蔗渣TCF漂白浆中段废水处理技术

Posted 2023-01-15 功率

篇首语：人有知识，则有力矣。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了蔗渣TCF漂白浆中段废水处理技术相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

传统的造纸工业的污染主要来源于漂白工段，由于传统的漂白方法基本都含有氯，废水对环境的污染负荷比较大，废水中所含的二噁英等剧毒物质对环境和人类造成了威胁已引起人们的关注。国家也加大了对环境的监督和保护力度，使得无氯元素（ECF）、全无氯（TCF）这2 种环境友好型的漂白方式得到迅速发展。目前，许多国家造纸工业都在新建ECF、TCF 生产线，取得了好的效果，国内也是在大力倡导和支持ECF、TCF 漂白方式的应用。在目前的造纸环境下，积极发展以ECF、TCF 工艺为基础的漂白方式是我国制浆造纸工业持久发展的一种选择，也是我国造纸行业污染物减排的一条重要途径，更是实现造纸环境可持续发展的重要战略。

该工程的废水处理流程是厌氧- 氧化沟处理-深度处理，厌氧反应塔是UMAR 厌氧反应塔，技术比较成熟，废水处理效果比较好。氧化沟是卡鲁塞尔氧化沟，卡鲁塞尔氧化沟工艺作为二级废水处理，技术比较成熟，具有废水处理效率较好、运行性能稳定可靠、性价比良好以及维护简单方便等特点，在制浆造纸废水处理领域得到广泛的应用，为多数使用者认可和接受。深度处理是Fenton 法，能够对废水进一步处理，很好的控制出水水质。

该厂的原料是蔗渣（在非木材原料中是比较重要的），特别是在广西等地，以蔗渣为原料的制浆厂越来越多。此厂废水处理流程的正常运行为其他厂提供参考，为以后先进的漂白技术的废水提供一个新的途径，为以非木材为原料的制浆厂的长久发展提供依据，为中国造纸行业提供新的方向。

该工程于2010 开建，2011 年12 月制浆漂白段调试，2012 年1 月正常运行，2012 年2 月废水系统调试运行，于3 月底正常运行。

1 试验部分

1.1 设计水处理质量及处理能力设计处理能力是15 000 m3/d，设计进出水质如表1 所示。

1.2 工艺流程

废水处理工艺流程如图1 所示。

Fenton 氧化采用间歇方式。在500 mL 烧杯中放入400 mL 微电解出水，用硫酸调节pH，六联搅拌器搅拌。在搅拌的情况下缓慢滴加质量分数为30%的H2O2 进行反应。为了消除双氧水和铁离子对COD 的影响，在反应完毕后用NaOH 溶液调节pH到9，静置30 min，取上清液测定COD。

1.3 分析指标及方法

COD：重铬酸钾法；NH3-N：纳氏试剂光度法；TP：钼锑抗分光光度法；pH：酸度计；SS：重量法；Fe2+：邻菲啰啉分光光度法。

2 主要构筑物及设备参数

2.1 格栅斜率网

纤维回收系统：选用过滤能力为700 m3/h、粒径0.18 mm、过滤面积152 m2的斜率网一套，安装角度为55°。

2.2 初沉池

设计辐射式初沉池有2 座。1# 初沉池的规格是直径18 m、高3 m、池底坡度为0.08，配单周边传动刮泥机1 台，功率0.75 kW；2# 初沉池规格为直径31m、高3 m、池底坡度0.08，配单周边传动刮泥机1台，功率0.55 kW。初沉池采用螺旋泵排泥，排泥质量分数为2.0%。2 座初沉池都配备2 台排泥泵，一备一用，1# 初沉池的泵流量100 m3/h，功率15 kW；2#初沉池的泵流量34 m3/h，功率5.5 kW。2 座初沉池的出水在均衡池中混合，经泵送至AB 池。

2.3 UMAR 厌氧反应塔

UMAR 厌氧反应塔是根据内循环和分级处理原理研制的高效厌氧反应器。有效体积1 300 m3、塔内温度控制范围33～39 ℃、塔内pH 为6.5～7.6。

反应产生的沼气通过沼气稳压柜，再通到沼气燃烧塔焚烧，配有一台流量40 m3/h、功率11 kW 污泥泵。厌氧处理污水进水平均COD 为10 000 mg/L，UMAR反应塔出水COD 小于1 000 mg/L，COD 去除率为90%；污水进水平均SS 质量浓度为1 634mg/L，UMAR 反应塔出水SS 质量浓度小于350mg/L，SS 去除率为79%。出水比较稳定。

2.4 均衡池

均衡池起缓冲作用，使得中段水和蔗渣洗涤水能够混合均匀，以减少AB 段废水处理负荷。设计的规格是25 m×1 m×8 m，水深4 m，配置2 台搅拌器，功率7.5 kW。

2.5 冷却塔

污水冷却塔的运行根据污水的水温进行控制，在水温超过35℃时，污水经由冷却塔进行降温后进入AB 池，正常时污水由均衡池直接进入AB 池。选用流量400m3/h 方形逆流式玻璃钢冷却塔2 台，该冷却塔内不设填料，以防止污水中的纤维及SS 沉积。冷却塔布置采用2 台组合式布置，功率2×15 kW。

