碱法麦草制浆造纸废

# . $ 本工艺之所以把部分中段水输入到黑液厌氧处理系 统， 是因为黑液酸化调节池出水 +,- 值还维持在较高的水平， 而进入 %&’( 反应器的废水 +,- 值过高易引起厌氧池的酸化 现象， 还会对厌氧菌的活性有一定的抑制作用， 所以输入部分 中段水对黑液进行稀释， 以降低 +,- 值， 同时又避免了用清水 稀释而造成水资源的浪费。 # / $ 采用两相 %&’( 反应器， 主要是因为造纸黑液中还含有 较高浓度的 ’,0. ! 离子， ’,0. ! 厌氧处理后产生的 ’. ! 及 *.’ 对甲 烷菌有毒害作用， 采用两相 %&’( 反应器可基本消除 ’,0 的干
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扰，同时还能起到调节水质的作用，使产甲烷相的耐冲击负荷 能力增强。 # 0 $ 本工艺把物化处理放在生化处理后， 主要考虑生化处 理后， 水中含有一定的悬浮污泥， 水中原有的难生物降解的有
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环境保护 !""!・#
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工程与技术
液 "#$ 值达到 %&&&’( ) *， 负荷控制在 +,-( ) ’. ・ / 左右。 经过 约 . 个月的调试运行， 即可培养出活性高、 沉淀性能好的颗粒 污泥。由于黑液中含有一定量的 0、 基本上能满足 1 营养元素， 厌氧菌的正常生长需要， 所以在 2345 正常运行中可不加 0、 1 营养元素， 这样使废水 " ) 0 较高， 也有利于形成颗粒污泥， 使 系统的耐冲击负荷能力增加， 从而可适当增加进液浓度， 提高 有机容积负荷。 !" # 生物接触氧化池 设计水力停留时间 ++6， 容积负荷 ,7 8-("#$ ) ’ ・ /， 水气
图! 造纸废水处理工艺流程图
设计的液位， 停止进液闷一周左右， 使活性污泥厌氧化。 一周后 开始向池中输送营养物质，营养物质采用较易降解的面粉和 这些物质加清水混合后进入， 其中面粉 ! B! C B、 C 营养元素， 的比值控制在 .11 !8 !" 。最初进液时有机容积负荷应控制在 较低的水平， 进液时可进行加 +,- 值控制在 ".1162 4 5 左右， 热， 保证进液温度在 /8A 左右。进液初期采用间断式进水， 进 可提高进液量。 进 "< 停 "<， 持续进水 " @ . 周 "< 停 .<， . 周后， 后， 改为连续进水， 再过 " @ . 周后， 若产气量、 出水 )* 值及挥 （3=&） 发酸 等指标正常， 在进 +,- 去除率维持在 71D 以上时， 水中加入部分酸化调节池出水， 但使 +,- 值控制在 "81162 4 5 左右， 稳定运行 " 周后若各项指标正常， 可继续增加进液浓度， 即增加黑液的进量，但每次 +,- 负荷提高的幅度控制在 .1D 左右。 当进液浓度达到 /11162 4 5 时， 可逐渐减少面粉的加量， 而增大黑液进入量， 最终达到完全不加面粉， 只进黑液， 使进黑
摘
要
本文论述了碱法麦草制浆造纸废水的处理工艺， 并对工艺中的关键处理设施的调试、 运行作了较为详细的阐述。 该 工艺把造纸废水分为黑液、 中段水、 纸机白水三部分， 并根据每部分废水的性质， 采用了相应的处理方法， 最终使外 排废水达标， 还使 !"# 的废水得以回用。
关键词
造纸废水
分类处理
黑液
中段水
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工程与技术
