摘要：包裝印刷廢水主要包括淀粉廢水、CTP沖版廢水、印刷廢水、白乳膠廢水，成分復(fù)雜、CODCr含量高、可生化性較差，因此通過綜合分析包裝印刷廢水的特點，采用“物化處理+Fenton高級氧化+混凝沉淀+生化+

MBR膜+UF+RO膜”綜合處理工藝對某包裝印刷公司的生產(chǎn)廢水進(jìn)行治理后70%的廢水可進(jìn)行回用，剩余30%濃水經(jīng)“Fenton高級氧化+混凝沉淀+生化+MBR膜”處理后達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)實踐表明，該綜合處理工藝能有效去除廢水中的各污染物，不但穩(wěn)定運(yùn)行，而且維護(hù)方便，處理效果顯著，為包裝印刷行業(yè)廢水處理提供了一種行之有效的技術(shù)路線。

關(guān)鍵詞：包裝印刷廢水；Fenton氧化；活性污泥法；MBR膜；工程應(yīng)用

引言

近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，市場上對包裝印刷產(chǎn)品的需求量越來越大，如食品、服裝、電子產(chǎn)品、各種快遞盒等。以前由于印刷包裝生產(chǎn)工藝廢水產(chǎn)生量較小，沒有引起重視，而隨著國家對環(huán)境保護(hù)的要求越來越嚴(yán)，包裝印刷生產(chǎn)廢水的治理也受到了高度重視。包裝印刷廢水的主要產(chǎn)污工序為沖版、印刷、表面處理、裱坑、裱天地盒、粘合、過膠等工序段產(chǎn)生的清洗廢水，雖然廢水中CODCr含量高、色度深、成分復(fù)雜、可生化性差，并且有刺激性氣味，但不含重金屬和其他有毒物質(zhì)[1]。

目前，處理印刷包裝廢水常用的處理方法有物理處理法、物理化學(xué)處理法、生化處理法[2]。其中，物理處理法主要包括重力沉淀法、過濾法、膜分離法、氣浮法、吸附法，物理化學(xué)處理法主要包括化學(xué)混凝法、混凝氣浮法、酸析法、Fenton氧化法、電解法，生化處理法主要包括厭氧法、水解酸化法、好氧法、MBR膜法等。由于印刷包裝廢水成分復(fù)雜、可生化性差、CODCr含量高[3]，采用單一的處理方法無法穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，因此往往需要將幾種處理工藝組合應(yīng)用才能保證廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

1工程概況

廣東省某印刷包裝實業(yè)有限公司主要生產(chǎn)瓦楞紙板、彩盒（包括卡盒及坑盒）、精品盒、說明書、不干膠產(chǎn)品，其生產(chǎn)工序比較復(fù)雜，而且不同的生產(chǎn)工序會有不同的生產(chǎn)廢水和濃液產(chǎn)生，廢水總量為150m3/d，其中70%的廢水經(jīng)處理后可回用于生產(chǎn)線，剩余30%的濃水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放。某印刷包裝實業(yè)有限公司生產(chǎn)廢水中的主要污染物為印刷油墨、顯影液、淀粉、白乳膠等[4]，按產(chǎn)生的廢水特性可分為CTP沖版廢水、印刷清洗廢水、淀粉類清洗廢水、白乳膠類清洗廢水，主要污染因子為CODCr、氨氮（NH3-N）、色度，若不經(jīng)過處理直接排放會對周邊水環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。

2設(shè)計水量、廢水水質(zhì)及排放和回用標(biāo)準(zhǔn)

2.1 設(shè)計水量

總設(shè)計水量為150m³/d時處理水量為7.5m³/h（每天按運(yùn)行20h設(shè)計），具體水量及廢水產(chǎn)生工序如表1所示。

2.2廢水水質(zhì)及排放和回用標(biāo)準(zhǔn)

某印刷包裝實業(yè)有限公司生產(chǎn)廢水經(jīng)處理后的排放水質(zhì)需達(dá)到廣東省《水污染物排限值》（DB 44/26-2001）第二時段一級標(biāo)準(zhǔn)，回用水水質(zhì)須達(dá)到《城市污水再生利用工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 19923-2005）中的洗滌用水，詳細(xì)指標(biāo)如表2所示。

