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酸化UBF混凝法处理制浆造纸废水

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采用芦苇碱法制浆造纸,排放废水约为18000m3/d,对周围环境造成了严重污染。目前较为成熟的造纸废水处理方法是碱回收法,但成本较高使中、小型造纸企业无法承受。根据该造纸厂的实际情况,采用酸化—UBF—混凝法处理废水取得了良好的效果 。
1 生产工艺及排污
  该厂生产工艺及废水排放情况见图1。

2  废水水质
  废水主要来源于挤浆机的黑液、洗浆机的黑中段水、漂白机的白中段水和外排白水,其中黑液为2000m3/d,中段水(包括黑、白中段水和外排白水)为16000m3/d,各种废水水质见表1。
表1 废水水质及排放标准
项 目 COD(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) pH
黑液 30000 9000 2000 11~13
中段污水 600 300 700 7~9
总排口 ≤450 ≤200 ≤250 6~9
  当地环保部门要求该造纸厂限期处理所排废水,并达到《造纸工业水污染物排放标准》(GB3544—92)中的一级标准,总排口下游1km处的蒸水河水水质要达到《地面水环境质量标准 》(GB 3838—88)中Ⅲ类水质标准。
3 处理流程
  根据该厂的实际情况,采用先处理黑液再与中段水(含外排白水)合并处理的方法,即先将黑液酸化回收木质素并经厌氧生化处理后,再与中段水、白水混合并加入混凝剂进行混凝沉淀,处理流程见图2。

  蒸煮浆料由蒸球压入喷罐内,定量泵到水平带式洗浆机进行逆流洗浆,洗出的黑液经纤维回收池进预沉池,再排入水解酸化池,反应之后泵入酸析池,经加酸、压滤等处理并回收木质素,滤液与酸洗处理水再经过投加石灰水调节pH值、去除大部分硫酸盐后泵入UBF厌氧反应器进行厌氧处理,之后混入中段水均质调节池,均质调节后的综合水经投加混凝剂后再排入辐流沉淀池分离,沉淀后的上清液可达标排放,池底污泥靠刮泥机和重力排入污泥浓缩池,经浓缩后加混凝剂进行化学调节,再用压滤机脱水成为含水率约为70%的泥饼外运。
4  主要设备及构筑物
  主要设备及构筑物的设计参数见表2。
表2  主要设备和构筑物设计参数
主要设备及构筑物 数量(座) HRT(h) 尺寸
黑液预沉池 1 10 40m×10m×2.5m
水解酸化池 1 60 40m×40 m×3.5m
酸析单元 酸析沉淀池 2 8 20m×10 m×3.5m
酸析气浮池 2 1 ¢10m×1m
中和池 1 5 10m×18m×3m
 UBF 2 30 ¢18m×10m
均质调节池 1 4 60m×20m×2.7m
辐流沉淀池 1 4 ¢30m×4.5m
浓缩池 2 10 ¢10m×5.5m
化学调节池 1   12m×8m×2.2m
清水回用池 1   12.5m×12m×2.5m
压滤泵房 压滤机 6  
污水提升泵 3  
5 运行结果
  ① 西渡造纸厂采用酸析木质素,结合生化、物化法解决了黑液与中段废水的处理问题,运行结果表明,该厂污水总排口主要污染物指标达到了GB3544—92的标准(见表3);受纳水体蒸水河污染控制断面(总排口下游约1km)的主要水质指标达到了国家规定的Ⅲ类水质标准,经处理后的水回用率达50%。
  ② 黑液酸析加酸(工业硫酸)量为0.4%,酸析pH值为3~4,温度控制在40~50℃,并采用化学调节系统以提高木质素压滤效果。
  ③ 采用的UBF反应器中的污泥停留时间均在100d以上,在高负荷状态下运行仍能保持较高的去除率。厌氧反应最佳温度为30~35℃,冬季必须保持在15℃以上,因而冬季利用蒸气对黑液进行适当加温,同时对厌氧反应器采用一定的保温措施以确保其正常运行。
表3 系统处理效果
项 目 黑 液 综合废水
进水 出水* 去除率(%) 进水** 出水 去除率(%)
COD(mg/L) 30000 5696 81 1166 320 72.6
BOD5(mg/L) 9000 1787 80 465 138 70.3
SS(mg/L) 2000 560 72 684 180 73.7
pH 11~13 6~7     7~9  
注: *为UBF出水测定值;**为综合调节池废水的计算值。