最火废水零排放废纸造纸厂循环水处理的实践下专用机床平度服务指南礼仪服装滚轮轴承z

废水零排放废纸造纸厂循环水处理的实践(下)

三、运行情况

1.启动和运行

厌氧反应器以天津某城市污水厂的消化污泥为种泥，2002年6月10日开始接种，于6月20日开始连续进水，按照一般的UASB启动规律，逐渐增加反应器负荷]。由于纸的生产尚未达到设计的产量。所以循环水处理的运行负荷低于设计负荷，在3..0kgCOD/m3.d间波动。

普宁运行中每日测定循环水（生物处理系统的进水）、厌氧和好氧处理出水的COD浓度、挥发性脂肪酸（VFA）、悬浮物（SS）、pH、温度，不定期地测定不同部位水的BOD、碱度、硬度、反应器中的污泥浓度，记录进入处理系统的水量、生产中的清水用量、用电量和纸的生产量等。

从厌氧运行开始，造纸生产车间逐渐增加处理后的水的回用量，以便减少清水的用量，由于车间采用独立的成本核算，工人节水的积极性很高。图2显示出厌氧处理系统运行以来工厂清水的用量减低到2.5m3/t纸以下（除锅炉用水外的全部工艺用水），已经完全没有废水的排放。车间改进造纸机的操作，使圆纸机的车速开到130m/min,远高于设备每分钟70多米设计车速，但是生产没有发生重要的影响，表明水质可以满足生产的需要。虽然对于无脱墨的废纸制浆造纸工厂，国家造纸废水污染物排放标准（GB）允许排放的服务指南废水量为150m3/t纸，许多工厂的用水量仍相当高，本厂在不断加强用排水管理，采用适当的处理大量利用回水后，企业每吨纸废水排水量已逐步降低到7立方米左右；在新的厌氧、好氧处理系统投入运行3个月后，终于实现了预期的废水零排放目标，且吨纸请水用量仅2.4t，而欧洲同类的零排放工厂清水用量在4m3/t纸以下。

2. 有机污染物的去除

表2统计了连续进水后，厌氧-好氧生物处理系统有机物（以COD表示）的平均日去除量。

于造纸生产规模没有达到预定的设计水平，主要运行两台反应器中的一台（另一台仅进少量的水维持运行），反应器正常运行的负荷仅在3.kg/m3.d之间。从表2可以看出，厌氧反应器连续进水1月后，每日去除的COD量已经达到每日1000kg, 在厌氧反应器完成启动，10月份基本达到稳定状态后，厌氧处理系统每日去除的COD量在10 月平均数为2536kg/d（10月份），11、12 月统计的结果分别为2867kg/d和2639kg/d。根据当月纸产量计算，每吨纸生产的循环水在厌氧阶段去除26.89kgCOD。

由于厌氧阶段已经取除掉绝大部分生物可降解的有机物，因此厌氧的出水在随后的好氧处理中的去除率大大下降，在好氧的SBR反应器中同期的COD去除率仅为大约24%，COD去除量为每日430kg, 合吨精密五金纸4.56kg。厌氧好氧总去除COD量为31.45kg/t纸, 其中厌氧部分去除的COD占总量的85.5%, 好氧只占14.5%。由于厌氧系统去除如此之多的COD, 好氧处理需要的曝气量大大减少，因此循环水可以在很低的成本下处理。

从表3中BOD去除情况也可以得到更多的信息，可以看出，系统对BOD的去除率很高，平均达到96.5 %, 其中仅厌氧部分就去除了92.3%; 经过厌氧处理后的出水BOD已经很少，好氧系统去除残存的BOD的约50%, 但就BOD的去除总量而言，厌氧占到其中的96%，好氧部分仅占到4%。BOD的高去除率在循环水全部回用后依然稳定。

以上结果表明生物处理系统可以有效的去除循环水中的有机物，这些有机物的绝大部分在厌氧系统中去除。 此外，从全厂的角度看，当易于生物降解的有机物去除后，完全封闭的循环水系统中生物难降解的有机物会积累（例如木连续4年处于增长放缓态势素及其衍生物），循环水中惰性组分会远远大于封闭用水以前的比例，因此在启动开始后，厌氧处理COD去除率会从较高的水平逐渐下降，然后稳定在一个水平，这个去除率必然小于以达标排放为目的的废水处理系统。由于生产过程引入系统的有机物和处理系统除去的有机物总量必然达到平衡，因此去除率的大小还取决于与进入处理系统的水量，处理的水量越多，去除率越小。

