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制漿造紙中段廢水的處理工藝

在制漿造紙中段廢水的處理工藝中，傳統(tǒng)的活性污泥法具有易發(fā)作污泥脹大、對(duì)沖擊負(fù)荷 適應(yīng)性差、處理構(gòu)筑物占地面積大等缺陷。膜生物反響器（MBR）雖具有處理作用好、占地面積小等優(yōu) 點(diǎn)，但水力停留時(shí)間（HRT）較長(zhǎng)，膜組件置于反響器內(nèi)部，易遭到曝氣、污泥等許多要素的影響，污 泥及各種微生物較易附著在膜外表或進(jìn)入膜孔隙內(nèi)部，使得透水率下降，構(gòu)成膜污染，出水不是 十分安穩(wěn)，且對(duì)操作條件的要求較高。韓懷芬等選用MBR處理造紙歸納廢水（黑液中段廢水 和白水的混合液），實(shí)驗(yàn)成果標(biāo)明，HRT為18 h，出水 CODCr才能夠下降到100 mg/L。

筆者選用“水解酸化-SBR-微濾”組合工藝處理制漿造紙中段廢水，克服了上述2種工藝的缺陷。首要 使用厭氧處理中的水解酸化進(jìn)程將廢水中的難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化成易降解的脂肪酸，進(jìn)步廢水的可 生化性，然后使用SBR工藝耐沖擊負(fù)荷、對(duì)水量改變適應(yīng)性強(qiáng)、作業(yè)靈敏和不易發(fā)作污泥脹大等長(zhǎng)處對(duì) 廢水進(jìn)行進(jìn)一步處理，最終結(jié)合微濾膜技能對(duì)廢水中的有機(jī)物、懸浮物、細(xì)菌完成安穩(wěn)可靠地去除。經(jīng) 該組合工藝處理后，出水水質(zhì)可到達(dá)《制漿造紙工業(yè)水污染物排放規(guī)范》（GB 3544—2008）的要求。杭州桂冠環(huán)保科技有限公司（www.002499.cn）專業(yè)出產(chǎn)水處理設(shè)備，過(guò)濾器的廠家。

1 實(shí)驗(yàn)條件及辦法
 
1.1 廢水來(lái)歷及水質(zhì)
 
實(shí)驗(yàn)用廢水為山東海韻生態(tài)紙業(yè)有限公司發(fā)生的造紙中段廢水，該廢水經(jīng)格柵、初沉池和調(diào)理池預(yù) 處理去除了部分懸浮物質(zhì)，其水質(zhì)：CODCr 1 100～ 1 500 mg/L，BOD 275～420 mg/L，SS 900～1 200 mg/L，pH 7，氨氮 19～34 mg/L，TP 9～18 mg/L， TOC 580～800 mg/L。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
 
本實(shí)驗(yàn)生化反響設(shè)備原料為有機(jī)玻璃，水解酸化選用克己的ABR，有用容積為20 L，SBR有用容積為 15 L，選用微孔曝氣。整個(gè)反響進(jìn)程的溫度均由恒溫水箱操控。微濾設(shè)備為天津膜天膜科技股份有限公 司制作的聚丙烯中空纖維膜，其參數(shù)見表 1 。

表 1 實(shí)驗(yàn)所用微濾膜參數(shù)

1.3 首要測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目及辦法
 
CODCr，重鉻酸鉀法（GB/T 11914—1989）；BOD，微生物傳感器快速測(cè)定法（HJ/T 86 —2002）；TOC，非渙散紅外吸收法（GB/T 13193—1991）；氨氮，納氏試劑分光光度法（HJ 535— 2009）；TP，鉬銻抗分光光度法（GB 11893—1989）；pH，便攜式pH計(jì)法；溶解氧，便攜式溶解氧儀法 ；SS，重量法（GB 11901—1989）。杭州桂冠環(huán)保科技有限公司（www.002499.cn）專業(yè)出產(chǎn)水處理設(shè)備，過(guò)濾器的廠家。

1.4 實(shí)驗(yàn)流程
 
在對(duì)廢水進(jìn)行生化處理前，先進(jìn)行水解池及SBR的發(fā)動(dòng)與馴化，2池接種污泥均為某造紙廠好氧活性 污泥。反響器發(fā)動(dòng)及污泥馴化完畢后，進(jìn)行水解酸化和SBR的作業(yè)實(shí)驗(yàn)，斷定最佳工藝條件。2個(gè)反響器 串聯(lián)作業(yè)，出水進(jìn)入微濾膜，進(jìn)一步去除有機(jī)污染物及懸浮物。

