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酸化—UBF—混凝法处理制浆造纸废水

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发表于 2010-2-3 22:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
老杨团队,追求完美;客户至上,服务到位!
酸化—UBF—混凝法处理制浆造纸废水
& R/ ^$ P8 t# `2 u0 K* U        
  x+ x, O: p9 H4 X% J               
3 M7 _6 X# g4 C6 K0 p          / Y6 v  M# _! p% {1 \
            . \! }, B7 k0 l! V8 r
              
- v" W1 S6 h! _0 o              1 ]# Q+ M: s8 I' y
                     
/ h6 ~. p4 b5 A' s8 m         
7 K# @; H+ [' D         
! p" f6 T7 a  ^8 y              
3 n% L. n! j! o1 o4 y/ U                          
: i2 M; `" r; w% y' W7 }) b0 ]               
% K' I1 s8 y- S9 J  d, O: v7 u" u* P9 X) Y( F) X, z# q5 f% T
4 [6 \. W1 m7 A, s

2 f% }6 m1 t; d, f  湖南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 。
# L$ \0 X! I5 t+ @: a' x1 生产工艺及排污
7 d. W/ q& ]. B5 d  该厂生产工艺及废水排放情况见图1。0 b* \6 _) |9 e) s

: s3 {! s6 ?+ b# N3 r2  废水水质
' p' ~$ s% A9 w5 N* t" {5 w) J% z  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。
$ D' o" y! T& p2 F* i) i1 i' X" x) q. k# A! I3 R4 C/ ^

; d9 I7 o7 N8 q表1 废水水质及排放标准
1 K+ I7 [, ?2 S- {* H7 _/ k1 x3 R
3 `+ w( N4 E7 G, X
0 [9 k7 }% x. |) d4 |9 d
9 @( e3 W' U3 N# w! M" X9 D项 目
9 J, h4 S8 h$ c# R$ L6 y" B+ b% B3 s% t) h3 L. w: r8 `
COD(mg/L)
% N, e2 L9 N9 p. E- e* [, t2 M- G# t; K
BOD5(mg/L) 1 A: {/ l5 `# L0 p% ^" o
4 o! U/ j( _. u  t
SS(mg/L)
' A  f% m) ?5 |% M/ G
$ h! l3 z3 Y8 O% N7 a0 ipH5 G4 G1 H4 S2 K( K$ {0 s# ^) f7 O
' Q; a( L. w% |1 n  h) O1 N
, ^) Y! O( m; [4 j
黑液( f) Q- T( Q% ^5 ]$ H! g

' t5 l0 i+ ^- @1 C. E9 n" ^30000
8 r) \( _. b5 K$ v5 b
6 K% g- y6 s9 [/ m: }% S2 D8 W9000
* S- S9 N1 Y' m3 C: d& x5 v5 ~- I9 v: V; y
2000& i' g) ?4 M! T
4 D6 e3 e. b1 y; |0 x
11~135 ^- f# u! q# t

% \" ~3 ^* T; t: S  X3 l. m3 @& O/ J1 z8 a4 C
中段污水5 f- g9 c& h& c- }" `
( r, s) j  I! R, S! i; r
600
; D3 G9 H: K$ p% u( T; h8 |! Y/ x' K) |8 j
300
* \6 h% r7 l6 Z- Z# D2 `4 \2 G( x. l- x" a
700
6 `" d3 L# w$ W2 @& W
- |+ X7 g, y; F! t7 Z; ?7~92 j1 I6 e) {" e0 Y* W' }6 P2 n

8 T9 K* ^, N# ], n' l
8 o1 B8 P" `" z8 H8 t+ Q总排口
" l/ E0 E% j2 f# O
7 V- {/ ~3 r0 t. A$ U≤4502 X" F: x4 n- _5 P* ~
+ Q) m2 \9 f5 v" y$ L% |
≤200
) G- x0 q* I+ r* J# ^' ^8 N) U- a
5 Q3 a, x( n4 B; V! A/ P9 X1 m* ?≤2503 l5 k0 m5 |7 ^* {6 o

* \# L  s+ ?! [! I. Z: l6~9
5 W( t$ z& w0 z* |0 [8 K7 }$ f+ n# l  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。
+ x$ C% R' p# E, Y3 K8 a0 G3  处理流程
4 Q) u" s* T# l7 ~& V' L6 J" p  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、白水混合并加入聚合氯化铝进行混凝沉淀,处理流程见图2。
" n" v( D1 W3 q+ p8 R
1 l5 k# m! W, C" f5 K  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。1 X$ j- [$ I. _, `
4  主要压块机及构筑物
/ N+ z' ~* g8 a9 ~  主要设备及构筑物的设计参数见表2。" Z! ~* P7 J. R+ c
- i4 I  H  y" v$ q" U3 V