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过射流器进入容气罐， 使这股回流水成了后释放的浮选用溶解 气体的运送媒介。造纸废水处理工艺流程见图 " 。 !" # 工艺流程的几点说明 # " $ 把 %&’( 反应器出水部分回流到酸化调节池，主要是 因为原黑液有较高的 )* 值，较高的 +,- 值，而 %&’( 出水含 有一定量有机脂肪酸和厌氧微生物， 回流混合后可降低原黑液 的 )* 值，并使黑液得到稀释，而且还为酸化调节池补充一定 的微生物， 使原黑液能更好地得到生物酸化。
造纸工业废水的特点是废水量大， 废水中的纤维 "#$ 高， 悬浮物多， 而且含二价硫和带色， 并有硫醇类恶嗅气味， 如不经 处理任意排放， 会导致严重的环境污染。 造纸废水包括黑液、 中 段水和纸机白水三部分， 其中黑液最难处理， 且对环境污染最 “碱回收 ” 严重。 目前国内一直认为较成熟的 技术对木浆黑液处 理效果较好。而我国造纸行业多以麦草作为原料， 针对麦草浆 黑液来说， 由于其木质素含量低、 半纤维素含量高、 硅含量高、 戊糖含量高， 黑液粘度大， 膨胀系数低， 脱水困难， 发热量低， 难 以进行浓缩和燃烧， 给碱回收造成很大的困难， 截止目前仍没 有非常成功的经验。况且， 碱回收技术需要较高的基础设施投 资， 一般企业常舍弃不用。 除碱回收处理技术外， 如酸析木素或 碱析木素， 化学混凝等方法， 对处理的条件要求均较为严格， 难 以操作运行， 不能保证废水稳定地达标排放， 且投资运行费用 较高， 也只能停留在小试阶段。本技术是在对造纸厂原有的生 化 : 物化处理工艺进行改进的基础上总结出一套技术上合理， 经济上可行， 容易操作管理的造纸废水处理技术。
从表 0 可见， 黑液的 "#$ 与 2#$ 值明显地比中段水高得 多， 属高浓度有机废水， 且有较高的胶体稳定性， 比较适合采用 若把两种 厌氧生物处理。黑液的水量仅为中段水的 0 ( 3 左右， 水直接混合势必会增加废水的处理难度， 增加废水处理基建投 资费用， 所以考虑把黑液经厌氧生物处理后再与中段水混合进 行好氧处理。 由于黑液与中段水中含有较多的木质素和纤维素 等多种难降解的物质，其 2#$ ( "#$ 值在 ,7 . 左右，生化性质
进水 9: 保持在 %7 & 左右。调试培养工作在夏季进 比为 + ： ,& ， 行， 接种污泥采用城市污水处理厂的剩余活性污泥。首先向接 触氧化池中加入 + ) ; 池容的中段水（不含漂白废水 ） ，加中段 水时控制 5#$< ! 0 ! 1 = +&& ! < !+ ，然后加入 . ) ; 池容的面 （即面粉和 0、 粉营养水 混合液的 1 营养元素和清水的混合液， ， 最后注入 5#$< 为 <&&’( ) * 左右， 5#$< ! 0! 1 = +&& !< !+ ） （>*44 = +8&&&’( ) *） 接种污泥的稀释液 至设计液位。注入面 粉营养液和接种污泥液时要进行曝气，使池中混合液均匀化， （曝气 ,6， 停 +6） 并防止面粉和污泥下沉。 然后进行间断性闷曝 可发现填料上有生物膜存在。 为补充营养和排出对微 + ? , 天， 生物有害的代谢产物， 要进行换水。即从接触氧化池通过二次 沉淀池排出 ;&@ 的污水，二次沉淀池中的污泥要回流到接触 （不含漂 氧化池， 同时引入含 , ) . 的面粉营养液和 + ) . 中段水 白废水 ） 的混合液， 且使混合液的 5#$< ! 0! 1 = +&& !< !+ 。 再连续闷曝 + 天后， 生物膜明显增厚。根据 5#$ 的去除情况， 可增加换水频率， 直至连续进排水。进排水时要通过阀门严格 控制进排水的速度，减少对生物膜的影响。若 5#$ 去除率稳 定， 且维持在 8&@ 以上时应改为只加中段水和厌氧池出水， 不 加面粉水， 但要保持进水 5#$! 0! 1 = +&& !< !+ 。