江 銘

（福建省豐泉環(huán)保集團(tuán)有限公司，福建 福州 350007）

龍巖造紙廠馬尾松BCTMP制漿廢水處理分析

江 銘

（福建省豐泉環(huán)保集團(tuán)有限公司，福建 福州 350007）

一直以來制漿廢水的處理都是一個(gè)重要的難題，以福建龍巖造紙廠提供的制漿廢水?dāng)?shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)龍巖造紙廠馬尾松BCTMP機(jī)裝生產(chǎn)線化學(xué)機(jī)械漿廢水做了大量實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)馬尾松BCTMP廢水屬高難度處理的有機(jī)廢水。經(jīng)過反復(fù)調(diào)研、系統(tǒng)試驗(yàn)、多方論證，提出了針網(wǎng)→初沉→水解→升流式厭氧污泥床（UASB）厭氧→曝氣→混凝的制漿廢水處理工藝，并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。采用UASB回流式厭氧技術(shù)，廢水凈化率高，解決了用普通活性污泥法處理高溫廢水易發(fā)生污泥膨脹的難題。

生物厭氧;中溫;高溫;活性污泥;COD

近年來，我國(guó)制漿的原料結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化，尤其是大中型的造紙企業(yè)，由原來的漂白硫酸鹽漿（BKP）漿和常壓磨木漿（SGW）為主，逐步改變?yōu)轭A(yù)熱盤磨機(jī)械漿（TMP）、化學(xué)預(yù)熱木片磨木漿（CTMP）、堿性過氧化氫機(jī)械漿（APMP）和廢紙脫墨漿（DIP）等多種制漿方法。由于新的制漿方法大都是引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，噸產(chǎn)品水耗低，因而產(chǎn)生廢水的有機(jī)物濃度高，而厭氧技術(shù)比較適合處理高濃度的有機(jī)廢水[1]。福建省龍巖造紙廠是以廢紙和木片為原料生產(chǎn)文化用紙和新聞紙的造紙企業(yè)，為了生產(chǎn)需要，福建龍巖造紙廠另新建以馬尾松為原料的BCTMP制漿系統(tǒng)，目前有相同原料和相近工藝的造紙企業(yè)只有江西晨鳴和福建南紙。福建省龍巖造紙廠BCTMP生產(chǎn)線制化學(xué)機(jī)械漿，產(chǎn)生的廢水主要來自于木片的洗滌、擠壓疏解和化學(xué)浸漬等過程，因木片的抽出物較高，因而得率也相對(duì)較低，在水耗較低的情況下，排出廢水的濃度非常高。另一方面，由于抽出物大都是環(huán)狀大分子有機(jī)物，因此可生化性較差，水溫也較高。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)，得知廢水中化學(xué)耗氧量（COD）可高達(dá)到11230mg·L－1，排放池水溫可高達(dá)70℃，水中的膠體物質(zhì)多，毒性大，因此處理非常困難[2]。經(jīng)過反復(fù)調(diào)研、系統(tǒng)試驗(yàn)、多方論證，廈門陸海科技公司對(duì)其進(jìn)行中溫→升溫→高溫三階段做中試分析。

1 廢水特點(diǎn)

對(duì)福建龍巖造紙廠現(xiàn)有BCTMP產(chǎn)生的廢水做了大量的跟蹤試驗(yàn)和檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)BCTMP噸漿產(chǎn)生的 BOD 約 40～50 kg，COD 約 130～180 kg，廢水 的 BOD 濃 度 約 2600 mg·L－1，COD 濃 度 約11230mg·L－1。