3廢水處理工藝介紹

3.1工藝流程

某印刷包裝實業(yè)有限公司的CTP沖版清洗廢水主要成分為顯影液，采用混凝沉淀預(yù)處理后即可和其他預(yù)處理廢水一起進(jìn)入生化系統(tǒng)處理；印刷清洗廢水主要為印刷工序和清洗印刷設(shè)備時所產(chǎn)生的廢水，主要成分為油墨，由于油墨具有不溶于水且密度小于水的特性，需讓廢水先進(jìn)入氣浮系統(tǒng)去除水中的油墨[5]，后續(xù)再進(jìn)入生化系統(tǒng)進(jìn)行處理；淀粉類清洗廢水主要為裱坑機(jī)廢水和坑機(jī)冷凝水，其成分主要為淀粉，可生化性好，經(jīng)重力沉淀處理后可直接和其他預(yù)處理廢水一起進(jìn)入生化系統(tǒng)，為生化系統(tǒng)提供碳源；白乳膠類清洗廢水的主要成分為樹脂、丙烯酸、醋酸乙烯等，CODCr含量高、可生化性差，采用“混凝沉淀池+Fenton氧化法工藝”進(jìn)行預(yù)處理后才能與其他預(yù)處理廢水一起進(jìn)入生化系統(tǒng)處理[6][7]。某印刷包裝實業(yè)有限公司綜合廢水處理工藝流程如圖1所示。

3.2工藝說明

3.2.1預(yù)處理部分

CTP沖版清洗廢水經(jīng)生產(chǎn)車間收集系統(tǒng)收集后由輸送管道進(jìn)入格柵池，經(jīng)格柵過濾掉廢水中的大顆粒固體等雜質(zhì)后，出水進(jìn)入沖版廢水調(diào)節(jié)池，然后泵送至硫酸亞鐵反應(yīng)池反應(yīng)后經(jīng)混凝、絮凝沉淀處理，上清液進(jìn)入綜合廢水調(diào)節(jié)池。硫酸亞鐵混凝沉淀的處理步驟為先將pH調(diào)節(jié)為3.0～4.0，然后投入硫酸亞鐵進(jìn)行反應(yīng)，再將pH調(diào)節(jié)至8.0～9.0范圍內(nèi)，加入混凝劑和絮凝劑，經(jīng)沉淀后去除廢水中的顯影液等污染物。

印刷清洗廢水經(jīng)收集管網(wǎng)進(jìn)入刮渣池，在刮渣池采用刮渣機(jī)去除廢水中大量的油墨后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，然后泵送至一體化氣浮機(jī)，經(jīng)一體化氣浮機(jī)去除廢水中的大部分印刷油墨和SS后，上清液進(jìn)入到中間池。

白乳膠類清洗廢水由生產(chǎn)車間收集系統(tǒng)收集后經(jīng)輸送管道進(jìn)入到沉渣池，利用重力原理去除廢水中的大顆粒物及其他雜質(zhì)后出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，然后泵送至反應(yīng)池進(jìn)行物化混凝沉淀反應(yīng)，上清液進(jìn)入中間池同氣浮出水一起再進(jìn)入Fenton高級氧化系統(tǒng)，經(jīng)Fenton高級氧化去除廢水中少量CODCr的同時，將廢水中難降解的大分子有機(jī)物破環(huán)斷鍵成小分子物質(zhì)，提高廢水的可生化性，沉淀出水進(jìn)入綜合調(diào)節(jié)池。

