UASB处理麦草爆破制浆造纸废水李燕

中国环境科学学会学术年会优秀论文集(2(X))8UASB处理麦草爆破制浆造纸废水李燕刁智俊(中国矿业大学环境与浏绘学院徐州22100)8摘要采用爆破制浆工艺生产高墙瓦楞纸,具有浆得率高、污染物排放少的特点,排放的造纸废水含有较高的糖类物质,OBDS/COD较高,可采用USAB一好氧的废水处理工艺,提高废水排放的水质标准,达到了《污水综合排放标准》一级排放标准。关扭词麦草爆破法BOD扩CoDuABS一、引言“爆破法制浆”,是指在一定温度、压力的水蒸汽作用下,纤维素结晶度提高,聚合度下降,半纤维素部分降解,木质素软化,横向联结强度下降,当充满压力蒸汽的物料骤然减压时,空隙中气急剧膨胀,产生“爆破”效果,可部分剥离木质素,并将原料撕裂为细小纤维,然后获得纸浆造纸。爆破法制浆的高得率、低药耗和低能耗等优点非常适合于麦草类生产高强瓦楞原纸和纸箱纸。二、麦草爆破制浆造纸废水的特点由于爆破制浆是在较高温度和较短时间内完成的,物理与化学变化以较高的速度进行:纤维素在高温蒸气的作用下发生水解,聚合度降低,并分解为单搪和低聚糖;半纤维素更易水解断裂,聚合度降低,生成戊糖、糖醛、乙酸和甲酸等混合物;木质素在高温中溶解,并发生水解,生成木质素的低分子组分,其中的还原糖含量高于2%。因此可以推断麦草爆破制浆废水主要含有糖类和乙酸等物质。为了更好地了解废水的水质,对麦草蒸汽爆破制浆废水进行了连续的监测,具体结果见表l。衰1麦草姗破制桨造纸废水水质水样爆破制浆造纸废水COD单位:m以LSS5417由上表可知,爆破制浆废水的BOD,/COD)0.3,可生化性较好,有别于传统石灰法造纸废水可生化性不好的特点。同时,虽然爆破制浆法吨纸的污染物排放总量减少,但由于用水量也相应减少,使得该污水的COD浓度仍然较高。综上所述,麦草爆破制浆造纸废水属于高浓度有机废水。三、爆破制浆废水处理工艺根据麦草爆破制浆废水的特点,但由于废水中含有的sS仍然较多,水中sS的浓度。具体工艺流程见图从降低运行费用的角度出发,应首先考虑厌氧一好氧工艺。为了减轻UASB的负荷,需要对废水进行预处理,以降低进第二章环境污染防治技术研究与开发33333333333444444444白公L一』二\一一-月卜111.水力筛网;2.调节池;3.USAB;4.好氧池;5.二沉池;6.污泥浓缩池;7.带式压滤机。圈1麦草姗破制桨造度水处理工艺流程圈四、工程实例徐州某造纸厂,以麦草为原料,采用蒸汽爆破制浆,生产高强瓦楞原纸。废水排放量:4以刃m,d/,要求出水达到《污水综合排放标准》一级排放标准:coD`loom岁L,BoD,蕊20m扩L,55簇70m岁L。(一)工艺设计1.调节池与传统的石灰制浆相比,爆破制浆废水中的ss较为细小,不具备回收价值,为减轻后续生化处理的负荷,在调节池上设置孔径为so目的水力筛网进行预处理,以降低废水中的sS。经过预处理,ss由947m留L降低为76lm岁L,BODS由3440m岁L降为2618m岁L。由于爆破制浆废水的水质水量浓度变化较大,水力筛网筛滤的废水进人调节池,进行水质水量调节。调节池池底设有泥斗,定期排放泥沙等沉淀物。2.UASB钢结构,直径为16m,高度为14m,.共设置2座,外部采用保温,整个反应池内部温度维持在33一35℃,有机负荷为:.416k邪oD/(扩·d),进水采用水泵提升加压,池顶部设支布水.槽,布水槽上开孔,用配水支管将废水送至池底,池底出水口下方设置反射锥,提高布水的均匀性,顶部设置三相分离器,并配置外循环泵,提高处理能力。3.好氧池考虑到造纸废水中含有少量的表面活性剂,采用活性污泥法容易产生大量的泡沫,影响氧的利用率,而接触氧化法造价较高。因此,在设计中采用接触氧化+活性污泥,曝气池采用推流式,有机负荷为:0.93kgBoDS/(耐·d),水力停留时间为:orh。在池前段挂半软性填料,后段采用活性污泥法,污泥回流比为50%,一部分回流曝气池首端,另一部分回流至活性污泥的起端,既较好地解决了泡沫问题,又降低了造价。4.二沉池采用幅流式沉淀池,表面负荷为0.63m3/(扩·h),沉淀时间为h2,中心进水,周边出水。(二)处理效果与经济效益分析1.处理效果各级构筑物的处理效果见表2。中国环境科学学会学术年会优秀论文集(2加8)衰2各级构筑物的处理效果单位:m以L水水样样CODDDBODSSSSSSS进进水水541777344000只777UUUSAB进水水36144426188876111好好氧池进水水727773822217999出出水水933323335666从上表可以看出,由于麦草爆破制浆造纸废水成分发生了较大的改变,废水可生化性得到了提高,采用厌氧+好氧的处理工艺,取得了较高的去除率,从而使出水水质能够达到GB8978一1996一级排放标准2.经济效益分析本工程的经济效益主要包括两部分:直接运行费用和沼气回收费用。直接运行成本主要包括:电费、人工费、药剂费(污泥处理)等,为1.45元/扩废水。沼气回收量约为8《联〕扩,按0.80元/时沼气计算,合计为1.60元夕扩废水。沼气可以产生蒸汽用于加热废水,且沼气的回收效益可以完全补偿废水处理的直接运行费用,体现了较好的经济效益。五、讨论麦草爆破制浆废水由于其高温高压的工艺特点,使得废水中主要含有糖类和乙酸等物质,可生化性较好,同时其污染物含量又较高,属于高浓度有机废水。在废水处理工艺的选择上,有别于普通的造纸废水处理,可以采用UAsB+好氧的处理工艺,一方面可以有效降低污染物,使出水水质达到较高的要求,降低了对环境的影响,又可以回收相当数量的沼气,降低运行费用。麦草爆破制浆是一种节能、节水、浆得率高、废水处理成本低的新型制浆方法,是控制草原料制浆污染负荷有效途径,在国家逐步淘汰石灰法麦草造纸工艺的背景下,为该类造纸厂提供了新的出路。参考文献l]崔炜.水解酸化一氧化沟工艺处理造纸废水〔J].中国给水排水,2似,20(5):78一79.2]施万胜.水解一气浮一接触氧化处理草浆造纸废水【J].四川环境,2仪巧,25(l):49一51.3」胡健.草类原料曝破制浆炒造高墙瓦楞原纸【J〕.造纸科学与技术,2003,22(2):l一.34]朱先亮.曝破制浆法研究的技术现状【J].北京林业大学学报,2X()3,25(4):75一79.