& S* y) K/ \( B. ]! ?3 \表2  主要矿粉压球机和构筑物设计参数
/ ~4 ^* A) i8 F3 G7 t8 n7 }: |8 @0 p
& {9 J$ L/ w9 ?, \. D- K
2 P$ t+ x' D$ r$ j- e4 M; C3 F9 I+ x$ H! Y) n
主要设备及构筑物/ ~- v9 A  o: G0 P% f$ ^) B* K
# A: R& Z) |' f5 h
数量(座)
% E" h* W& n5 E/ A5 t$ R& Z/ W* T* M
HRT(h)
7 y4 M% b/ S: b0 p3 `' C8 I& R1 P# ]5 o1 Y/ K' b1 {  D
尺寸
4 B7 Q8 E% G# S. E9 `( M9 {: M2 S. X; r% P) V4 g* J6 S- f8 G2 `
/ Z% j7 {* p; s* f% {4 b
黑液预沉池1 P* o7 \5 f. s4 [: Z
+ ?6 x& B; B( r# B2 e, @
16 w, E3 |2 P) A
4 J0 p( s/ f7 A# ~
10
! i7 T! [$ ]# s4 M3 i6 v
9 |- q+ k" R. j" d  v$ @' ?40m×10m×2.5m% [: S/ `6 ?* j$ \2 E# J5 `
8 R" q  F0 W, e. `: c# T5 E; u

) X7 B" p/ u2 |* J* A6 }水解酸化池2 q9 q& X, j7 q1 O

5 p. o& p- X" E# P; \/ p14 D- {7 I# U' O
" [- A; U- q$ o# v# t" \9 q
60
- P9 S, j5 Q* V2 m5 R" p1 e
4 @) G8 d7 t' h" H( n40m×40 m×3.5m$ q3 P; `; ?# Y/ _

% T# z4 c" e# A* w
$ t$ Z( t: o3 N1 R# b酸析单元9 ]6 S8 q7 T5 m

6 C) a+ z8 C8 T酸析沉淀池8 U/ W& t, O' q! Y, s6 S& ?

# G9 a& j- Y! E* k2- Y" t$ R0 A& p) ?* h

; d' {7 f  R2 N$ w" Y" d8
# }& d2 u. x& c, l4 B. M& E; n8 f
20m×10 m×3.5m! N4 J: s2 F0 @1 V- B

# C/ c) R+ }; g+ z# E* i5 k+ \1 v' I5 g& [* b  R. ?4 i; t+ x
酸析气浮池
. o6 S0 Z- B# k6 R" D. M$ H/ a+ }  V' [, }  ^  z9 @: s4 C
24 g( e/ E5 r8 ^2 S
! V3 k9 X# ]  K7 {% r8 B2 b. H
1
. S: I" n' s& Y4 R& J9 k1 Z' }  O+ l! E) W( s
¢10m×1m
# x; a7 A' J  \
2 e  ?8 K9 n8 W" Z: I0 z" r9 N- \4 {2 q
中和池
6 D! D" W- c+ M7 Y8 J
. P# E4 q' O4 M  l. }2 h1
, f* R( K2 b: }3 a) `! f8 |0 b( E3 t, I) q+ U# P- |( X5 K, g
5: S4 t. ]- ~* w" [+ e$ F! O

( l7 G7 V. _* W3 L9 I! ]) m. @10m×18m×3m
6 w( T) `; n2 C! o/ h+ c
( o4 N; }6 V0 H: |! A6 T, y
2 A3 e3 w  z4 X. [3 g UBF8 m1 ?2 b5 d" P) ^4 @8 Q1 U+ V$ u

. k! @/ g' x" B4 T2
% d6 q( M4 {/ G% L; w
. F  \' j$ m* q' ?4 T30
. i3 n. k& v* D" q# a" H# I4 x/ n- _2 |
¢18m×10m
& ]' V1 ^7 R" g8 i6 h& T$ G! m8 `: _$ W# D

