蔗渣浆TCF漂白中段废水处理的工程实践_莫立焕鲁礼成徐峻等(1)

出，均衡池的混合废水在好氧和深度处理阶段得到进 一步处理。首先是在 AB 池稳定水质，后溢流至氧化 沟； 经过缺氧厌氧好氧工艺处理溢流至二沉池， 然 后根据水质指标选择下一步处理方式 。若水质指标距
3 该工程的设计处理能力为 15 万 m / d， 纸厂规模 为年产 5 万 t 蔗渣漂白浆。 废水处理流程为厌氧氧
Engineering Practice of Bagasse Pulp TCF Bleaching Effluent Treatment
2 MO Lihuan1， 2 LU Licheng1， 2， * XU Jun1， 2 ZHOU Zhiming1， 2 WANG Yufeng1，
（ 1 ． State Key Lab of Pulp and Paper Engineering，South China University of Technology，Guangzhou，Guangdong Province， 510640 ； 2 ． United Lab of Plant Ｒesources Chemistry and Chemical Engineering，Guangzhou，Guangdong Province， 510640 ） （ * Email： xujun@ scut． edu． cn） Abstract： The treatment of bagasse pulp TCF bleaching effluent was introduced， the treatment effect was monitored and the orgoric material in the effluent was detected with GCMS． The results showed that bagasse pulp TCF bleaching was a kind of cleaner bleaching techonlogy，and the treated effluent could meet the national discharge of GB3544 —2008． So the engineering design was reasonable and the effluent treatment plant was running steady and reliably． Key words： bagasse pulp； TCF bleaching； effluent treatment； GCMS； clearer bleaching
2. 3 2. 3. 1
废水处理流程
厌氧处理 图 1 是废水处理系统的厌氧处理流程。由图 1 可 以看出，蔗渣浆洗涤水经过简单的格栅处理就流进
1 # 初沉池进行沉淀处理，然后溢流进酸化池， 经酸或 碱及营养盐等简单的处理经循环池泵入厌氧反应塔 ， 出水进入均衡池。
图1
厌氧处理流程
2. 3. 2
MS 分析仪进行 。 检测 有机物成分测定采用 GC5 毛细管 条件为 ： 色谱柱采用 30 m × 0. 25 mm DB柱 ， 载气为 He ， 流量为 1 mL / min ， 进样量为 1 μL， 分流比 0. 5∶ 1 ， 进样口温度 280℃ 。 色谱柱升温步骤 为 ： 40℃ （ 保留 4 min ） 以 10℃ / min 升 温 至 150℃ （ 保留 2 min ） ， 再以 15℃ / min 升温至 240℃ （ 保留 2 min ） ， 最 后 以 10℃ / min 升 温 至 280℃ （ 保 留 4 min ） 溶剂 延 迟 4 min ， 质 谱 仪 电 子 轰 击 能 量 为 70 eV ， 质量 扫 描 范 围 35 ～ 350 amu ， 检 索 谱 库 为 NIST08 谱库 。 2 2. 1 废水处理系统 废水处理系统简介
2014 年第 33 卷第 1 期 《中国造纸》
