造纸废水是工业领域典型的难处理废水,具有成分复杂、有机物浓度高、色度深、可生化性差等特点。随着环保标准的日益严格,许多造纸企业的污水处理设施面临提标改造的压力。传统深度处理技术如臭氧氧化、芬顿氧化等虽能实现一定效果,但存在运行成本高、污泥产量大、操作复杂等问题。近年来,活性焦吸附过滤技术(ACCA)因其经济性、稳定性和环境友好性,成为造纸废水提标改造的热门选择。
一、活性焦吸附过滤技术的核心优势
活性焦是一种由褐煤制成的多孔碳材料,其比表面积达600~1000m²/g,吸附能力约200kgCOD/t,对难降解有机物、重金属等污染物具有优异的吸附性能。与活性炭相比,活性焦的机械强度更高、再生性能更好,且价格更低,因此在工业废水处理领域展现出显著优势。
在造纸废水提标改造中,ACCA技术主要针对生化处理后残留的难降解COD(溶解性有机污染物),通过物理吸附作用实现高效去除。其核心优势包括:
高效去除难降解COD:对分子量较大、极性较弱的有机物吸附效果显著,可稳定将出水COD控制在50mg/L以下。
无污泥产生:区别于化学氧化工艺,ACCA技术不产生二次污染,废焦可作为燃料回收利用。
运行成本低:单位COD处理成本仅为臭氧氧化的1/3~1/2,且无需添加昂贵药剂。
二、工艺设计与工程应用案例
浙江省某造纸企业采用“二级生化处理+ACCA深度处理”组合工艺进行提标改造,设计规模为2×10⁴m³/d。该企业原生化出水COD约100mg/L,BOD₅已降至极低水平,主要残留难生物降解有机物。
工艺流程设计要点:
预处理保障:在ACCA系统前设置砂滤池,防止活性焦粉末进入后续单元。
两级吸附结构:采用上下串联的两级流动床吸附塔,通过重力流实现连续运行,每日补充新活性焦并排出饱和滤料。
废焦资源化:废焦经脱水后由电厂掺烧处置,热值利用率达80%以上。
实际运行数据显示,该系统在进水COD波动(80~90mg/L)条件下,出水稳定低于60mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
三、技术经济性与环境效益
与传统深度处理技术相比,ACCA技术在投资与运营成本上具有明显优势。以该造纸项目为例:
建设成本:约1430元/m³(低于臭氧氧化方案的1360元/m³,但高于芬顿氧化的1320元/m³);
运行成本:2.15元/m³(仅为臭氧氧化的1/2,芬顿氧化的73%);
固废产生量:每日废焦排放量约9吨,远低于芬顿工艺产生的化学污泥量。
此外,ACCA技术还具有占地紧凑(0.2hm²/10⁴m³)、操作简便(全自动控制)等特点,特别适合用地紧张的工业园区。
四、未来发展方向
尽管ACCA技术已展现出显著优势,但仍需在以下方面优化:
活性焦再生技术:开发低成本再生工艺,进一步提升材料利用率;
复合工艺集成:探索ACCA与膜分离、高级氧化等技术的组合应用,以应对极端水质条件;
标准化设计:建立行业规范,推动技术规模化推广。
结语
活性焦吸附过滤技术为造纸废水提标改造提供了高效、经济的解决方案。随着材料科学和工艺控制的进步,该技术有望在更多工业领域实现推广应用,助力造纸行业绿色可持续发展。