2 實(shí)驗(yàn)成果與評(píng)論
 
2.1 水解酸化作業(yè)實(shí)驗(yàn)
 
研討標(biāo)明，在水溫＜40 ℃時(shí)，水解池對(duì)有機(jī)物的去除作用受溫度影響較小。故水解酸化在常 溫下進(jìn)行即可，堅(jiān)持溫度在25～30 ℃；進(jìn)水pH為7左右，無(wú)需調(diào)理。

2.1.1 水力停留時(shí)間的斷定
 
HRT對(duì)CODCr去除率及廢水可生化性的影響如圖 1 所示。

 由圖 1 可知，跟著HRT的延伸，水解酸化出水的可生化性呈先進(jìn)步后下降的趨勢(shì)，當(dāng)HRT=6 h 時(shí)，水解酸化出水的可生化性到達(dá)最大，為0.32。 HRT過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)都不利于廢水可生化性的進(jìn)步，HRT過(guò)短，難生物降解的高分子有機(jī)污染物還未充分被微 生物代謝降解就隨水流排出，廢水的可生化性得不到有用改進(jìn)；相反，HRT過(guò)長(zhǎng)，降解產(chǎn)品會(huì)進(jìn)一步被 微生物代謝，而微生物對(duì)易降解有機(jī)物的使用率高于難降解有機(jī)物，即BOD比 CODCr下降 得更多，導(dǎo)致出水BOD/CODCr（即可生化性）呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。因而如果HRT過(guò)長(zhǎng)，雖然出水 CODCr下降了，但其可生化性并沒有得到底子改進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)成果還標(biāo)明，跟著HRT的延伸，CODCr去除率逐步進(jìn)步，當(dāng)HRT=6 h時(shí)， CODCr去除率到達(dá)25%，持續(xù)延伸HRT，CODCr去除率添加的起伏很小。水解酸化 階段首要是有機(jī)物的分解，不溶性有機(jī)物水解為溶解性物質(zhì)，大分子、難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于 生物降解的物質(zhì)。歸納考慮，斷定最佳HRT為6 h。杭州桂冠環(huán)保科技有限公司（www.002499.cn）專業(yè)出產(chǎn)水處理設(shè)備，過(guò)濾器的廠家。

2.1.2 碳氮比對(duì) CODCr去除率的影響
 
造紙中段廢水中N、P含量偏低，經(jīng)過(guò)參加 CO(NH2)2、KH2PO4來(lái)調(diào)理廢水中的營(yíng)養(yǎng)比。研討標(biāo)明 ，碳氮比對(duì)厭氧消化的影響更為重要。碳氮比對(duì)CODCr去除率的影響如圖 2 所示。

由圖 2 可知，跟著碳氮比的添加，CODCr去除率呈先升高后下降的趨勢(shì)。氮源缺乏，即碳氮 比過(guò)高，不利于水解酸化細(xì)菌增殖，并且消化液的緩沖能力下降，微生物對(duì)難降解有機(jī)物的分解能力降 低，導(dǎo)致CODCr去除率不高。相反，若氮源過(guò)剩，即碳氮比過(guò)低，一方面氮不能被微生物充 分使用，另一方面簡(jiǎn)略導(dǎo)致對(duì)微生物有毒害作用的NH3含量的上升，使處理功率下降 。本實(shí)驗(yàn)最佳碳氮比為60∶1。

 2.2 SBR作業(yè)實(shí)驗(yàn)
 
經(jīng)水解酸化處理后的出水進(jìn)入 SBR，在作業(yè)周期的安排上采取瞬時(shí)進(jìn)水，曝氣反響時(shí)間由實(shí)驗(yàn)斷定 ，沉積l h后排放占反響器容積 60% 的上清液，擱置 l ~ 2 h。研討標(biāo)明，SBR法處理造紙廢水的 最佳pH為7。故堅(jiān)持pH為 6.8～7.2，無(wú)需調(diào)理，溶解氧在4 mg/L左右。