白应用于工厂实际的案例还是不多 ，针对其中段废水 ［6 ］ 的工程处理亦更少 。 本文介绍了华南理工大学制 浆造纸新技术与装备研发中心推出的全国第一条蔗渣 浆 TCF 漂白生产线的蔗渣漂白浆中段废水的工程处 理流程，该工程采用 OQPo （ O： 氧脱木素； Q： 螯合 预处理； Po： 压力过氧化氢漂白 ） 漂白流程， 漂剂 全是环境友好型漂剂。 并采用气相色谱质谱分析仪 （ GCMS） 对终段出水的有机污染物进行分析， 更加 科学、全面说明 TCF 漂白污染负荷低的特性。 此废 水处理工程的正常运行可为其他工程提供参考 ，为以 后采用先进漂白技术的废水处理工艺提供一个新的 途径。
研究论文
· 废水处理 ·
蔗渣浆 TCF 漂白中段废水处理的 工程实践
莫立焕
1， 2
鲁礼成
1， 2
徐
峻
1， 2， *
周志明
1， 2
王玉峰
1， 2
（ 1. 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室 ，广东广州，510640 ； 2. 植物资源化学与化工联合实验室 ，广东广州，510640 ）
摘 要： 介绍了蔗渣浆全无氯漂白 （ TCF，采用 OQPo 漂序） 中段废水的处理，对各主要流程的处理
图4
厌氧流程废水 COD Cr 去除效果
2. 4. 2
Fenton 系统处理 氧化沟二沉池图 5 ～ 图 7 是废水的好氧处理及深度处理系统的
处理情况。 由图 5 可以看出， 在系统运行调试过程 中，水质的波动比较大 （ 特别是初期 ） ， 但氧化沟二沉池系统仍然能够达到很好的去除效果。 氧化沟-
图7
图3 废水好氧和深度处理流程 Vol. 33 ，No. 1 ， 2014
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China Pulp ＆ Paper
研究论文
离国家标准较大时 （ 水质 COD Cr 大于 200 mg / L ） ， 则 需经过 Fenton 深度处理后再进行后续处理 ； 距离较 小时则直接进行后续处理 。 这一灵活的设计既保证 出水水 质 又 节 约 成 本 ， 实 现 环 保 效 益 和 经 济 效 益 双盈 。 2. 4 废水处理工程主要流程处理效果 监测废水处理系统的主要流程，每天同一时间同 一点取样检测各项指标。 2. 4. 1 厌氧系统 图 4 为厌氧反应塔的废水处理效果 。 由图 4 可 以看出 ， 工程调试初期 ， 厌氧反应塔进水和出水水 质的波动比较大 ， 且去除效果不是很理想 ， 这主要 是因为在运行初期 （ 工程运行前 15 天 ） ， 活性污泥 浓度偏低及进水的水质 、 水量不稳定 ， 导致处理效 果不好 。 调 试 运 行 稳 定 后 ， 厌 氧 出 水 水 质 基 本 稳 定 ， COD Cr 低 于 700 mg / L， COD Cr 去 除 率 稳 定 在 90% 左右 。
化沟处理深度处理。 厌氧反应塔是 UMAＲ 厌氧反应 塔，技术比较成熟，废水处理效果较好。氧化沟是卡 鲁塞尔氧化沟， 该工艺作为二级废水处理， 技术成 熟，废水处理效率较好、运行性能稳定可靠、性价比 良好及维护简单方便，在制浆造纸废水处理领域得到 ［7 ］ 广泛的应用，为多数使用者认可和接受 。 2. 2 系统设计处理效果 表 1 为工程设计处理效果。
无 Fenton 处理时深度处理对 废水 COD Cr 的去除效果
2. 4. 3
传统制浆造纸的污染主要来源于漂白工段 ，主要 原因是传统的漂白方法主要采用含氯漂剂或含元素氯 漂剂，废水对环境的污染负荷较大，废水中所含的二 恶英等剧毒物质对环境和人类造成的威胁已引起人们 ［12 ］ 。这就使得纸浆无元素氯漂白 （ ECF ） 和 的关注 纸浆全无氯漂白 （ TCF） 等清洁漂白技术的应用与推 广势在必行。 TCF 漂白是一种环境友好型漂白方式， 利用了 NaOH、O2 、O3 及 H2 O2 单独或联合漂 白 的 特 点［3］。 与传统的漂白方法相比，从根本上消除了可吸附有机 卤化 物 （ AOX ） 的 产 生， 能 够 满 足 严 格 的 环 保 要 ［4 ］ 求 。就漂白技术的发展而言， TCF 漂白技术是我 国制浆造纸工业持久发展的一种选择 ，也是我国造纸 ［5 ］ 工业污染物减排的一条重要途径 ， 为实现造纸工 业与环境可持续发展提供了技术支持 。 近年来，国内因技术和成本方面的原因， TCF 漂