稳定运行 几天后， 可加快进水速度， 但每次的加快幅度不得大于设计进 然后再根据具体情况， 逐步引入漂白废水进行 水速度的 ,&@ 。 驯化培养， 一般经过 ,& 天就可完成培养驯化工作， 进入满负荷 运行，调试和运行时始终维持氧化池水中 .7 &’( ) * 左右的溶 （因调试期间泥需回流， 解氧含量 故二沉池不能加入混凝剂 ） 。 !" $ 混凝反应 取硫酸亚铁、 聚合氯化铝、 氯化铁、 硫酸铝等混凝剂对生物 接触氧化池出水进行化学混凝实验。 在实验过程中不调节废水 的 9: 值和温度， 从实验情况看， 单用硫酸铝时絮体不易沉降， 单 用硫酸亚铁时， 混凝效果不好， 从药剂成本与处理效果两方面考 虑， 硫酸铝与硫酸亚铁合用较为理想。 根据实验和实际运行情 况， 选择硫酸铝和硫酸亚铁的投加量各为 A&&’( ) *。 根据混凝反 应的基本理论， 把混凝反应池设计成两个相对分开的部分， 即： 混合池和反应池。 在混合池中加入硫酸铝和硫酸亚铁溶液， 使其 在 +’BC 内快速地与氧化池出水混合均匀。 但是仅用硫酸铝和硫 酸亚铁混凝氧化池的出水， 沉降速度还比较慢， 形成的矾花也较 （聚丙烯酰 小。 所以当混合液进入反应池后， 可投加助凝剂 13> 胺） ， 使矾花加大， 沉淀速度加快。 根据工程运行情况， 选择 13>
酸化调节池 首先向酸化调节池中加入酸化菌种污泥， 菌种选用纸厂原
先排废水的沟中污泥。 由于这部分污泥长期接触高浓度、 )* 较 高的造纸废水， 污泥中的厌氧菌种已得到了良好的驯化。污泥 接种量可在 "12 3’’ 4 5 左右。首先用清水将黑液 +,- 值稀释 再与污泥混合均匀后输入酸化调节池， 达 到 "111162 4 5 左右。 到设计液面后停止进液， 开始把出水循环回流。在废水循环进 出期间， 要定期测定出水 )* 值， 若 )* 值已达到 7 左右时， 可 开始进入黑液， 黑液可用部分酸化池出水调节稀释。根据出水 )* 值控制黑液的进量，最终使黑液全部进入。进入正常运行 时， 可用 %&’( 出水对黑液进行调节。使酸化调节池的进水控 制在 "811162 4 5 以下， 出水 +,- 控制在 "111162 4 5 左右， 出 水力停留时间控制在 /;< 左右。 水 )* 值保持在 9: 1 以下， $" $ !" !" # 两相 %&’( 反应器 设计及控制参数 产甲烷相水力 满负荷运行时， 酸化相水力停留时间 0< 时， 停留时间为 ".<， 进液 +,- 值控制在 911162 4 5 以下， 进水碱 度保持在 98162 4 5 左右，进水 )* 值控制在 7: 8 左右，出水 +,- 值 控 制 在 011162 4 5 以 下 ， 出 水 挥 发 酸 （3=&） 应 在 .1162 4 5 以下，有机容积负荷控制在 ".>2+,- 4 6/ ・ ? 左右， %&’( 反应器内温度控制在 /8 @ /9A 。 !" !" ! 调试运行 调试最好选在夏季进行， 接种污泥采用城市污水处理厂的 活性污泥， 污泥的接种量为 .12 3’’ 4 5。首先用清水把接种污 泥稀释到设定的浓度范围后送入两相 %&’( 反应器， 使其达到
机物的稳定性也得到降低。此时， 进行物化处理不但可提高悬 浮污泥的沉淀去除效率， 还可使大部分难降解的有机物得以沉 淀去除。与先物化处理后生化处理相比， 可明显地节约化学药 剂的使用量， 降低水处理费用， 提高污染物质的去除率， 同时还 可减少无机盐类对生化处理的干扰。
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主பைடு நூலகம்工艺的控制参数及调试运行
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工程与技术
碱法麦草制浆造纸废水分类处理技术