2.2.1 反響時(shí)間對(duì)CODCr去除率的影響
 
反響時(shí)間對(duì)CODCr去除率的影響如圖 3 所示。

 由圖 3 可知，跟著反響時(shí)間的延伸，CODCr去除率增大，當(dāng)反響時(shí)間從2 h添加至8 h 時(shí) ，CODCr去除率由57%添加至80%，但當(dāng)HRT從8 h增至14 h時(shí)，CODCr去除率僅增 加到82％。

反響時(shí)間過(guò)短，好氧微生物與污水中有機(jī)污染物的觸摸時(shí)間變短，對(duì)廢水中有機(jī)污染物的降解不充分，導(dǎo)致CODCr去除率不高；反響時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，CODCr去除率不會(huì)有很大的 進(jìn)步，但卻構(gòu)成本錢的升高。斷定SBR工藝最佳反響時(shí)間為8 h。杭州桂冠環(huán)保科技有限公司（www.002499.cn）專業(yè)出產(chǎn)水處理設(shè)備，過(guò)濾器的廠家。

2.2.2 溫度對(duì)CODCr去除率的影響
 
溫度對(duì)CODCr去除率的影響見表 2 。

表 2 溫度對(duì)COD Cr 去除率的影響

由表 2 可知，當(dāng)溫度＜40 ℃時(shí)，CODCr 去除率能夠安穩(wěn)堅(jiān)持在76%～82％，當(dāng)溫度＞40 ℃時(shí)，CODCr 去除率降到了47％左右。堅(jiān)持SBR的溫度在34～38 ℃較為適宜。

2.3 微濾膜對(duì)生化出水的處理作用
 
現(xiàn)在對(duì)制漿廢水膜別離辦法的研討現(xiàn)已有了一些進(jìn)展，膜別離法適用于處理一切的制漿造紙廢水， 如硫酸鹽漿漂白堿性廢水、涂布廢水、機(jī)械漿廢水等。微濾工藝具有操作壓力小、設(shè)備簡(jiǎn)略、占地面積小、作業(yè)費(fèi)用低、膜清洗便利等特點(diǎn)，本實(shí) 驗(yàn)選用該工藝作為第三級(jí)處理單元。

2.3.1 進(jìn)水水質(zhì)對(duì)微濾膜膜通量的影響
 
水溫會(huì)影響水的黏度和有機(jī)膜的孔隙度，廢水黏度增大，過(guò)膜壓力（TMP） 會(huì)升高，導(dǎo)致膜通量下降， 而進(jìn)步廢水溫度能夠下降其黏度，然后增大膜通量。由于本實(shí)驗(yàn)SBR池出水溫度現(xiàn)已維持在35 ℃ 左右，故無(wú)需再進(jìn)步溫度，直接將其通入膜組件；另外，將本實(shí)驗(yàn)所用原水，即工廠調(diào)理池出水溫度升 至35 ℃后通入膜組件，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。SBR反響前水質(zhì)與SBR反響后水質(zhì)對(duì)微濾膜膜通量的影響見圖 4 。

 由圖 4 能夠看出，對(duì)調(diào)理池出水，50 min內(nèi)膜通量下降13.29%，而對(duì)SBR出水，50 mim內(nèi)膜通量下降 4.57%，闡明未經(jīng)生化反響的中段廢水對(duì)膜的污染較嚴(yán)峻。雖然將微濾膜置于生化處理前作為預(yù)處理單 元能夠截留很多高分子有機(jī)物及SS，但增大了膜的清洗難度和頻率，由于膜污染較重，水力清洗后還需 另加化學(xué)藥劑清洗，而SBR出水對(duì)膜通量的影響較小，清洗也更便利。因而，挑選微濾工藝作為生化反 應(yīng)的后續(xù)工藝，即微濾膜置于SBR后是合理的。

2.3.2 微濾膜對(duì)生化出水污染物阻攔作用杭州桂冠環(huán)保科技有限公司（www.002499.cn）專業(yè)出產(chǎn)水處理設(shè)備，過(guò)濾器的廠家。
 