2 實(shí)驗(yàn)部分

在福建龍巖造紙廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)排放池收集經(jīng)過0.25mm斜網(wǎng)過濾后的廢水，當(dāng)場(chǎng)測(cè)定水溫和pH值等數(shù)據(jù)，將廢水用污水泵提升至初沉池;2010年3月 13日至7月8日，UASB厭氧中試運(yùn)行了三個(gè)階段:中溫連續(xù)運(yùn)行，中溫至高溫的升溫階段，高溫連續(xù)運(yùn)行;自制1套實(shí)驗(yàn)用UASB厭氧生物反應(yīng)器，厭氧菌種（取自城市污水廠活性污泥，經(jīng)3個(gè)月的培養(yǎng)馴化）;采用厭氧生物處理。

廢水取自福建龍巖造紙廠制漿出水，24h連續(xù)運(yùn)行，龍巖造紙廠制漿原水水質(zhì)見表1。

3 數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

3．1 制漿廢水中溫連續(xù)處理分析

3．1．1 制漿廢水中溫連續(xù)處理的工藝流程

3．1．2 制漿廢水采用UASB厭氧生物反應(yīng)器在中溫處理運(yùn)行情況

制漿廢水中溫處理59d，自3月17日開始，至5月14日結(jié)束，其中前18d預(yù)處理為加藥沉淀，后41d為自然沉淀。UASB厭氧生物反應(yīng)器每天處理水量31．2 m3。運(yùn)行參數(shù):UASB平均進(jìn)水COD:7775 mg·L－1;UASB 平 均 出 水 COD:3436 mg·L－1;平均厭氧去除率:55．9%;容積負(fù)荷:8．11 kgCOD·（m3·d）-1; 產(chǎn)氣率:0．03 m3·（kgCOD）-1;上升流速:0．19 m·h－1;中溫水力停留時(shí)間:20 h。

3．1．3 制漿廢水中溫連續(xù)處理結(jié)果分析

對(duì)制漿廢水中溫連續(xù)處理的廢水每天進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測(cè)，每2d的均值為一組數(shù)據(jù)，運(yùn)行結(jié)果見圖2。

從圖2中可知，UASB出水穩(wěn)定，基本都在3000 mg·L-1左右，厭氧去除率平均為 55．9%。 可見該套設(shè)備完全可以達(dá)到穩(wěn)定的運(yùn)行效果。不足之處主要表現(xiàn)在以下2點(diǎn):（1）產(chǎn)氣率偏低，因產(chǎn)甲烷菌對(duì)高分子有機(jī)物廢水的水解酸化過程效果不大，中和池起到預(yù)酸化的作用小，且產(chǎn)酸菌生長(zhǎng)速率遠(yuǎn)大于產(chǎn)甲烷菌，產(chǎn)酸菌的大量存在，使污泥的比產(chǎn)甲烷活性降低。改進(jìn)措施:采用UASB出水回流一部分到中和池進(jìn)行預(yù)酸化，以減少反應(yīng)器內(nèi)酸積聚。雖加NaOH至蓄水箱中和部分酸，但因是靠人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，具有一定的主觀性和不穩(wěn)定性;（2）UASB反應(yīng)器的布水器布水不均勻，顆粒污泥多集中于南面一側(cè)，而北面取樣管一側(cè)的污泥量遠(yuǎn)小于南面，UASB反應(yīng)器南面布水孔存在堵塞現(xiàn)象，布水不均勻使局部污泥超過負(fù)荷，另外一部分污泥不能與進(jìn)水接觸，使部分污泥中毒而另一部分污泥處于饑餓狀態(tài)。改進(jìn)措施:清理反應(yīng)器底部或調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門，使兩邊進(jìn)水均衡。

3．2 制漿廢水升溫連續(xù)處理分析

3．2．1 制漿廢水升溫連續(xù)處理的工藝流程

3．2．2 制漿廢水采用UASB厭氧生物反應(yīng)器在升溫處理運(yùn)行情況

制漿廢水升溫處理26d，自5月15日開始，至6月9日結(jié)束，平均每d升溫1～2℃。6月9日反應(yīng)器溫度基本已達(dá)到高溫范圍。由于進(jìn)水COD濃度很高，UASB 進(jìn)水流量只有 0．5m3·h-1。 在 5 月27日至6月1日期間用自來水稀釋進(jìn)水，不利于升溫，6月5日至6月9日從反應(yīng)器3m回流進(jìn)水，在此過程中，加熱罐持續(xù)燒壞，升溫過程斷斷續(xù)續(xù)。