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闫晓怀 ! 阿克苏地区环境监理所，新疆阿克苏 "#$%%% & 刘兴旺 侯 杰 ! 河南师范大学，新乡 #’$%%% &
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的投加量为 ;’( ) *， 在反应池里， 降低对水的搅拌强度， 并保持 水的停留时间在 ,&’BC 左右， 以创造良好的混凝沉淀条件。 !" % 白水处理 根据实验可知，气浮前所用混凝剂选用硫酸铝效果较好， 而硫酸铝要求水的 9: 为 ; ? 8，所以在对白水处理前应调节水 在白水悬浮物含量在 8&&’( ) * 时， 硫酸铝的 的 9: 值到 % 左右。 投加量为 <&&’( ) *， 气水比取 ,&* ) ’.， 溶气水量取处理水量的 气浮停留时为 ,&’BC， 化学反应时间 +<’BC， 气浮池表面负 .&@ ， （表压） 荷率为 <’. ) ’,・6， 溶气罐压力控制在 ,8&-1D 左右。
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设计思路及工艺流程
废水水质及分析 制浆黑液及中段水的基本性质见表 0 。
表 = 黑液及中段水的基本性质
（8 ） 废水类别 "#$ % &’ ( ) * 2#$1 % &’ ( ) * 色度 % 稀释倍数法 * 温度 56 黑液 +,,,, - .,,,, 31,, - 41,, 00 - 0. 1,,, - /,,, .1 - 9, 中段水 +,, - .,, +, - ., /,, - 01,, .,, - 1,, 37 1 - /7 ,
纸机白水 较差， 所以单独采用生化法处理难以达到处理要求。可考虑联 合物化法去除难降解的物质及悬浮物质。 由于造纸废水中 ;、 < 营养元素含量较低，不能满足生化工段微生物的正常生长需 要， 所以废水在生化处理前应加一定比例的 ;、 < 营养元素。 纸机白水占整个造纸过程排水量的 91= 左右，且含有大 量的纤维素、 填料、 松香胶等， 采用国内外已成熟的混凝气浮工 艺， 不但可以回收利用这些物质， 还可使废水封闭循环使用， 对 提高资源利用率， 节约水资源， 压缩废水排放量， 减少对水体的 污染， 保护环境都有重要意义。 => ? 处理流程 把造纸黑液和中段水分别输到污水处理厂，黑液经过斜网 过滤去除其中的悬浮物后再经过生物酸化调节池进行预酸化处 理， 使黑液中易于降解的有机成份进行初步生物降解， 降解后产 从而形成生物反应脱硅、 降碱的条 生的有机酸可使 56 值降低， 件， 进而导致部分木质素的沉淀。黑液经预酸化处理后， 再经两 （>?@6） 相上流式厌氧污泥床 反应器进行彻底的厌氧处理， 不仅 使废水中的有机酸、糖类、半纤维素等易于降解的成分得到降 解， 而且还能使废水中不易降解的成分， 如木质素和纤维素等产 生一定程度的降解和去除， 使出水水质明显得到改善， 使黑液的 后续处理难度大大降低。中段水部分经斜网过滤进行纸浆回收 后进入中段水调节池， 进行水量水质调节， 然后再与 >?@2 反应 器出水混合进入生物接触氧化池， 进行好氧生物处理， 使可生化 的有机物质得到较为彻底的去除。最后对生物接触氧化池排出 的废水进行物化处理，即加入絮凝剂，使其中难以降解的木质 素、 纤维素等物质得以较为彻底地沉淀去除。 纸机白水首先经过调节沉淀池使水中易于沉淀的物质得 在该池 以清除， 并对水的 56 值进行调节。然后水进入反应池， 中投加混凝剂， 改变水中悬浮物质的亲水性能， 使废水中的悬 浮物质结成大颗粒。 在气浮池中使絮凝成的大颗粒物质粘附大 量的微气泡得以上浮， 并对其收集回用。本工艺的溶气加压系 统采用循环流溶气加压， 在该系统中， 部分澄清浮选水水流经