3.2.2生化處理部分

由于淀粉類清洗廢水中含有大量的淀粉，因此淀粉類清洗廢水作為易降解的有機(jī)物可為生化系統(tǒng)中的微生物提供營養(yǎng)源，以及提高廢水的可生化性。在生化處理部分，前端各系統(tǒng)物化預(yù)處理后的CTP沖版清洗廢水、印刷清洗廢水、白乳膠類清洗廢水出水與淀粉類清洗廢水的上清液一起進(jìn)入綜合廢水調(diào)節(jié)池，然后泵送至pH回調(diào)池，將pH調(diào)節(jié)至6.5～7.5后進(jìn)入到厭氧反應(yīng)池，經(jīng)微生物去除廢水中的部分有機(jī)物污染物，同時改善和提高原廢水的可生化性和溶解性，再經(jīng)兼氧池將廢水中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)氮，為下一步的硝化反應(yīng)提供充足的條件，便于后續(xù)好氧處理工藝的進(jìn)行，再經(jīng)好氧微生物去除廢水中的大部分有機(jī)物和NH3-N后經(jīng)MBR膜過濾，產(chǎn)水進(jìn)入MBR膜產(chǎn)水池。

3.2.3回用水處理部分

MBR膜產(chǎn)水經(jīng)多介質(zhì)和軟化器過濾后通過保安過濾器進(jìn)入到超濾膜系統(tǒng)，廢水中剩余的SS被進(jìn)一步去除，超濾膜濃水回流至前段的MBR膜產(chǎn)水池進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，產(chǎn)水進(jìn)入超濾膜產(chǎn)水箱，然后通過濾芯5um的保安過濾器進(jìn)入到RO膜系統(tǒng)中，廢水中的鹽分在RO膜系統(tǒng)的作用下得以截留濃縮，被濃縮的RO濃水進(jìn)入到濃水收集池中，其RO產(chǎn)水進(jìn)入到回用水箱被回用于生產(chǎn)車間。

3.2.4 RO濃水處理部分

RO濃水單獨收集后，先經(jīng)泵送至Fenton高級氧化池，并在強(qiáng)氧化劑的作用下，將大分子的有機(jī)物破環(huán)斷鏈成小分子物質(zhì)并去除少量有機(jī)物，提高RO濃水的可生化性后，再進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池中將pH調(diào)節(jié)為8.0～9.6（在該條件時混凝沉淀效果最好）；混凝后進(jìn)入沉淀池中進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入到pH回調(diào)池中將pH調(diào)節(jié)為6.5～7.5（厭氧水解酸化主要是利用厭氧微生物將廢水中難生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)變成易生物降解的有機(jī)物，而最適合厭氧微生物生長的pH是6.5～7.5）后再進(jìn)入到水解酸化池中，經(jīng)水解酸化去除RO濃水中部分有機(jī)物及提高RO濃水的可生化性，為后續(xù)的好氧處理提供充足條件；接著進(jìn)入好氧池中進(jìn)行好氧微生物反應(yīng)，好氧微生物和兼氧微生物將RO濃水中的有機(jī)物進(jìn)行合成代謝及繁殖，同時將RO濃水中的有機(jī)物分解成無機(jī)物去除水中的污染物；最后經(jīng)MBR膜固液分離后MBR膜產(chǎn)水達(dá)標(biāo)排放。

4工藝細(xì)節(jié)

4.1加藥系統(tǒng)的控制要求

在Fenton氧化、混凝、絮凝反應(yīng)中加藥泵采用計量機(jī)械隔膜泵，可精準(zhǔn)控制藥劑的投加，減少藥劑的浪費。此外，酸、堿的投加由pH儀表控制計量機(jī)械隔膜泵的啟停，F(xiàn)enton試劑的投加由ORP儀表控制計量加藥泵的啟停，不僅節(jié)省藥劑成本，而且通過ORP值來控制Fenton試劑的投加，還能使反應(yīng)條件始終控制在最優(yōu)條件下。

4.2變頻器的使用

羅茨鼓風(fēng)機(jī)采用變頻控制，并在好氧池中安裝有溶解氧儀，可根據(jù)好氧池中溶解氧含量的變化來自動控制羅茨鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率，同時所有高壓泵和MBR膜產(chǎn)水泵均由變頻器控制，可根據(jù)處理水量的大小來調(diào)節(jié)泵的開度，減少耗電量。

