龙岩造纸厂马尾松BCTMP制浆废水处理分析

江 铭

（福建省丰泉环保集团有限公司，福建 福州 350007）

龙岩造纸厂马尾松BCTMP制浆废水处理分析

江 铭

（福建省丰泉环保集团有限公司，福建 福州 350007）

一直以来制浆废水的处理都是一个重要的难题，以福建龙岩造纸厂提供的制浆废水数据为依据，对龙岩造纸厂马尾松BCTMP机装生产线化学机械浆废水做了大量实验和现场测试，发现马尾松BCTMP废水属高难度处理的有机废水。经过反复调研、系统试验、多方论证，提出了针网→初沉→水解→升流式厌氧污泥床（UASB）厌氧→曝气→混凝的制浆废水处理工艺，并应用于实际生产中。采用UASB回流式厌氧技术，废水净化率高，解决了用普通活性污泥法处理高温废水易发生污泥膨胀的难题。

生物厌氧;中温;高温;活性污泥;COD

近年来，我国制浆的原料结构发生了较大的变化，尤其是大中型的造纸企业，由原来的漂白硫酸盐浆（BKP）浆和常压磨木浆（SGW）为主，逐步改变为预热盘磨机械浆（TMP）、化学预热木片磨木浆（CTMP）、碱性过氧化氢机械浆（APMP）和废纸脱墨浆（DIP）等多种制浆方法。由于新的制浆方法大都是引进国外的先进技术，吨产品水耗低，因而产生废水的有机物浓度高，而厌氧技术比较适合处理高浓度的有机废水[1]。福建省龙岩造纸厂是以废纸和木片为原料生产文化用纸和新闻纸的造纸企业，为了生产需要，福建龙岩造纸厂另新建以马尾松为原料的BCTMP制浆系统，目前有相同原料和相近工艺的造纸企业只有江西晨鸣和福建南纸。福建省龙岩造纸厂BCTMP生产线制化学机械浆，产生的废水主要来自于木片的洗涤、挤压疏解和化学浸渍等过程，因木片的抽出物较高，因而得率也相对较低，在水耗较低的情况下，排出废水的浓度非常高。另一方面，由于抽出物大都是环状大分子有机物，因此可生化性较差，水温也较高。经过现场测试和实验，得知废水中化学耗氧量（COD）可高达到11230mg·L－1，排放池水温可高达70℃，水中的胶体物质多，毒性大，因此处理非常困难[2]。经过反复调研、系统试验、多方论证，厦门陆海科技公司对其进行中温→升温→高温三阶段做中试分析。

1 废水特点

对福建龙岩造纸厂现有BCTMP产生的废水做了大量的跟踪试验和检测，发现BCTMP吨浆产生的 BOD 约 40～50 kg，COD 约 130～180 kg，废水 的 BOD 浓 度 约 2600 mg·L－1，COD 浓 度 约11230mg·L－1。

2 实验部分

在福建龙岩造纸厂生产现场排放池收集经过0.25mm斜网过滤后的废水，当场测定水温和pH值等数据，将废水用污水泵提升至初沉池;2010年3月 13日至7月8日，UASB厌氧中试运行了三个阶段:中温连续运行，中温至高温的升温阶段，高温连续运行;自制1套实验用UASB厌氧生物反应器，厌氧菌种（取自城市污水厂活性污泥，经3个月的培养驯化）;采用厌氧生物处理。

废水取自福建龙岩造纸厂制浆出水，24h连续运行，龙岩造纸厂制浆原水水质见表1。

3 数据及结果分析

3．1 制浆废水中温连续处理分析

3．1．1 制浆废水中温连续处理的工艺流程

3．1．2 制浆废水采用UASB厌氧生物反应器在中温处理运行情况

制浆废水中温处理59d，自3月17日开始，至5月14日结束，其中前18d预处理为加药沉淀，后41d为自然沉淀。UASB厌氧生物反应器每天处理水量31．2 m3。运行参数:UASB平均进水COD:7775 mg·L－1;UASB 平 均 出 水 COD:3436 mg·L－1;平均厌氧去除率:55．9%;容积负荷:8．11 kgCOD·（m3·d）-1; 产气率:0．03 m3·（kgCOD）-1;上升流速:0．19 m·h－1;中温水力停留时间:20 h。

3．1．3 制浆废水中温连续处理结果分析

对制浆废水中温连续处理的废水每天进行常规监测，每2d的均值为一组数据，运行结果见图2。

从图2中可知，UASB出水稳定，基本都在3000 mg·L-1左右，厌氧去除率平均为 55．9%。 可见该套设备完全可以达到稳定的运行效果。不足之处主要表现在以下2点:（1）产气率偏低，因产甲烷菌对高分子有机物废水的水解酸化过程效果不大，中和池起到预酸化的作用小，且产酸菌生长速率远大于产甲烷菌，产酸菌的大量存在，使污泥的比产甲烷活性降低。改进措施:采用UASB出水回流一部分到中和池进行预酸化，以减少反应器内酸积聚。虽加NaOH至蓄水箱中和部分酸，但因是靠人工手动调节，具有一定的主观性和不稳定性;（2）UASB反应器的布水器布水不均匀，颗粒污泥多集中于南面一侧，而北面取样管一侧的污泥量远小于南面，UASB反应器南面布水孔存在堵塞现象，布水不均匀使局部污泥超过负荷，另外一部分污泥不能与进水接触，使部分污泥中毒而另一部分污泥处于饥饿状态。改进措施:清理反应器底部或调节进水阀门，使两边进水均衡。

