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高效率处理造纸废水，回收其中纤维，使废水重复循环利用一直是造纸工业资源综合利用的重点。我公司于今年一季度成功地应用了无锡沪东环境工程成套设备厂的产品——超效浅层气浮净水器处理废纸造纸废水，取得了较好的效果。 1、超效浅层气浮净水器的特点及系统简介。 用气浮法分离工业废水中的悬浮物，同时带走大量的疏水性COD，已是一种成熟工艺，但传统气浮存在着处理效率不高及净化率低的严重缺陷，传统的气浮采用静态进水，动态出水。而无锡沪东环境工程成套设备厂研制的CQJ型超效浅层气浮净水器，改静态进水，动态出水为动态进水，静态出水，使浮选体在相对静止的环境中垂直浮向水面，上浮路程减至最小，且不受出水流速的影响。其结果是，不仅使浮选体上浮速度达到或接近理论最大值，且水流速度在理论上可不受限制，这就是所谓的“零速度原理”，有效池深仅需约650mm，污水在净化池中的滞留时间仅需3~5分钟，极大地提高了处理效率，设备体积随之大幅度减小，随着布水装置的旋转，已事先与污水充分均匀混合的气泡能十分均匀地充满整个净化池，不存在气浮死区或气泡不均匀区，从而大大提高了净化率，螺旋状的刮泥装置对水体的扰动极小，且刮起的仅为经充分分离的浮渣，刮起的污泥含固率高，可以直接进入压滤机脱水。 同时，该公司还研制成功了自己独特的溶气系统，它以完全不同于传统溶气罐的工作原理，仅需数秒钟，就使空气溶解量达到理论最大值，且溶解均匀，不存在浓度梯度。他们研制成功了先进的微气泡释放装置。该装置压降陡，仅需0.005秒，压力就陡降96 ~98%。消能效果好，消能率达98%以上，这就创造了使溶气既迅速又充分地释放出来的良好条件。通过CQJ型气浮，除可去除绝大多数疏水性COD外，随溶解性污染物的性质不同溶解性COD的去除率也较高。 造纸废水是极复杂的溶液体系。按其中污染杂质的形态可分为：分子、原子或离子态分散体系（真溶液，其粒径一般小于1nm；）胶体体系；粗分散体系即悬浮物。三个体系在总污染物中所占比例，随废水种类不同而不同，也与原料、工艺有关。 气浮法处理的对象，主要是粗分散体系即悬浮物，部分胶体也能因聚凝转化为悬浮物而去除。 但在胶体体系中，粒径为1nm至数10nm这一部分，其行为接近真溶液中的离子状态。它们因粒径微小，质量微小，范德华力微小，而布朗运动的速度则很大，扩散作用强烈，动力稳定性极高，即使投加足够的混凝剂充分中和其电荷，也不会发生聚凝，而聚凝对于用气浮法将它们有效除去是必要条件，它们也难于用其它普通物化法除去。由于自然光波发生绕射，它们不会使水体产生浊度，因而，它们与真溶液中的污染物一起被认为是“溶解性”的，所携带的COD即为“溶解性COD”。 在造纸废水中，粗大胶体主要为填料、严重水化的纸浆微纤维等，其携带的COD相对较少，而细微胶体，主要为木素化合物、糖类降解物或衍生物、有机化学助剂等，其携带的COD相对要高得多。 微细胶体在整个胶体体系中所占比例，又随废水种类、原料、工艺不同而不同。在制浆造纸中段废水中，微细胶体所占的比例很高，而在废纸造纸及白水中，所占比例则要低得多，这就不难解释为什么超效浅层气浮用于中段废水处理时，COD去除率低，而用于废纸造纸或白水处理时，COD去除率相对较高。当然，在中段废水中，属真溶液范畴的污染物多也是一个原因。投加高分子助凝剂，理论上可通过吸附架桥作用帮助它们聚凝，但实践证明效果不明显，原因是高分子助凝机会优先选择大胶体吸附。事实上，高分子助凝剂只能帮助已初步聚凝的细小絮凝体结成大的、紧密的矾花。增大助凝剂用量，效果甚微，不但使处理费用急剧增加，过大的助凝剂用量，还会形成新的胶体体系，并改变原有胶体体系的ξ电位，使之重新进入稳定状态，废水COD不降反升，而且使水质变粘。 如果能设法将上述难以聚凝的微细或称“高稳定性胶体”也去除或部分去除，造纸废水的COD就会有进一步的明显降解，这将是气浮净水技术的又一新突破。该厂研制、开发成功的第六代产品——CQJ超效浅层离子气浮实现了这一突破。 气浮法原理不外乎是在废水中引入大量微小起跑，气泡通过表面张力粘附于悬浮物上，形成密度小于1的状态，根据浮力原理浮至水面，实现固液分离，废水得以净化。 该厂研制成功了一种更为先进的高效溶气装置。该装置虽然为管状，但内部结构与国外类似装置完全不同。国外类似的容器装置，溶气浓度靠管壁部位最高，向内逐渐降低，中心部分附近已相当低，结果造成引出的溶汽水溶气浓度降低，该厂研制成功的这种新型溶气装置解决了这一问题，仅需3秒钟，其出口的溶汽水溶气浓度即达理论最大值，溶气效率较国外类似装置提高了至少一倍。 该厂的另一成果是研制成功了一种：“均衡消能装置”。它实际上是一种结构特殊的释放器。 该厂研究人员在深入分析国内外现有各种释放器时，发现它们都存在着一个致命的缺陷：消能不彻底，出口流速很高；消能不均匀，出口截面各点处流速差别很大。结果是导致微气泡释放环境存在剧烈紊动。在这样的环境中，由于各点的动力特性差别悬殊，溶气释放有先有后，释放出的气泡直径差别很大，气泡直径不均匀是极其有害的。大气泡内部压力较小，小气泡内部压力较大，二者靠近时，小气泡会在压力作用下突入大气泡，合并为更大的气泡。剧烈紊动的环境加剧了这种合并过程，结果是产生恶性循环，气泡越来越大，气泡数量越来越少。 该厂研制成功的这种“均衡消能装置”较好的解决了上述问题。它不但压降陡，仅需约0.005秒，压力就陡降96～98%；消能彻底，消能达到98%以上，出口流速很低，而且消能均匀，出口截面各点处流速几乎相同，微气泡释放环境无紊动，各点处的动力特性几乎一致。这就为微气泡同时快速释放创造了条件，释放出的微气泡直径极其微小而且均匀。 资料表明：国内现有各种释放器释放出的微气泡直径一般在50μm左右，国外最先进的释放器也不小于20μm，而该厂的这种“均衡消能装置”释放出的微气泡直径，经检测平均仅为约1μm。也就是说，在溶气量相同的前提下，后者的微气泡总表面积增大了400～2500倍。实际上，由于溶气效率的显著提高，增大远不止此。 由于微气泡总表面积获得了几何级数的提高，“高稳定性”胶体物质的粘附去除率就变得相当可观了，于是，COD的去除率明显提高。这也是CQJ型超效浅层离子气浮不加高分子助凝剂也有较好的净化能力的原因。 此外，在气泡生成的初期，气泡内氧向废水中的迁移速率远大于气泡上升过程，这是由于气泡生成的初期，气泡内空气的渗透压较气泡上升过程大得多。数量庞大的微气泡同时生成，其曝气效果是普通曝气根本无法相比拟的，将使废水高度富氧化。这种高度富氧化环境，也会使废水中的COD在短时间内有一定的降解，并对以后的进一步降解创造有利条件。