: \  G  C# n1 I% F均质调节池9 b# W* @. c* H! X! G' C8 C

* H8 l$ N- y( P* O1 o' o1
; m6 N% U5 F( s; q  y) a2 K! V3 a6 M
; t% O% J& B# A3 `, D9 k4
, Q3 v- E1 i( o. w+ S3 n. b5 z" P9 g# A2 w. \( A/ J. i- a7 [
60m×20m×2.7m: f! s; d2 _. ^6 c7 F7 z& L

/ h, o: f" n7 F: X3 i; [4 ~% v3 Y* ~$ \1 w" n8 z) |! w4 `
辐流沉淀池" f/ k) J9 H* p" g% s2 N: s
1 r) X1 P( i: c# U* F
1
7 V  b9 m& X9 C) t  [
) t) W) M. i) H8 |% M, y4: D  j! e) d# B7 I  s

; n2 F* H, f5 a5 K  r5 c/ w! a0 K3 ]¢30m×4.5m( \7 g9 C6 m. y0 [( J7 ]5 y+ t

* a4 b. S# W" c3 L) S* v* D6 H( N2 `1 o
浓缩池0 e- O: D$ {- k: f' x  ~5 B

: I( P8 f- s! ~/ a3 Y$ L( Y4 S2
; |- D+ Y- E2 @. U1 q% o) E2 l3 x4 ]# C2 R# T+ f
10; ?7 A; R$ l6 a7 F' P

- c5 g8 D1 p8 L0 J$ |* E8 _) i¢10m×5.5m
4 m- i/ b5 `9 [" l
$ j2 [: l* H1 l; i9 |6 x
% Y* N2 h9 x2 ]化学调节池3 f" N7 Z  {! C" }& X# N9 D6 o

" u; }- w3 g4 d. n18 \3 R2 |0 Q4 d) S6 g! x5 W

1 \+ o# E1 M- D  t/ R: i% m+ F 
; n$ E- W2 b$ \2 x# R2 h" k# ~* M1 |2 N+ \, h' k5 R9 I
12m×8m×2.2m
$ [5 R( ]# K5 o. L3 g" g9 h5 j* K+ a  m  x

' s+ d. `2 p' u5 F: d# a* k清水回用池! |6 H9 B) L6 }/ ~- i- V% v
# g3 l2 I0 {% V4 v1 B+ L
1
) B; Y2 s7 v$ k! e( Y) i
, E7 E5 Y. b* C6 G/ C' x , U; P1 C5 P- C" ~) N' M

6 S( M# Q/ f3 V* H# H) f12.5m×12m×2.5m7 B, l: W! X& A' T  Y  H2 g
" ]8 ?; i+ \2 n8 ?
$ {' c: X9 t+ v
压滤泵房  L: v+ E; l! ?$ r& [9 t; u# _  [+ ~
5 ~9 m. L) F* R) c
压滤机" p" D4 h2 h& ~% C

" d. u: a" a; O; A) O: g6
$ b% _) ?1 V( M: ~  E, P7 v+ Q7 h2 d: I, t4 a, x2 ~1 e/ d: |1 b
 
' K$ ~4 F6 n( ^- t, N4 v7 o# R& {4 b% R5 _

8 f2 i" g$ x0 @污水提升泵
! z  D- d. Y! u, S* z8 F/ d
* Y) }: j8 }! w6 y  H" {4 i+ ]' x3
. d7 l) S7 c5 ?1 J# r7 H, C4 r5 B9 A0 ]4 W) b+ ?
 . c3 _- L( c9 b
5 运行结果 . O3 A4 [8 Q, \1 W' f% a# t
  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。
7 M& t7 K4 b* `5 C, b0 a  q 4 _' n( [. R! D7 B8 T

0 G! y0 w  |; f6 t  v# v5 a
4 \  t2 f( p8 F4 B  _表3 系统处理效果
/ o8 p, c* u& J, U( m8 I+ ?! V4 m9 K# |

9 t& o! R; j1 g. v1 C
9 Y$ f: {3 l0 ]* X项 目
5 Y3 K+ a  u( ~& V
/ E1 }7 T: Z% T黑 液
5 P- N  f) H  @0 e1 D2 x$ l% @3 {) d, N8 Z) T" Y
综合废水( K/ j8 c9 y9 B; `

7 F$ z2 }6 N& R5 s/ K1 ]& L
/ E+ U0 H6 t: ~5 N5 Y进水3 w1 J$ g% s1 c
1 c  P& g! H2 ]  q2 Q
出水*
7 }- I; |" B( o* T( \! z9 V% `" B) _9 U8 a. i
去除率(%)
& A# C% Z! a! D+ l" b" u1 K4 J( z% X- i, _6 `
进水**
: p, L7 J3 r' A- _' X$ S9 J- [) ~, S5 x- ]
出水
/ U! D/ T: m, y# Y" f& R' ?6 m3 q8 I* }: d" m2 C- c6 m3 J( L/ K7 l" b3 ?
去除率(%)
; _/ I  ?' c( C& B! {- Q8 @: d/ z2 i  T0 w( ]' r3 F& ?