4.3污泥脫水機(jī)的控制要求

污泥脫水機(jī)采用山東景津生產(chǎn)的隔膜式、自動拉板及帶有自動傳送帶的板框壓濾，同時采用高壓泵對污泥進(jìn)行二次擠壓，使污泥含水率低至60%左右，不但減少了人工勞動強(qiáng)度，而且還減少了污泥委外轉(zhuǎn)移的費用，有利于成本控制。

4.4 PLC及自控要求

整個控制系統(tǒng)由計算機(jī)控制，并且采用西門子PLC系統(tǒng)，控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、科學(xué)精準(zhǔn)，有利于提高包裝印刷廢水處理系統(tǒng)的自動化程度，所有廢水池的液位、處理水量等均由自動化儀表控制，并且通過計算機(jī)顯示屏可以隨時查看及儲存整個廢水站的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

4.5排放口在線監(jiān)測的使用

某印刷包裝實業(yè)有限公司的廢水站排放口安裝有CODCr、NH3-N、TP、pH在線監(jiān)控設(shè)備，可隨時查看排放廢水的水質(zhì)情況，確保廢水始終達(dá)標(biāo)排放。另外，廢水站的四周還安裝有監(jiān)控攝像頭，可在中控室計算機(jī)顯示屏上隨時查看各反應(yīng)池的運(yùn)行狀態(tài)，減少人工巡查，自動化程度較高。

4.6 中水回用系統(tǒng)的要求

某印刷包裝實業(yè)有限公司廢水站的中水回用系統(tǒng)采用“UF膜+RO膜”的雙膜法處理工藝，不僅脫鹽率高、出水水質(zhì)穩(wěn)定，還有利于提高廢水的回收率及減少污染物排放。

5處理效果

某印刷包裝實業(yè)有限公司的廢水處理系統(tǒng)調(diào)試正常運(yùn)行半年后，各廢水處理出水指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，其中出水CODCr、NH3-N、SS等指標(biāo)均符合排放要求，CODCr始終保持在30mg/L左右，NH3-N在0.5mg/L左右，順利通過了環(huán)保部門的驗收。

結(jié)語

由于包裝印刷廢水種類較多且水質(zhì)成分復(fù)雜、可生化性差，若只采用單一的廢水處理工藝難以保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，因此往往需要多種處理工藝的組合運(yùn)用。此外，通過實踐證明，將淀粉類廢水混合到CTP沖版清洗廢水、印刷清洗廢水、白乳膠類清洗廢水出水預(yù)處理后的出水中一起進(jìn)入生化系統(tǒng)，不但可以提高生化系統(tǒng)的可生化性，而且還能省去碳源的投加降低廢水處理成本。

參考文獻(xiàn)

[1]丁毅，楊鵬.包裝印刷廢水處理工藝研究[J].包裝與食品機(jī)械，2010，28（1）：25-26，71.

[2]于芳，葉玉峰，葉青妹，等.包裝印刷企業(yè)生產(chǎn)廢水處理工藝[J].廣州化工，2012，40（24）：139-141.

[3] KHANNOUS L，ELLEUCH A， FENDRI I， et al. Treatment of Printing Wastewater By a Combined Process of Coagulation and Biosorption for a Possible Reuse in Agriculture[J].Desalination and Water Treatment，2016，57（13）：5723-5729.

[4]倪亭亭，王云鐘，吳永明，等.印刷包裝生產(chǎn)廢水深度處理工程實例[J].水處理技術(shù)，2021，47（2）：130-132，136.

[5]肖宇芳，葉世火.“氣浮+MBBR+臭氧”工藝處理印刷包裝廢水[J].城市道橋與防洪，2019（7）：178-179，22-23.

[6]馮素敏，王浩，宋振揚(yáng)，等.芬頓氧化-混凝深度處理二級出水試驗研究[J].河北科技大學(xué)學(xué)報，2017，38（1）：94-100.

[7]曾旭，曾德芳.芬頓氧化深度處理印染廢水的實驗研究[J].廣州化工.2018，46（1）：92-94，149.

作者簡介

王紅永（1989—），男，漢族，甘肅天水人，工程師，學(xué)士，研究方向為水污染治理、工業(yè)廢氣治理。

加工編輯：馮為為

收稿日期：2024-06-28