作者简 介： 莫 立 焕 先 生， 高级工程师； 主要研究方 向： 清洁生产技术、 造纸 化学品和造纸废水处理 。
MS ） 对终段出水有机物进行检测 。 结果表明， 效果进行了监测； 并用气相色谱质谱分析仪 （ GCTCF 漂白工艺是一种清洁漂白技术，且废水处理流程设计合理，运行稳定可靠， 出水达到 GB3544 — 2008 制浆造纸工业水污染物排放标准的要求。 MS； 清洁漂白 关键词： 蔗渣浆； TCF 漂白； 废水处理； GC中图分类号： X793 文献标识码： A 文章编号： 0254-508X（ 2014 ） 01-0005-05
中段废水处理 图 2 是中段废水的处理流程。 从图 2 可以看出， 中段废水来自漂白工段，经简单的斜滤网回收部分浆 料后流进 2 初沉池， 再经过一段时间的沉降作用以 达到降低污染负荷的目的； 泵入均衡池与厌氧处理后 的洗涤水混合进行后续处理。
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图2
中段废水处理流程
2. 3. 3
好氧和深度处理流程 图 Fra Baidu bibliotek 是废水好氧和深度处理流程。由图 3 可以看
图6
Fenton 处理对废水 COD Cr 的去除效果
图 7 是无 Fenton 处理时深度处理对 COD Cr 的去除 效果。从图 7 可以看出，当水质污染负荷较低时， 直 接跨过 Fenton 进入后续的废水处理流程， 依然能到 达 GB3455 —2008 制浆造纸工业水污染物排放标准的 要求。与采用 Fenton 处理相比， 该处理方法节约了 成本和处理时间，提高了收益，这也是这一灵活设计 被应用的重要原因。
水样处理 （ 1 ） 水样经滤纸过滤后， 进行色度、 COD Cr 等常
/ mg · L －1 ≤8000 ≤800 ≤80
规分析。 （ 2 ） 取经 0. 45 μm 微孔滤膜过 滤 的 水 样 3 份， 各 100 mL。一份保持原水 pH 值，另外两份分别调节 水样的 pH 值为 2 和 12 ，搅拌 20 min， 再经 0. 45 μm 微孔滤膜过滤，然后对这 3 份滤液分别进行有机物萃 取。有机萃取的步骤： 取上述微孔滤膜滤液 80 mL， 加入 40 mL 二氯甲烷， 振荡 15 min 后静置 20 min， 利用分液漏斗分离有机相。 对分离出来的水相再用 40 mL 二氯甲烷进行二次萃取， 分离有机相， 对二次 萃取分离出来的水相加入 40 mL 二氯甲烷，再进行第 三次萃取，分离出有机相。 合并上述不同 pH 值下得 到的所有有机相， 在旋转蒸发仪中浓缩至 5 mL， 供 GCMS 分析检测使用。 1. 2 分析指标及方法 COD Cr ： 采 用 重 铬 酸 钾 法； 氨 氮 （ NH3 N） ： 在 线氨氮检测系统； 悬浮物 （ SS ） ： 质量法； 色度： 稀 释倍数法； pH 值： 酸度计。
收稿日期： 2013-09-16 （ 修改稿） * 通信作者： 徐 mail： xujun@ scut. edu. cn。 峻先生，E-
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研究论文
1 1. 1
实
验
项目 喷淋废水进水水质 中段废水 终段出水水质
表1
设计进出水水质指标
COD Cr BOD5 / mg · L －1 ≤6000 ≤200 ≤20 SS / mg · L －1 ≤2000 ≤200 ≤30 pH 值 4 ～5 8 ～ 10 7 ～8
二沉池系统 COD Cr 去除率在调试运行正常时，稳定在 70% 左右，很好地保证了出水的水质。说明卡鲁塞尔 氧化沟二沉池系统有较好的抗冲击能力及降解能力 ， 能够很好地适应此废水流程。 由图 6 Fenton 处理的结果表明， 系统运行稳定 后，出水水质基本稳定， 已达到 GB3455 —2008 制浆 造纸工业水污染物排放标准的要求 。