5 u$ n8 C/ t+ k, e, t' n" q# HCOD(mg/L)
( F6 }, K0 n# @9 F
6 B! K  S2 m  c9 X2 o4 |300006 ^) u& J% e6 W6 G. Y7 M2 x: o& V2 h
, I' G% e: V4 Q" t% v3 _
56962 e4 u& H# l' Q( o) D0 f

- d4 S) U3 f/ p4 E5 N" n81
+ n  i: v) I5 Q( v2 x% q# U# W- @0 p& q
1166! S+ k0 j2 X+ k: l

0 S' G; m6 v( q/ a1 F. {. Q5 P  T) L320
8 W; e9 K7 D- W  l' K- _
- O/ V$ Z" J1 @# X6 ?) H72.6
4 T' r" Y8 ^; h  S5 }; e
5 f2 S! f+ s* D  J9 Z  K
3 k1 H7 x. p+ W4 t% b1 l" e; k8 RBOD5(mg/L)1 M+ Z; X  X" _' q! y

. Y5 ]1 Y" @+ e( x$ v9000
/ x: m9 Y) g* C$ z# c) y) g" t; p2 M( F6 m  {& w
17870 `+ Y" k$ {0 `2 o

! S( r! w& A& ~1 N. A9 G6 G# b/ l+ S6 m80
: t+ v4 M) K- {' w( k9 m' o
$ B3 @5 L+ n. z  q: E8 x465: V  l7 R+ l; `6 u# o4 d8 |

# B- F6 R" f  M6 Q% u138
. j: E% i7 x* ?
, Z, E: r' J2 ~+ f" O/ f# d; ~8 |70.3
3 d* c- E. Q$ t- G1 U: g0 m
2 z& X& [$ V, b% \4 h+ l) Z! ?# t) W  d: f
SS(mg/L)/ r" E! G9 A) v: A( V

. \: Q' m3 w* b8 e8 t20006 C- W/ \9 D% A. [2 T0 u) M0 K) Q

* q  E1 x3 r' {, B$ G% a/ `7 [( w560. |. t$ _; N/ }6 f3 f, [" S5 d

0 ~7 x4 h0 Y5 S) c. o0 F72
1 [( n5 }- ?5 T/ G6 c9 b, P" v3 |9 F% R/ X1 j3 \+ Z/ l0 Z
684
7 O- `  `. d( P2 p# h3 w4 ]: r0 A; V+ Y" @
180
5 W7 \: o" h! \' U8 J- B
( j% M+ z& j# t2 [5 ?8 N( V73.7
# K1 b, |/ c8 J# C  q
" U! ^+ j% K$ Y# S5 ^* a. ~8 ~7 C# v8 J5 k+ H) R
pH8 Y. w- Z  x; A# [- C+ \# I
/ t$ V0 R1 {; e4 N
11~13
# e! T9 L1 V. E0 L1 Y. k6 \; F9 k  Y) C$ c/ i4 V+ o
6~71 {! f4 F/ H, A# Q

" O& @/ `2 w5 X8 C) c. M& d: M ! b, f0 @3 B1 \

) a/ Y4 P( r) r: i: S; G5 Q/ i( j8 S 
$ s7 L% j/ T8 \; E$ Q7 }: \9 V
% e- O& T7 ^+ l/ @  \5 g9 N7~9( P3 ^& N2 W+ ~# y  j/ V# C
  K& `0 ^1 t' |; a1 T8 Z# u
 
% V/ I8 |8 d. n; o; A) F. _
# j7 c3 K/ _1 Z2 U1 X; f7 {3 h! |# r& g& w  f
注: *为UBF出水测定值;**为综合调节池废水的计算值。. C1 {! v1 ^4 m6 g8 u% o
  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。
& f9 E3 Y& z+ A* N. N0 d: {   # Z, u7 z6 l2 w2 u5 }
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