湖南某造紙廠采用蘆葦堿法制漿造紙，排放廢水約為18000m3/d，對周圍環境造成了嚴重污染。目前較為成熟的造紙廢水處理方法是堿回收法，但成本較高使中、小型造紙企業無法承受。根據該造紙廠的實際情況，采用酸化—UBF—混凝法處理廢水取得了良好的效果 。
1 生產工藝及排污
該廠生產工藝及廢水排放情況見圖1。
2 廢水水質
廢水主要來源于擠漿機的黑液、洗漿機的黑中段水、漂白機的白中段水和外排白水，其中黑液為2000m3/d，中段水(包括黑、白中段水和外排白水)為16000m3/d，各種廢水水質見表1。
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項 目 |
COD(mg/L) |
BOD5(mg/L) |
SS(mg/L) |
pH |
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黑液 |
30000 |
9000 |
2000 |
11～13 |
|
中段污水 |
600 |
300 |
700 |
7～9 |
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總排口 |
≤450 |
≤200 |
≤250 |
6～9 |
當地環保部門要求該造紙廠限期處理所排廢水，并達到《造紙工業水污染物排放標準》(GB3544—92)中的一級標準，總排口下游1km處的蒸水河水水質要達到《地面水環境質量標準 》(GB 3838—88)中Ⅲ類水質標準。
3 處理流程
根據該廠的實際情況，采用先處理黑液再與中段水(含外排白水)合并處理的方法，即先將黑液酸化回收木質素并經厭氧生化處理后，再與中段水、白水混合并加入混凝劑進行混凝沉淀，處理流程見圖2。
蒸煮漿料由蒸球壓入噴罐內，定量泵到水平帶式洗漿機進行逆流洗漿，洗出的黑液經纖維回收池進預沉池，再排入水解酸化池，反應之后泵入酸析池，經加酸、壓濾等處理并回收木質素，濾液與酸洗處理水再經過投加石灰水調節pH值、去除大部分硫酸鹽后泵入UBF厭氧反應器進行厭氧處理，之后混入中段水均質調節池，均質調節后的綜合水經投加混凝劑后再排入輻流沉淀池分離，沉淀后的上清液可達標排放，池底污泥靠刮泥機和重力排入污泥濃縮池，經濃縮后加混凝劑進行化學調節，再用壓濾機脫水成為含水率約為70%的泥餅外運。
4 主要設備及構筑物
主要設備及構筑物的設計參數見表2。
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主要設備及構筑物 |
數量(座) |
HRT(h) |
尺寸 | |
|
黑液預沉池 |
1 |
10 |
40m×10m×2.5m | |
|
水解酸化池 |
1 |
60 |
40m×40 m×3.5m | |
|
酸析單元 |
酸析沉淀池 |
2 |
8 |
20m×10 m×3.5m |
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酸析氣浮池 |
2 |
1 |
￠10m×1m | |
|
中和池 |
1 |
5 |
10m×18m×3m | |
|
UBF |
2 |
30 |
￠18m×10m | |
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均質調節池 |
1 |
4 |
60m×20m×2.7m | |
|
輻流沉淀池 |
1 |
4 |
￠30m×4.5m | |
|
濃縮池 |
2 |
10 |
￠10m×5.5m | |
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化學調節池 |
1 |
|
12m×8m×2.2m | |
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清水回用池 |
1 |
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12.5m×12m×2.5m | |
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壓濾泵房 |
壓濾機 |
6 |
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污水提升泵 |
3 |
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5 運行結果
② 黑液酸析加酸(工業硫酸)量為0.4%，酸析pH值為3～4，溫度控制在40～50℃，并采用化學調節系統以提高木質素壓濾效果。
③ 采用的UBF反應器中的污泥停留時間均在100d以上，在高負荷狀態下運行仍能保持較高的去除率。厭氧反應最佳溫度為30～35℃，冬季必須保持在15℃以上，因而冬季利用蒸氣對黑液進行適當加溫，同時對厭氧反應器采用一定的保溫措施以確保其正常運行。
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項 目 |
黑 液 |
綜合廢水 | ||||
|
進水 |
出水* |
去除率(%) |
進水** |
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 |
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pH |
11～13 |
6～7 |
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7～9 |
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注： *為UBF出水測定值；**為綜合調節池廢水的計算值。 | ||||||
④ 工程噸水投資為500元/m3、占地面積為0.42m2/m3、運行成本為0.9元/m3，均大大低于國內同類工程經濟指標。
⑤ 該工藝設備簡單、工程造價低、用地省、上馬快、運行成本低，特別是采用了UBF厭氧反應器處理黑液，省去了UASB厭氧法中的三相分離器，可操作性強、實施簡單，因此適合中、小型制漿造紙企業廢水的治理。
