酸化—UBF—混凝法处理制浆造纸废水

某造纸厂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。

④ 工程吨水投资为500元/m3、占地面积为0.42m2/m3、运行成本为0.9元/m3，均大大低于国内同类工程经济指标。 ⑤ 该工艺设备简单、工程造价低、用地省、上马快、运行成本低，特别是采用了UBF厌氧反应器处理黑液，省去了UASB厌氧法中的三相分离器，可操作性强、实施简单，因此适合中、小型制浆造纸企业废水的治理。