物理法处理——高效浅层气浮系统在废纸制浆废水处理中的应用

项目背景

华东地区某大型废纸制浆造纸企业，以100%废纸为原料生产箱板纸和高强瓦楞纸，日均产量达800吨。该企业产生的废水主要来源于废纸碎解、筛选、净化、造纸等工段，日均排水量约12,000立方米。废水中主要污染物包括悬浮物、胶体物质、细小纤维、油墨粒子、溶解性有机物等，具有悬浮物含量高、COD浓度中等、可生化性较差的特点。原有处理设施采用传统沉淀工艺，出水水质波动大，难以稳定达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》要求，且占地面积大、污泥产量高。

工艺原理与设计

高效浅层气浮系统基于“零速度”原理，其核心在于使污水在气浮池内的水平流速接近于零，为微气泡与悬浮颗粒的充分接触碰撞创造理想条件。系统由溶气系统、释放系统、气浮池体、刮渣系统、控制系统等组成。

溶气系统采用压力溶气方式，工作压力维持在0.3-0.5MPa，通过溶气罐将空气溶解于水中，形成饱和溶气水。当饱和溶气水通过特制的释放器进入气浮池时，压力骤降，溶解的空气以20-50微米的微气泡形式释放出来。这些微气泡具有极大的比表面积和表面能，能够有效捕集废水中的悬浮颗粒、胶体物质和部分溶解性有机物。

气浮池设计为浅层结构，有效水深仅500-600毫米，水力停留时间缩短至3-5分钟。污水从池体中央进水管进入，经配水器均匀分布后，在水平方向几乎不流动的状态下，与上升的微气泡流接触。携带污染物的气泡-颗粒聚集体上升至水面形成浮渣层，被旋转的刮渣机清除至污泥槽。处理后的清水从池底集水管收集排出。

关键设计参数

处理规模：12,000立方米/日

设计表面负荷：8-10立方米/平方米·小时

溶气水回流比：20-30%

溶气压力：0.35-0.45MPa

微气泡直径：20-50微米

絮凝剂投加量：PAC 80-120毫克/升，PAM 0.8-1.2毫克/升

处理效果与优势

系统投入运行后，处理效果显著提升。进水SS从800-1,500毫克/升降至出水15毫克/升以下，去除率达到98%以上；COD从1,200-2,000毫克/升降至150-250毫克/升，去除率约85%；色度从300-500倍降至20倍以下。与原有沉淀工艺相比，占地面积减少60%，污泥浓度从0.5%提高至3-4%，污泥体积减少70%以上，大幅降低了污泥处理成本。

该工艺特别适合废纸制浆废水的前处理，可有效去除细小纤维、填料、油墨粒子等轻质悬浮物，为后续生化处理创造良好条件。系统运行自动化程度高，可通过PLC控制实现加药、排泥、刮渣的自动调节，运行稳定可靠。与传统气浮相比，高效浅层气浮具有处理效率高、占地面积小、水力负荷大、能耗低等显著优势，是造纸废水物理法处理的优选方案。