微濾膜對(duì)生化出水污染物的阻攔作用見表 3 。

表 3 微濾膜對(duì)污染物質(zhì)的阻攔作用

微濾膜對(duì)有機(jī)污染物的截留包括膜材料自身的物理截留和作業(yè)進(jìn)程中膜外表構(gòu)成的凝膠層的吸附截 留〔9 〕。由表 3 可知，微濾膜對(duì)制漿造紙中段廢水生化出水中CODCr 、氨氮、TP、SS、TOC 的去除率分別為39.24％、25.17%、45.66%、100%、41.51%，其間氨氮的去除率較低，這是由于氨氮在水中一般以溶 解態(tài)小分子存在，微濾膜對(duì)其截留較為困難〔10 〕。

2.3.3 膜的清洗
 
膜組件的清洗方式一般分3種〔10 〕：水力清洗，去除膜外表沉積物；化學(xué)清洗，去除膜外表的氧化 物和無(wú)機(jī)鹽以及蛋白質(zhì)和多糖等污染物；離線清洗，清除膜流道和支撐板阻塞的污染物。本實(shí)驗(yàn)將微濾 膜置于生化反響之后，即可截留部分污染物質(zhì)和SS，膜污染又較輕，經(jīng)過(guò)水力清洗膜通量即可康復(fù)98% 以上。水力清洗在每作業(yè)50 min后實(shí)施，等壓清洗 3 min即可，20 d后進(jìn)行一次化學(xué)清洗。杭州桂冠環(huán)保科技有限公司（www.002499.cn）專業(yè)出產(chǎn)水處理設(shè)備，過(guò)濾器的廠家。

2.4 組合工藝實(shí)驗(yàn)
 
實(shí)驗(yàn)條件：進(jìn)水CODCr為1 100~1 500 mg/L，pH為6.8~7.2；水解酸化工藝水溫為 25～ 30 ℃，HRT為 6 h，碳氮比為60∶1；SBR工藝反響時(shí)間為8 h，溫度為34～38 ℃。在上述實(shí)驗(yàn)條件下，水解酸化-SBR- 微濾組合工藝對(duì)制漿造紙中段廢水的處理作用如表 4 所示。

表 4 組合工藝對(duì)廢水的處理作用

由表 4 可知，水解酸化-SBR-微濾組合工藝對(duì)制漿造紙中段廢水有較好的處理作用，當(dāng)進(jìn)水 CODCr、氨氮、TP、SS、TOC分別為1 100～1 500、19～34、9～18、800～1 100、580～800 mg/L時(shí)，CODCr、氨氮、TP、SS、TOC的均勻去除率分別為 91.8%、93.8%、94.7%、100%和 91.4%，處理出水到達(dá)了《制漿造紙工業(yè)水污染物排放規(guī)范》（GB 3544—2008）的要求。杭州桂冠環(huán)保科技有限公司（www.002499.cn）專業(yè)出產(chǎn)水處理設(shè)備，過(guò)濾器的廠家。

3 結(jié)論
 
（1）選用水解酸化-SBR-微濾組合工藝對(duì)制漿造紙中段廢水進(jìn)行處理，可獲得較好的處理作用。水解酸化的最佳工藝條件：水溫為 25～30 ℃，HRT 為6 h，碳氮比為60∶1，在此條件下，廢水可生化性進(jìn)步起伏最大，CODCr去除率可達(dá)31% ；SBR的最佳工藝條件：反響時(shí)間為8 h，溫度為34～38 ℃，在此條件下，CODCr去除率可 達(dá)82%。在上述最佳條件下，當(dāng)進(jìn)水CODCr、氨氮、TP、SS、TOC分別為1 100～1 500、19～ 34、9～18、800～1 100、580～800 mg/L時(shí)，水解酸化-SBR-微濾組合工藝對(duì)CODCr、氨氮 、TP、SS、TOC的均勻去除率分別為 91.8%、93.8%、94.7%、100%和91.4%，出水水質(zhì)到達(dá)了《制漿造紙 工業(yè)水污染物排放規(guī)范》（GB 3544—2008）的要求。杭州桂冠環(huán)保科技有限公司（www.002499.cn）專業(yè)出產(chǎn)水處理設(shè)備，過(guò)濾器的廠家。

（2）微濾膜對(duì)制漿造紙中段廢水生化出水CODCr、氨氮、TP、SS和TOC的截留率分別為 39.24%、25.17%、45.66%、100%和41.51%。經(jīng)過(guò)合理有用的清洗，微濾膜通量能夠康復(fù)98%以上。