氣浮機處理制漿造紙廢水的應用

制漿造紙中段廢水（以下簡稱中段廢水，為區別起見，將商品漿和廢紙造紙廢水稱為 綜合廢水）由于有部份黑液混入而成為造紙廢水處理中的一個難題。
　　說它是難題，一般并非技術性的，而是經濟性的。由于處理設施投資極大，往往需上 千萬或數千萬元，運行成本又高，一般企業難以承受。同時還需占用大量耕地，受到國情 制約，對老廠而言，更因廠區面積所限，治理工程根本無法實施！
　　黑液混入的途徑，主要是黑液提取率有限，成品漿仍攜帶著相當數量的黑液，它們將 在以后的各道造紙工藝過程中逐漸進入中段水，其次是多段逆流洗漿提取黑液的工藝流程 中的跑、冒、滴、漏水，黑液提取設備、蒸發設備、堿回收設備等的清洗水，這些水終 都進入中段水。
　　至于機械法或化學機械法制漿，由于制漿廢水的相對濃度較低，目前尚無可行的污染 物濃縮提取方法，將全部進入中段水。 制漿工藝過程中，會有大量的有機物和無機物從原料中溶出。 有機物主要為硫化木素、木素磺酸鹽、糖類降解產物或糖類衍生物、樹脂酸溶出物、 脂肪酸、蟻酸、醋酸、呋喃、甲醇等。它們中有許多因為分子鏈極短，將溶于水，形成溶 解性 BOD，即便不溶于水的部分，與造紙過程中進入廢水的有機物質如施膠劑、改性淀粉 等相比，粒徑也要小得多，故所形成的膠體穩定性也要高得多，其中有相當部份實際上為 類膠體、準膠體。
　　以上情況 以化學法制漿中的蒸煮黑液為甚！
　　無機物主要為各種金屬的鹽類。它們在水中電離為離子，是膠體雙電層中正負離子的 來源之一，也是溶解性 COD 的來源之一。
　　制漿廢水中同時還含有大量的微細紙漿纖維，它們也是有機物，也帶有裸露的羥基、 羧基、醚基等官能團，因而帶有負電荷，也具有膠體的特性，但因為它們不易被好氧菌代 謝，難于在 BOD5 的 5 天生化條件下測出，卻能被強氧化劑氧化，故被歸入 COD 的范疇。
　　綜上所述，制漿廢水中的 COD、BOD 的值極高，且以溶解性的 COD、BOD 的比列 高及膠體體系的穩定性高為其特征，蒸煮黑液尤為顯著，以 COD 為例，黑液中的 COD 可 高于 10 萬毫克/升。
　　這樣的廢水混入中段水后，將使中段廢水 COD、BOD 及溶解性成分的比例均顯著升 高，膠體體系的穩定性也顯著升高。COD 值可達 5000 毫克/升，BOD 值可達 4000 毫克/ 升以上。 正是因為上述原因，過去一般都認為中段廢水不可能用簡單的物化方法處理達標。
　　國內外，中段廢水處理一般都采用活性污泥法。
　　活性污泥法的優點是工藝成熟，運行良好時 BOD 的去除率可達 90~95%。但其缺點 也是顯著的：、需要建造占地面積極大的一沉池、二沉池和曝氣池，設施投資極大， 一般需要 1000~1200 元/噸水.天；第二，運行費用也高，一般均在 1~2 元/噸水之間；第三， 當采用化學機械法或機械法制漿時，往往水溫較高，超過 50℃，由于擴散作用強烈，一沉 池往往沉淀困難，已有失敗先例。
　　在活性污泥法中，一沉池的沉淀是必要的，而加藥絮凝是沉淀的先決條件，中段 廢水的膠體體系穩定性很高，不投加足夠的混凝劑使之脫穩，沉淀就不會發生。
　　由于中段廢水中的 BOD 值很高，固形懸浮物（主要為細小的紙漿纖維）量也很大， 如果不預先經一沉池絮凝使固形懸浮物及有機物膠體盡量沉淀分離，而直接進入生化曝氣 池，將造成如下結果：
　　1、F：M 值（有機物與微生物量的比值）太高，必須大大增加活性污泥的回流量，同 時大大增加曝氣量。盡管如此，仍然會使殘存于出水中的 BOD 值升高，生化效果惡化。
　　2、紙漿纖維難于被好氧菌吸收代謝，它們將隨活性污泥（菌團）一起進入二沉池， 二者均具有膠體的特性，但菌團能夠自行聚凝沉淀，紙漿纖維卻不能，多數將隨清水排出， 部分被菌團黏附沉淀，造成活性污泥濃度逐漸降低。菌團能自行凝聚的機理目前尚不完全 清楚，被較廣泛接受的說法是含能說。
　　一沉池完全可以用氣浮代替。
　　CQJ 型氣浮由于處理能力極大，占地面積很小，用其代替一沉池可使整個工程的占地 面積和投資顯著減小。
　　理論上，采用氣浮法和采用加藥絮凝沉淀法比較，混凝劑的投加量或藥劑費用基本上 是相當的，后者有時可能稍小。（但若采用 CQJ 型氣浮，工程實踐證明藥劑費用反而顯著 降低了。詳見后面論述）。采用氣浮法的主要缺點是需要一定的電耗，約為 0.06~0.08 元/ 噸水（實際電耗小于裝機容量）。但若采用 CQJ 型氣浮，這一缺點完得到補償。
　　
　　CQJ 型氣浮釋放出的氣泡總表面積極大（詳見下面論述），不但普通曝氣法無法比擬， 也是其他氣浮根本無法比擬的，因而氣泡中的氧向廢水轉移的速率極高，加上氣泡直徑極 為微小，上升速度緩慢（氣泡的上升速度基本上與直徑的立方成正比），在廢水中的停留 時間長，結果是使氣浮出水高度富氧化。
　　這種高度富氧化的水進入生化曝氣池，正好彌補了曝氣池在進水端缺氧而出水端溶解 氧過剩的缺陷，于是，曝氣池可以適當的縮短，曝氣量可以減小，曝氣電耗降低，加上節 約下來的土建投資利息，一般可以補償氣浮的電耗。
　　更重要的是，經 CQJ 型氣浮處理的中段廢水出水水質較普通的一沉池好得多，SS 一 般小于 50mg/L，完全可以回用于制漿造紙的不少工藝過程，諸如黑液提取用水，設備清洗 用水，篩選用水等。可使終處理的廢水量大幅度減小，結果是整個工程的占地面積和投 資以及廢水的處理費用隨之進一步大幅度減小。