水资源是人类赖以生存的重要物质基础整合,关系到国家经济的可持续发展和社会稳定。我国是缺水国家,并且缺水问题越来越突出,正常年份全国缺水总量将近400亿立方米,因此,国家把“节约用水”定为基本国策洗涤用品包装,十分重视水资源的保护和循环再利用。瓦楞纸箱行业用水量大,而且制胶、印刷、锅炉除尘等环节产生的工业废水长期以来得不到有效治理,环境污染十分严重。如果能对瓦楞纸箱企业的工业废水进行资源再生和循环利用,对贯彻我国节约用水和保护环境的基本国策是一大贡献,既具有重大的社会意义橡胶制品,也具有显著的经济效益。我公司是一家大型瓦楞纸箱企业,用水量和工业废水量都很大,因此公司开展了工业废水资源再生和循环利用的研究。
国内外研究现状和发展趋势
1.研究现状
瓦楞纸箱企业的工业废水主要来自3个方面:一是制备玉米淀粉胶黏剂时产生的废水,二是印刷时油墨产生的废水,三是锅炉除尘产生的废水。
(1)制胶废水
玉米淀粉胶黏剂是瓦楞纸箱生产所需的重要原辅材料之一胶印,在其制备过程中会产生大量废水,废水中含有还原性物质以及N、P等无机盐,直接排放会对环境造成严重污染。 压凹凸
目前出现了一种处理制胶废水的方法—多阶段水解-好氧处理新工艺,主要用于处理制备中高浓度玉米淀粉胶黏剂时产生的废水,具有如下特点:①在给定的进水COD(化学需氧量)浓度、总水力停留时间下唐山玉印,该工艺对COD和BOD(生物需氧量)的平均去除率达到97.3%和98.2%以上,出水水质分别达到或接近国家一级、二级排放标准;②通过对工艺运行影响因素进行研究,得出结论:可去除COD、NH4+;温度增高有利于去除率的提高;进水COD浓度不同,最佳的水力停留时间也不尽相同;③该工艺的水解阶段可提高废水的可生化性(即BOD/COD值),同时具有使蛋白质、有机磷释放出NH4+和PO43-的作用柯达,为后续氧化阶段的降解创造有利条件;氧化阶段对还原性物质、需氧物质、氮、磷的去除起主要作用;④确定了试验中和实际运行过程中结晶盐的类型及其形成条件,提出了结晶盐的去除方案,为完善玉米淀粉胶黏剂制备工艺以及废水的资源化提供了重要的理论依据。
(2)油墨废水
油墨废水的化学成分相当复杂,具有高COD、高色度、难生物降解的特点,对水环境的污染极其严重。油墨废水的处理工艺与油墨的种类和特性有着非常密切的关系。目前国内外处理油墨废水的工艺技术主要有以下几种。
①化学混凝工艺。在室温条件下爱普生,最佳的化学混凝工艺为:选用FeCl3·6H2O作为絮凝剂,加入量为80mg/L;pH值为4.0;以壳聚糖作为助凝剂,加入量为0.8mg/L。经处理,废水COD可从5638mg/L降到634mg/L,去除率为87%;色度从240倍降为10倍以下网印,去除率高达99%。 油墨
②铁屑微电解工艺。该工艺的条件是:pH值为4.0,铁屑含量占填料量的10%,焦炭用量占16.7%,反应时间为60分钟。处理后废水COD从6000mg/L降到800mg/L,色度从不透明降为160倍。
③混凝气浮-微电解-SBR工艺。该工艺能使油墨废水中的COD去除82%RIP,色度去除60%。
④化学氧化-混凝工艺。在油墨废水中加入氧化剂NaClO和混凝剂FCH,并使pH值达到8.5。该工艺可使油墨废水中的COD去除94%,色度去除100%。
⑤超滤技术。该技术能使油墨废水中的COD去除92%,处理后水体浊度在0.13~0.4NTU。
(3)锅炉除尘废水
锅炉除尘废水中含有S等化学元素,属酸性水体光盘印刷,不能直接排放,要用碱加以中和,直到pH值为中性。因此,目前国内外一般采用酸碱中和工艺处理锅炉除尘废水。
2.发展趋势
