在山西省晋城市，一家大型造纸企业曾因废水处理难题陷入发展困境。高浓度有机废水、顽固色度、大量悬浮物，以及严格的环保排放标准，让传统处理工艺捉襟见肘。新奇化工厂凭借三十余年水处理技术沉淀，以“物化-生化-深度处理”三级联动工艺为核心，为该企业量身打造了一套高效、经济的废水处理解决方案，成功实现废水达标排放与资源化回用，成为晋城市工业绿色转型的标杆案例。

一、项目背景：破解高浓度废水处理困局

晋城某造纸企业年产能超40万吨，生产过程中产生的废水具有“三高一难”特征：

1. 高浓度有机物：制浆黑液COD浓度高达28,000mg/L，木质素占比超60%，传统活性污泥法难以降解；
2. 高色度：漂白废水色度超2000倍，含氯有机物（如三氯甲烷）毒性显著；
3. 高悬浮物：抄纸白水SS浓度达1,500mg/L，纤维回收率不足70%；
4. 难生化性：B/C比值低于0.2，微生物降解效率低下。

原处理系统采用“格栅+调节池+好氧生物处理”工艺，出水COD、SS长期超标，无法满足《制浆造纸工业水污染物排放标准》要求。2024年，晋城市生态环境局通过固定污染源自动监控平台发现该企业废水超标排放，责令限期整改。在此背景下，新奇化工厂受托进行技术改造，需在6个月内完成工艺升级与设备调试。

二、技术创新：三级联动工艺破解技术瓶颈

新奇化工厂针对废水特性，构建了“预处理强化+生化核心+深度净化”的梯度处理体系，核心工艺如下：

1. 预处理阶段：固液分离与纤维回收

• 格栅拦截系统：采用15mm粗格栅与5mm细格栅联动，去除树皮、塑料等大颗粒杂质，设备过水流量提升至2500m³/h，防止后续设备堵塞；
• 纤维回收装置：部署重力自流式筛网与旋转过滤机，实现95%纤维回收率，回收纤维回用于制浆车间，年节约原料成本超180万元；
• 混凝沉淀单元：投加新奇化工自主研发的阳离子聚丙烯酰胺（CPAM），通过电中和与架桥作用，使SS去除率达94.18%，COD降低44.14%，为后续生化处理减轻负荷。

2. 生化处理阶段：厌氧-好氧协同降解

• UASB厌氧反应器：在35℃中温条件下，通过颗粒污泥床技术，将黑液中85%的有机物转化为甲烷，产气量达1000m³/d，用于锅炉燃料替代，年节约天然气成本超200万元；
• A/O生物处理系统：缺氧段设置反硝化菌床，好氧段采用曝气生物滤池（BAF），通过硝化-反硝化作用实现总氮去除率80%，氨氮浓度降至15mg/L以下；
• 生物强化技术：投加木质素降解菌株（如白腐菌Phanerochaete chrysosporium），使难降解有机物去除率提升30%，出水COD降至300mg/L以下。

3. 深度处理阶段：膜分离与高级氧化

• 超滤膜系统：采用聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜，截留分子量10,000Da，出水SS稳定低于5mg/L，为后续反渗透提供优质进水；
• 芬顿氧化塔：通过Fe²⁺催化H₂O₂产生羟基自由基（·OH），将色度去除率提升至98%，同时降低COD至60mg/L以下；
• 活性炭吸附柱：选用椰壳活性炭作为吸附介质，进一步去除残留有机物，确保出水COD≤50mg/L，达到《城市污水再生利用工业用水水质标准》。