值得特别指出的是：微细胶体或“高稳定性胶体”主要为硫化木素，木素磺酸盐、糖类降解产物或糖类衍生物、树脂酸溶出物、脂肪酸等，它们是富氧化物质，是BOD的主要携带者，随着它们被较高比例的去除，BOD的降解率明显提高。 大家知道，脱墨废水的处理难度较大，究其原因，是因为油墨中的碱性合成染料分子，在脱墨工艺中加入的分散剂和表面活性剂的作用下，被剥离溶于水中，这种碱性合成染料分子与木素的亲和力极强，它与微细木素吸附，形成了“高稳定性胶体”，同时还会使其裸露羟基团增加，ξ电位升高，更加难以聚凝，要中和其电荷需要投加更多的混凝剂。碱性合成染料对水的硬度和碱性极为敏感，若水的硬度较高或PH值较高，会沉淀出更较难以处理的微细基团。此外，脱墨废水温度较高，一般不低于35℃，根据亨利定律的温度系数可知，溶气率将明显降低，这也是脱墨废水难以处理的一个原因。 根据上面的论述，CQJ型超效浅层离子气浮能去除较高比例的“高稳定性胶体”，同时因其溶气效率和释放效率均很高，温度的影响已不太重要，因而对脱墨废水有相当好的处理效果，工程实践证明了这一点。 2、工艺流图如下 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image005.giffile:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image006.gif 混凝剂加药装置 助凝剂加药装置 浮渣送污泥脱水机 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image007.giffile:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image008.giffile:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image007.giffile:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image009.gif 清 水 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image010.giffile:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image011.giffile:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image011.giffile:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image011.giffile:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image011.giffile:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image012.gif车间废水 集水池 污水泵 微气泡释放装置 超效浅层气浮 回 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image013.gif 回 用 格栅 流 或 水 排 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image014.giffile:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image015.gif 回流泵 放 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image016.gif 微氧化强溶溶气系统 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image017.gif 贮气罐 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image018.gif
空压机 3、工艺设计说明 主要设备有一台CQJ-10型超效浅层气浮净水器及高效微氧化强溶溶气系统、高效微气泡释放装置、泵、加药装置等。总装机容量78.7KW。 （1）车间废水经过格栅拦截粗大杂质。 （2）废水经斜网捞浆，这部份纸浆可回用。 （3）经过集水池使水质、水量均衡。 （4）再由水泵提升（加药）至CQJ型超效浅层离子气浮净水器固液分离，溶气水采用自身处理后的清水回流，回流水依靠泵加压至0.5~0.6Mpa左右与压缩空气一起进入强溶溶气管。使空气在3~6秒内迅速均匀溶解于水中，并通过新型均衡消能装置，使微小气泡稳定释放，并与水中杂质颗粒及絮粒相粘附而一起浮至水面，浮渣由不停回转的螺旋状刮渣器舀起，靠刮渣器的斜度利用重力自流至污泥池，再由泵送至压滤机脱水、进入干化场后干泥外运或送至车间回用、降级使用造纸，清水由气浮中自流至清水池，由泵送至车间回用或排放。 4、实施后情况 这套浅层气浮在3月份进行了试运行，通过数据分析，效果较好。去除率SS达到98%左右，COD、BOD达到80%以上。 废水经气浮池前后的数据测定如下：（共10次测定的平均） 我公司在环保节水方面，结合生产工艺进行了实践，特别是采用了无锡沪东环境工程成套设备厂的CQJ型超效浅层气浮净水器，该设备占地面积小、投资省、操作简单、净化率高、运行费用低、性能稳定。是造纸废水处理的理想产品。该套设备的投入使用，为我公司节水及环保达标排放打下了坚实的基础，为公司的生存发展创造了良好的条件，同时也为环境保护事业作出了贡献。
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