3．2．3 制漿廢水升溫連續(xù)處理結(jié)果分析

設(shè)備條件的限制，給升溫帶來不少困難，反應(yīng)器溫度起伏較大，運(yùn)行過程中出現(xiàn)無規(guī)則變化，但出水COD是呈下降趨勢(shì)，結(jié)果如圖4所示。從中溫顆粒污泥培養(yǎng)高溫顆粒污泥屬于二次啟動(dòng)過程，此過程中選擇，馴化，死亡都在進(jìn)行。二次啟動(dòng)的初期往往采用較低負(fù)荷以便使種泥適應(yīng)新的廢水，此過程中，顆粒污泥強(qiáng)度有所降低，當(dāng)反應(yīng)器達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)，這些強(qiáng)度降低的顆粒污泥會(huì)破碎，因此Alphenaar建議在許多情況下，二次啟動(dòng)可以迅速采用設(shè)計(jì)負(fù)荷，在啟動(dòng)初期洗出相對(duì)多的污泥比數(shù)周后洗出更多的污泥更可取[3]。由此可見把UASB進(jìn)水稀釋，或采用回流稀釋也不是必須的，只要操作得當(dāng)，不要稀釋直接進(jìn)水，也可以達(dá)到設(shè)計(jì)效果。

3．3 制漿廢水高溫連續(xù)處理分析

3．3．1 制漿廢水高溫連續(xù)處理的工藝流程

3．3．2 制漿廢水采用UASB厭氧生物反應(yīng)器在高溫處理運(yùn)行情況

制漿廢水于高溫狀態(tài)下處理12d，6月23日至6月27日為出水回流至沉淀池，由于UASB進(jìn)水已被回流稀釋，實(shí)際進(jìn)水無法取到，使這一周厭氧去除率降至最低，在26日至29日4d停止回流，其余時(shí)間為反應(yīng)器3m回流。高溫連續(xù)運(yùn)行參數(shù):UASB 平均進(jìn)水 COD:6994．2mg·L-1;UASB 平均出水 COD:5222．5mg·L-1;平均厭氧去除率:25．3%; 容積負(fù)荷:3．23kgCOD·（m3·d）-1; 上升流速:0．07m·h-1;水力停留時(shí)間:52h;真正進(jìn)入反應(yīng)器混合水濃度:6206．8mg·L-1（循環(huán)比 0．8）。

3．3．3 制漿廢水高溫連續(xù)處理結(jié)果分析

對(duì)高溫連續(xù)處理的制漿廢水每天進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測(cè)，每2d的均值為一組數(shù)據(jù)，其結(jié)果如圖6所示。從圖6可知，在高溫連續(xù)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，UASB出水穩(wěn)定，但處理效率低;從取出的顆粒污泥看，高溫生物量比較少，因高溫下嗜熱菌生長(zhǎng)率高，同時(shí)其死亡率也高，高溫過程污泥的凈增長(zhǎng)率較低，剩余污泥量少，產(chǎn)氣率極低，反映了甲烷菌活力的一個(gè)重要參數(shù)揮發(fā)性脂肪酸（VFA）增多，說明甲烷菌活力降低。