2.6 AB 池

AB 池用于防止污泥膨胀反应，降解大部分易降解的物质如脂肪酸，为整个系统的运行起缓冲和稳定水质的作用。有效容积1 300 m3、池内pH 为6～9、温度350℃左右、停留5 h 左右。池内配有2 台曝气机，功率75 kW。AB 池出水溢流至氧化沟，在出口处还配有在线溶氧测定仪。

2.7 卡鲁塞尔氧化沟

卡鲁塞尔氧化沟实质是采用完全混合型与推流型相结合的延时曝气活性污泥法，其独特的池型与相应的曝气设备布局，使之形成缺氧- 厌氧- 好氧工艺，在这一独特的工艺作用下，把不易好氧生物降解的大分子有机物裂解成易于好氧生物降解的低分子有机物[6]。有效水容积3 300 m3、池内pH 为6～9、温度300℃左右、停留时间17 h。配有3 台曝气机，功率110 kW。氧化沟出水经溢流至二沉池。

氧化沟污水进水平均COD 为450 mg/L，卡鲁塞尔氧化沟出水COD 小于250 mg/L，COD 去除率为44%；污水进水平均SS 质量浓度为150 mg/L，卡鲁塞尔氧化沟出水SS 质量浓度小于60 mg/L，SS去除率为60%。结果表明，氧化沟的出水COD 和SS较低，出水较稳定，能够很好的降低后续设备处理的负荷，保证出水水质。

2.8 二沉池

二沉池规格为直径35 m、高3 m，配单周边传动刮泥机1 台，功率0.75 kW，2 台流量750 m3/h，功率30 kW 污泥回流泵，2 台流量24 m3/h、功率4 kW剩余污泥泵。出水通过泵到Fenton 氧化塔前池或混凝池。

2.9 Fenton 氧化塔

Fenton 氧化法是通过Fe2+ 催化H2O2 产生氧化能力极强的·OH，它能够氧化微生物难以降解的有机物[7]。相对其他深度处理法，Fenton 氧化法具有操作过程简单、效率高、设备简单、处理后产物无毒害作用等优点[8]。有效容积200 m3、停留时间21 min。配有流量200 m3/h、功率18.5 kW 循环泵4 台，两边各2 台，一备一用。出水溢流至混凝池。

2.10 终沉池

终沉池规格为直径34 m、高3 m，配双周边传动刮泥机1 台，功率0.55 kW，2 台流量100 m3/h、功率7.5 kW 污泥泵。出水经溢流流出，经安在出水口处的氨氮和COD 检测仪器检测达标排放。

3 工程调试运行

3.1 厌氧塔活性污泥驯化

活性污泥是通过一定的方法培养与驯化出来的。培养的目的是使微生物增殖，达到一定的污泥浓度；驯化则是对混合微生物群进行淘汰和诱导，使具有降解废水活性的微生物成为优势。

3.2 泡沫问题

在调试和运行的过程中，经常会在AB 池、氧化沟等处产生大量的泡沫。起泡的主要原因是废水中的存在部分化学品成分。这类药品在低压射流曝气系统较强的水力剪切力作用下被剪切为小分子，结合细小气泡从而形成泡沫。泡沫的存在危害比较大，如带出部分污泥流出，容易使污泥回流量大，增加成本；降低了溶氧浓度，不利于好氧菌群的生长等。当适当的降低曝气强度，并在曝气池和氧化沟四周按上一圈水管，水管上均匀的扎一些小孔，利用水力来冲散泡沫（水是终沉池的出水回用）。运行结果显示，泡沫得到一定的控制。

3.3 氨氮含量偏高

在调试和运行过程中，出水的氨氮含量偏高。经分析，原因可能有几点：氧化沟的溶氧过高，使得细菌繁殖过快，污泥量过大；酸化池的营养盐加的过量；污泥回流量过大。根据分析，采取了适当的措施，出水的氨氮含量明显下降，达到国家废水氨氮含量的排放标准。

3.4 终沉池悬浮物偏高

在系统调试和运行的过程中，出现了终沉池悬浮物偏高（悬浮物主要是铁泥）。其主要原因是在系统的流量变化时，没有及时调整Fenton 反应塔中化学药品和混凝池中PAM 的加入量。经调整后，悬浮物明显下降，沉降效果明显。

4 废水处理工艺效果

系统调试运行时，监测3 月份的出水结果，记录见表2。

由表2 可知，在调试的初期，各种设备运行还不是很稳定，导致出水水质不稳定，随着系统设备的运行趋于稳定和各种问题的解决，出水也稳定达标。。

5 结论

蔗渣TCF 漂白流程纸浆中段废水，采用物化-厌氧- 好氧- 深度处理流程，出水水质稳定，且COD低于80 mg/L、SS 质量浓度在10 mg/L 以下、pH 稳定在8 左右，能够很好的满足造纸工业水污染物排放标准（GB 3455－2008）。