3．2 制浆废水升温连续处理分析

3．2．1 制浆废水升温连续处理的工艺流程

3．2．2 制浆废水采用UASB厌氧生物反应器在升温处理运行情况

制浆废水升温处理26d，自5月15日开始，至6月9日结束，平均每d升温1～2℃。6月9日反应器温度基本已达到高温范围。由于进水COD浓度很高，UASB 进水流量只有 0．5m3·h-1。 在 5 月27日至6月1日期间用自来水稀释进水，不利于升温，6月5日至6月9日从反应器3m回流进水，在此过程中，加热罐持续烧坏，升温过程断断续续。

3．2．3 制浆废水升温连续处理结果分析

设备条件的限制，给升温带来不少困难，反应器温度起伏较大，运行过程中出现无规则变化，但出水COD是呈下降趋势，结果如图4所示。从中温颗粒污泥培养高温颗粒污泥属于二次启动过程，此过程中选择，驯化，死亡都在进行。二次启动的初期往往采用较低负荷以便使种泥适应新的废水，此过程中，颗粒污泥强度有所降低，当反应器达到设计负荷时，这些强度降低的颗粒污泥会破碎，因此Alphenaar建议在许多情况下，二次启动可以迅速采用设计负荷，在启动初期洗出相对多的污泥比数周后洗出更多的污泥更可取[3]。由此可见把UASB进水稀释，或采用回流稀释也不是必须的，只要操作得当，不要稀释直接进水，也可以达到设计效果。

3．3 制浆废水高温连续处理分析

3．3．1 制浆废水高温连续处理的工艺流程

3．3．2 制浆废水采用UASB厌氧生物反应器在高温处理运行情况

制浆废水于高温状态下处理12d，6月23日至6月27日为出水回流至沉淀池，由于UASB进水已被回流稀释，实际进水无法取到，使这一周厌氧去除率降至最低，在26日至29日4d停止回流，其余时间为反应器3m回流。高温连续运行参数:UASB 平均进水 COD:6994．2mg·L-1;UASB 平均出水 COD:5222．5mg·L-1;平均厌氧去除率:25．3%; 容积负荷:3．23kgCOD·（m3·d）-1; 上升流速:0．07m·h-1;水力停留时间:52h;真正进入反应器混合水浓度:6206．8mg·L-1（循环比 0．8）。

3．3．3 制浆废水高温连续处理结果分析

对高温连续处理的制浆废水每天进行常规监测，每2d的均值为一组数据，其结果如图6所示。从图6可知，在高温连续运行时间内，UASB出水稳定，但处理效率低;从取出的颗粒污泥看，高温生物量比较少，因高温下嗜热菌生长率高，同时其死亡率也高，高温过程污泥的净增长率较低，剩余污泥量少，产气率极低，反映了甲烷菌活力的一个重要参数挥发性脂肪酸（VFA）增多，说明甲烷菌活力降低。

影响高温厌氧效果的因素很多，像高温厌氧工艺不稳定，特别是当温度波动影响较大时;在现场操作过程中出现潜水泵发生故障，没有进水的现象。高温工艺中停止进液几天就会引起污泥活性降低，因为嗜热菌的死亡裂解率很高[4]。因此高温厌氧污泥绝不能在原来温度下保存。现场操作过程中反应器无进水时，只开循环，以保持高温环境，不利于高温菌的生长。反应器3m回流的不利因素主要有以下三方面:首先，它改变了反应器废水的流态，使废水与颗粒污泥不能充分接触，混合均匀。其次，3m出水仍然有相当浓度的未降解的COD，以这种循环进水不能有效地稀释进水，反而会增大负荷。最后，絮状污泥浓度高，积聚于反应器内，不利于颗粒污泥的生长。选择出水回流更好，或直接由原水培养颗粒污泥也可。

4 结论

（1）实地监测了BCTMP化学机械浆生产线废水发生量、污染负荷，检测结果显示该废水COD可高达 11230mg·L-1，平均 COD7775mg·L-1， BOD／COD为0．23，属高难度处理的有机废水。

（2）经过反复调研、系统试验、多方论证，提出了针网→初沉→水解→UASB厌氧→曝气→混凝的化机浆废水处理工艺;设计建造了总容积13000m3，HRT达52h的废水处理工程，处理效果明显。

（3）在BCTMP制浆废水处理工程中采用了连续UASB技术，泥水分离快，废水净化率高，解决了用普通活性污泥法处理高温废水易发生污泥膨胀的难题。

[1] 贺延龄．废水的厌氧生物处理[M]．北京:中国轻工业出版社，2000．

[2] 张灿彬，何北海，李海明．等．蓝桉碱性亚钠化机浆磺化预处理废水的特性及污染负荷[J]．中华纸业，2005，26（9）:59-61．

[3] 贺延龄，皇甫浩，刘恩湖．废纸造纸循环水处理实现零排放[J]．纸和造纸，2002，（3）:5-8．

[4] 贺延龄．废纸制浆造纸废水的封闭循环和零排放[J]．中华纸业，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

江铭（1977-），女，福建南平人，助理工程师，研究方向为水处理技术，地址:福建省三明市高岩路6号，邮编:365000，联系电话:15280551970，E-mail:jmright@126.com

2011-05-09

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