影響高溫厭氧效果的因素很多，像高溫厭氧工藝不穩(wěn)定，特別是當(dāng)溫度波動(dòng)影響較大時(shí);在現(xiàn)場(chǎng)操作過程中出現(xiàn)潛水泵發(fā)生故障，沒有進(jìn)水的現(xiàn)象。高溫工藝中停止進(jìn)液幾天就會(huì)引起污泥活性降低，因?yàn)槭葻峋乃劳隽呀饴屎芨遊4]。因此高溫厭氧污泥絕不能在原來溫度下保存?，F(xiàn)場(chǎng)操作過程中反應(yīng)器無進(jìn)水時(shí)，只開循環(huán)，以保持高溫環(huán)境，不利于高溫菌的生長(zhǎng)。反應(yīng)器3m回流的不利因素主要有以下三方面:首先，它改變了反應(yīng)器廢水的流態(tài)，使廢水與顆粒污泥不能充分接觸，混合均勻。其次，3m出水仍然有相當(dāng)濃度的未降解的COD，以這種循環(huán)進(jìn)水不能有效地稀釋進(jìn)水，反而會(huì)增大負(fù)荷。最后，絮狀污泥濃度高，積聚于反應(yīng)器內(nèi)，不利于顆粒污泥的生長(zhǎng)。選擇出水回流更好，或直接由原水培養(yǎng)顆粒污泥也可。

4 結(jié)論

（1）實(shí)地監(jiān)測(cè)了BCTMP化學(xué)機(jī)械漿生產(chǎn)線廢水發(fā)生量、污染負(fù)荷，檢測(cè)結(jié)果顯示該廢水COD可高達(dá) 11230mg·L-1，平均 COD7775mg·L-1， BOD／COD為0．23，屬高難度處理的有機(jī)廢水。

（2）經(jīng)過反復(fù)調(diào)研、系統(tǒng)試驗(yàn)、多方論證，提出了針網(wǎng)→初沉→水解→UASB厭氧→曝氣→混凝的化機(jī)漿廢水處理工藝;設(shè)計(jì)建造了總?cè)莘e13000m3，HRT達(dá)52h的廢水處理工程，處理效果明顯。

（3）在BCTMP制漿廢水處理工程中采用了連續(xù)UASB技術(shù)，泥水分離快，廢水凈化率高，解決了用普通活性污泥法處理高溫廢水易發(fā)生污泥膨脹的難題。

[1] 賀延齡．廢水的厭氧生物處理[M]．北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000．

[2] 張燦彬，何北海，李海明．等．藍(lán)桉堿性亞鈉化機(jī)漿磺化預(yù)處理廢水的特性及污染負(fù)荷[J]．中華紙業(yè)，2005，26（9）:59-61．

[3] 賀延齡，皇甫浩，劉恩湖．廢紙?jiān)旒堁h(huán)水處理實(shí)現(xiàn)零排放[J]．紙和造紙，2002，（3）:5-8．

[4] 賀延齡．廢紙制漿造紙廢水的封閉循環(huán)和零排放[J]．中華紙業(yè)，2001，22（2）:13-16．

Treatment of Masson’s Pine BCTMP Waste water in Long y an Paper Mill

JIANGMing
（Fujian FengQuan Environmental Protection Group Co．， Ltd．， Fuzhou 350007， China）

For a long time， the pulping wastewater treatment had been an important problem in our country．Based on the wastewater data of Fujian Longyan paper mill supplier，a lot of field tests and experiments were carried out according to the Longyan paper mill wastewater．It was found that Masson’s pine BCTMP waste water was a high-difficulty to treat of organic wastewater．After repeated research，system experiment and many aspects demonstration，a new treating process of wastewater with the sequence of Slope wire filtration→primary deposition→hydrolysis→UASB anaerobic treatment→aeration→Coagulation was put forward by the XiaMen Luhai Tech Engineering Co．Ltd．， and applied to actual production．Using UASB anaerobic technology， with a higher ratio of wastewater purification and the sludge swelling problem common in treating effluent in high temperature by the ordinary activated sludge process was thus solved．

biological anaerobic treatment;middle temperature;high temperature;activated sludge;COD

X 793

A

1671-9905（2011）08-0056-04

江銘（1977-），女，福建南平人，助理工程師，研究方向?yàn)樗幚砑夹g(shù)，地址:福建省三明市高巖路6號(hào)，郵編:365000，聯(lián)系電話:15280551970，E-mail:jmright@126.com

2011-05-09

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