目前,我国瓦楞纸箱企业采取的工业废水处理方法一般为分别处理和达标后排放压凹凸,但从上述分析来看,这种方法是不够的,更重要的是要将瓦楞纸箱企业的废水处理与再生循环利用紧密结合在一起,达到节约用水和废水零排放的目的,这也是未来瓦楞纸箱企业废水处理工艺的发展趋势。
研究过程及成果
目前晒版,国内外尚未有过瓦楞纸箱企业工业废水资源再生和循环利用技术的有关报道。但鉴于水资源的宝贵,我公司对该问题进行了一系列的自主研究。 上海电气
1.工艺流程
本研究采用涡凹气浮(CAF)/生物接触氧化工艺对3类废水进行处理。主要工艺技术路线有3步:①碱性废水与酸性废水中和;②中和后的工业废水处理;③处理后废水的循环利用。详细工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程图
2.工艺特点
该工艺流程具有如下特点。
(1)能同步完成瓦楞纸箱企业所有工业废水的再生处理。考虑到车间排放废水的浓度较高,而生活污水的可生化性较好,因此该工艺首先将生产、生活污水混合处理,以达到更好的处理效果。同时印刷厂,由于制胶废水和油墨废水中具有碱成分,而锅炉除尘废水属于酸性废水,因此将二者混合即可中和其中的酸、碱成分,节约了大量酸、碱费用,并减少了酸碱污染。
(2)与传统的溶气气浮系统(DAF)相比色序,该工艺采用的涡凹气浮系统(CAF)更有优势:其通过特制曝气机来产生微气泡,即在废水处理中用溶气泵将水、气混合加压溶解形成溶气水,再减压释放,微气泡析出后悬浮颗粒高效吸附且上升分离,操作简单富士施乐,不用增加复杂的机器设备,自动化程度高,无须人工参与,同时也不会出现与溶气相关的问题;能耗低,仅相当于DAF的1/8~1/10橡胶制品,可节约运行成本40%~90%;效率高,CAF产生的微气泡是DAF的4倍,对水中悬浮物(SS)的去除率可超过90%,通过增加合适的化学药剂,对COD和BOD的去除率可达60%以上。 包装材料
(3)对废水处理设备的结构进行了改造创新。例如大族冠华,在生物接触氧化曝气机上使用胶膜曝气管,该管采用激光开孔技术,增加了可闭孔结构,其低风量的特性可产生高溶氧,使氧气的利用率达到25%左右压凹凸,是穿孔曝气管的3倍、普通曝气器的1倍以上,而且其在运行中具有自清功能,永不阻塞,且耐酸、碱,抗紫外线老化活动,性能也十分出色。据统计,以往污水处理时曝气系统的费用(含电力、曝气产品更新、维修费用)约占整个污水处理站运转费用的50%~90%,使用胶膜曝气管后,这部分费用可节约50%以上。
3.处理效果
我公司改进后的废水处理设施投入运行后,一直保持高效稳定的工作状态包装装潢,其处理效果如表1~2所示。

表2 各功能段主要污染物平均去除率
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4.结论
(1)该工艺可使进水COD从1301mg/L降至61.5mg/L,平均去除率达95.3%;SS可以从540mg/L降至37.3mg/L,平均去除率达93.1%;色度可以从157倍降至23倍,平均去除率达85.4%;石油类物质从12.5mg/L降至0.88mg/L,平均去除率达93.0%。
(2)经CAF处理后分色,废水中的油墨残余物质和SS被大部分去除,大大改善了生物处理的工作条件,使污泥的沉降性能明显改善;且经CAF除油后,N:C、P:C的比值也明显改善,生物反应池中的营养比例也更为合理。
(3)曝气调节池的设计停留时间比较长折页,可以较好地平衡水质、调节水量,避免了冲击负荷的出现,为后段处理提供了可靠保障。
(4)该工艺可以对系统的废水量及有机负荷的冲击产生较好的缓冲能力,保证了整个处理系统的稳定运行。
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