74.2
 36.0
 
4
 曝气氧化塘出水
 7.28
 87.4
 28.2
 24.0
 
5
 气浮去除率
 -
 81.9％
 73.2％
 92.9％
 
6
 氧化塘去除率
 -
 50.2％
 62.0％
 33.3％
 
7
 处理设施总去除率
 -
 91.0％
 89.8％
 95.3％
 

　　结合本项目的具体情况，建议采用“气浮+斜管沉淀+生物滤池”为主的处理工艺。其中，气浮池气浮设备采用涡凹气浮机（CAF），采用的CAF涡凹气浮系统与传统的溶气气浮(DAF)相比具有以下优点：
　　①工作原理完全不同。它是通过特制的专利曝气机来产生微气泡，不需要任何循环泵、空气压缩机、压力溶气罐、高压泵、释放器，操作简单，没有复杂的机器设备，自动化程度高，不需要人工的参与，同时也不会出现与溶气相关的问题。
　　②运行费用低。CAF系统的能耗特低，仅相当于DAF的1/8～1/10，节约运行成本约40%～90%。
　　③效率高。CAF产生的微气泡是DAF的4倍，对SS的去除率可超过90%；通过投加合适的化学药剂，对COD和BOD的去除率可达60%以上。
　　（3）在添加混凝剂（PAC）的同时，添加高分子絮凝剂（PAM）
　　有研究表明：“PAC+PAM”复配投加不但可以获得更高的COD和SS的去除效能，而且可以大大减少混凝剂PAC的量，有效降低运行费用。混凝沉淀后再经过后续的生物处理，能够有效去除COD、SS和降低废水色度，使色度≤50倍，此方法在广西南宁凤凰纸业有限公司的制浆造纸废水中应用，脱色效果良好。
　　综上所述，本项目污水处理工艺改进后，工艺流程图见图2。
　　
　　图2改进的废水处理工艺流程图
　　Fig.2Theimprovedflowchartofwastewatertreatmentprocess
　　3.3污水处理工艺处理效果预测
　　处理效果预测结果见表4。
　　表4废水处理效果预测
　　Tab.4Wastewatertreatmentforecast
　　位置
 pH
 COD 

（mg/L）
 BOD 

（mg/L）
 SS

（mg/L）
 
进水
 9
 851
 193
 957
 
斜筛＋调节池
 去除率
 
 10%
 10%
 40%
 
出水
 8.5
 766
 174
 574
 
气浮处理机
 去除率
 
 65%
 65%
 90%
 
出水
 8
 268
 61
 57.4
 
斜管沉淀池
 去除率
 
 －
 －
 60%
 
出水
 8
 268
 61
 23
 
生物滤池
 去除率
 
 80%
 80%
 20%
 
出水
 8
 53.6
 12.2
 18.4
 
标 准
 6-9
 90
 20
 30
 

　　由上表可知，项目废水采用此工艺处理，能够达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）中新建企业水污染物排放限值的要求。
　　4尾水排放对周围水环境的影响预测
　　根据污水的排放特点和水质特征，及全州湘江河段的水文特征，采用弯曲河流稳态混合衰减累计流量模式对混合过程段的水污染进行预测，预测公式如下。
　　岸边排放：
　　
　　
　　式中：x为预测点到污水排放点的距离(m)；M为累积流量坐标系下的横向混合系数(m/s)；M为横向混合系数(m/s)；q为累积流量(m/s)；Q为废水排放量(m/s)；Q为河流流量(m/s)；H为河流平均水深(m)；B为预测河段平均宽度(m)；u为流速(m/s)；c为河流上游污染物浓度(mg/L)；c为污染物排放浓度(mg/L)；K为好氧系数(1/d)。
　　经过预测，污水处理站正常运转时，处理尾水排放到湘江后，对水质影响较小，污染物浓度能达到水环境质量标准要求，但造成排污口附近小范围内水质恶化。污水处理站非正常运转时，污水在岸边形成一条3×200m的污染带，对湘江水环境质量影响较大。但是污染物随着河水的流动，水中的污染物浓度迅速下降，在下游300m处，污染物浓度即达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类标准。因此要加强污水处理站的管理，避免事故的发生，对湘江水环境造成损害。
　　5结语
　　（1）根据废纸造纸企业废水特点，通过类比调查，采用“气浮+斜管沉淀+生物滤池”为主的处理工艺，项目污水处理站尾水完全能够达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）中新建企业水污染物排放限值的要求，并且在正常运营情况下，项目周边水环境质量能够得到保证。
　　（2）环评单位建议的污水处理方案，得到评审专家的认可。因此，在具备条件的情况下，环评单位应该与相关单位一起优化设计，为企业提供有价值的参考意见，确保项目建成后对周围环境的影响最小。
参考文献
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