竹漿廢水不同處理段的污染物特征
我國(guó)竹類(lèi)種類(lèi)繁多，竹類(lèi)資源豐富，分布在全國(guó)的有500多種。竹纖維長(zhǎng)徑比大，纖維長(zhǎng)度介于針葉纖維和闊葉纖維之間，僅次于針葉纖維，是優(yōu)良的造紙?jiān)稀Ｖ袊?guó)造紙工業(yè)原料短缺，而纖維含量豐富的竹子可以大大緩解中國(guó)造紙工業(yè)原料短缺的問(wèn)題。以竹代木，竹漿紙一體化是解決我國(guó)木材供需關(guān)系的重要途徑。
竹子制漿企業(yè)大多采用化學(xué)制漿，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水量大、濃度高、色度高。竹漿廢水中含有大量的糖類(lèi)、有機(jī)酸、氨基酸、黃酮類(lèi)、單寧等有機(jī)物，增加了廢水處理的難度。工業(yè)上通常采用物理、生化和組合方法處理竹漿廢水，COD去除率可達(dá)90%。殘留的有機(jī)污染物可通過(guò)混凝、吸附等高級(jí)氧化方法去除，從而達(dá)到國(guó)家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。面對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題，造紙企業(yè)對(duì)廢水最終排放的要求越來(lái)越高，迫切需要掌握和開(kāi)發(fā)新的竹漿廢水處理技術(shù)。本文以貴州某大型竹漿企業(yè)廢水工程為研究對(duì)象。廢水工程采用“預(yù)處理-生化-物化(氣浮)”的常規(guī)三級(jí)處理工藝。主要考察廢水工程運(yùn)行過(guò)程中COD、色度、TP和NH3-N的變化，為我國(guó)竹漿企業(yè)廢水處理提供參考，并對(duì)竹漿廢水的排放提出合理化建議。
一.實(shí)驗(yàn)
1.1廢水樣本
廢水來(lái)自西南某竹漿廠，日廢水量2 ~ 3萬(wàn)噸。在工廠正常運(yùn)行期間，從廢水處理的每個(gè)工段(初沉池、曝氣池、二沉池和出水)取樣。4月1日至11月15日，連續(xù)采樣33周，每周同一時(shí)間采樣一次，檢測(cè)COD、色度、NH、-N、TP等水質(zhì)參數(shù)。
1.2廢水處理工藝流程圖
該廠廢水處理流程如圖1所示。
1.3儀器和分析方法
COD測(cè)定采用重鉻酸鉀法(KHCOD-12 COD消解儀)(GB/T11914—1989)、鉗子比色法(上海新銳SD9011臺(tái)式比色計(jì))、TP采用USEPAhosver 3消解-抗壞血酸法(hash DR5000分光光度計(jì))、NH、-N采用Usepa納氏試劑法(hash DR
二。污水處理系統(tǒng)中水污染物特性的變化
2.1 COD變化
COD是衡量廢水中有機(jī)污染物的重要指標(biāo)，通過(guò)還原性物質(zhì)直接反映水質(zhì)污染程度。圖2為33周內(nèi)竹漿廢水各單元COD的變化情況。從圖中可以看出，初沉池廢水COD波動(dòng)較大，從547mg/L到3135mg/L，可能與制漿過(guò)程中的竹材原料有關(guān)。好氧處理后，二沉池出水COD為200~250mg/L，相對(duì)穩(wěn)定，系統(tǒng)抗沖擊能力好。該工藝在廢水排放前加入A12(SO4)3進(jìn)行混凝處理，出水COD均在90mg/L以下，達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.2色度變化
圖3顯示了竹制漿廢水各單元的色度變化。從圖中可以看出，該廢水項(xiàng)目具有良好的脫色效果。工廠正常生產(chǎn)的廢水進(jìn)入初沉池時(shí)，不同時(shí)間段廢水色度差異較大，生化處理后色度變化較小。生化廢水經(jīng)A12(SO4)3混凝處理后，可以改變廢水中膠體的穩(wěn)定性，使廢水中微小的懸浮物和帶電膠體迅速聚集，從而使水質(zhì)更加清澈。因此，出口廢水色度相對(duì)穩(wěn)定，主要集中在12-20倍之間，均符合當(dāng)?shù)貜U水排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.3 TP變更
磷是廢水生化處理過(guò)程中微生物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)其排放有嚴(yán)格的要求。圖4顯示了竹漿廢水處理單元中TP含量的變化。從圖4中可以看出，廢水中TP含量逐漸降低，初沉池中TP平均含量為5.99mg/L，曝氣池中TP平均含量為3.17mg/L，進(jìn)水口中TP平均含量為0.13mg/L，完全低于新國(guó)標(biāo)GB3544—2008中小于0.5mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。此外，本項(xiàng)目好氧廢水平均COD為1256mg/L，COD/TP比值約為200: 1，滿足好氧生物處理的要求。
2.4 NH3-N變化
圖5顯示了竹制漿廢水各段中NH3-N的變化?？紤]到氨氮的檢測(cè)成本，工廠只對(duì)好氧池和出水口進(jìn)行了檢測(cè)。從圖中可以看出，竹材廢水在曝氣池中被好氧菌分解，廢水中氨氮含量降低，出口NH3-N在2.7mg/L以下，低于GB3544—2008中小于12mg/L的要求。
三。竹子廢水工程運(yùn)行中存在的問(wèn)題及建議
(1)針對(duì)原料品種，加強(qiáng)竹材的質(zhì)量控制。由于竹材種類(lèi)繁多，竹材的基本密度和化學(xué)成分不同，水分和抽出物含量也不同，會(huì)給生產(chǎn)線帶來(lái)不利影響，導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水特性波動(dòng)。采取針對(duì)性措施:I)加強(qiáng)材料制備的均勻性，降低不同來(lái)源的含量；Ii)通過(guò)對(duì)原料場(chǎng)和竹片管理來(lái)控制原料的含水量；Iii)加強(qiáng)篩選過(guò)程的操作，去除過(guò)大的碎片、過(guò)小的碎片和細(xì)粒；Iv)合理控制木片的存放時(shí)間，避免發(fā)霉腐爛。
(2)優(yōu)化升級(jí)污水深度處理工藝，降低污水處理成本。氣浮設(shè)備處理能力有限，泥水分離效果差。因此，污水終端氣浮泥水分離效果有待提高。同時(shí)，生化出水采用A12(SO4)3混凝處理，成本較高?？紤]到后期制漿能力和產(chǎn)品種類(lèi)的增加，用A12(SO4)3連續(xù)處理很難達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)和改進(jìn)新型高效混凝劑，最終實(shí)現(xiàn)廢水的高效、低成本處理。
四。結(jié)論
(1)通過(guò)對(duì)竹漿廢水連續(xù)33周的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)廢水的COD、色度、TP、氨氮波動(dòng)較大，但出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)抗沖擊能力較好。出口COD、色度、TP、氨氮平均值分別為71毫克/升、17倍、0.13毫克/升、1.35毫克/升。
(2)嚴(yán)格控制竹漿原料質(zhì)量，提高紙漿產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低廢水污染負(fù)荷，確保廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。加強(qiáng)污水深度處理工程改造，開(kāi)發(fā)高效氧化混凝劑，應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)。(來(lái)源:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所；江蘇省生物質(zhì)能源與材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；生物質(zhì)化學(xué)利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室；國(guó)家林業(yè)局林產(chǎn)化學(xué)工程重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室；南京林業(yè)大學(xué)；天華紙業(yè)有限公司)
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