3. 循环水有机如低密度、低活动速率、高吸附性、高混合性及弱紧缩性能等物浓度的控制

与一般工业水处理的达标排放不同，零排放的工厂中，水处理的目标是在出水完全循环回用的条件下，将水质维持在适宜于生产用水的要求。根据国外文献，在生产瓦楞原纸，且已经实现零排放的工厂中，最早采用此类工艺的德国Z€黮pich 的经验，循环水维持在8000mgCOD/l的水平就可以满足瓦楞原纸生产的水质要求[1，6]。但是，德国Z€黮pich之后, 在1999年底开始运行的比利时VPK Oudegem纸厂控制循环水浓度5000mgCOD/l以下。[7]

在本实例中，循环水的回用比例虽然不断增加，直到完全回用。但是由于有了有效的处理，循环水的COD 浓度达到一个平衡范围后，可稳定不继续增长。由图3可以看到，由于惰性物质的积累，厌氧和好氧处理的出水COD浓度在开始阶段有所上升，但是到一定程度不再上升。与此同时，我们看到循环水的浓度从7000mg/l下降，最后很好地控制在mgCOD/l之间。

在此期间，工厂的三台圆纸机以130m/min的车速运行（设计车速仅70m/min多），没有发生严重的纸幅脱水问题和产生其它阴离子垃圾、以及二次胶粘物引起的问题。虽然图3还表明出水残留COD还在1000mg/l以上，但这些COD基本上是惰性的组分，绝大部分来自木素成分，对造纸过程已没有太多影响。

工厂在管理上采用有时某些部位会产生延展性---脆性转变车间独立核算，用水量摊入成本，当地每立方米水资源费1.8元、电费0.18元，共计1.98元/m3。因此各车间积极减少清水用量，但是由于水的调度困难，开始阶段有时无水可以回用，有时处理系统又没有足够的进水，加上处理系统新增的近2000m3的池容需要补充水，吨纸的平均用水量只能逐渐减少。至10月份，修建了较大的储水池，水的调度问题得到进一步解决，11月份后用水量减低到小于2..3m3/t纸，已经完全没有废水的排放，补充的清水包括所有工艺用水和车间清洁用水，主要用于补充造纸过程中蒸发的水分、污泥渣物排放带走的水分，也包括少量新增水池的补充水量。

4. 低分子有机酸的去除

有机酸是废水中COD和BOD的重要组成部分，在造纸循环水的处理中，有机酸中的低分子量部分，主要是乙酸、丙酸、丁酸等挥发性有机酸（VFA），成为纸张臭味的主要来源，造成产品难以克服的质量问题，也使操作环境恶化。

造纸原料中的纤维素、半纤维素以及添加的辅料中的碳水化合物例如淀粉和羧甲基纤维素等都可以成为低分子有机酸的来源, 封闭循环后，微生物的活动增加了低分子有机酸的形成速度，据文献介绍，如果没有生物处理系统，废纸生产瓦楞原纸VFA的浓度可以积累到mg/l, 占到COD的40%左右[6]。

本系统对于VFA的去除率非常之高（表4），经过一段时间的运行，未经处理前的循环水VFA浓度可以维持在mmol/l之间，厌氧处理可以去除90%的挥发酸，经过好氧处理后，进水中的挥发酸接近完全去除。因此，造纸过程没有臭味引起的环境问题和产品质量问题。

5. 循环水的生物软化

厌氧的其它技术优势之一是它的除钙软化作用。厌氧处理产生大量的CO2，水中CO2的处于过饱和状态，从而与水中的Ca+2离子作用产生CaCO3沉淀，水的硬度下降，因此解决了循环水的Ca+2离子积累问题。CaCO3沉淀实际发生在厌氧后的好氧处理中，曝气作用导致的pH的上升使生成的CaCO3沉淀发生。这种过程类似于天然湖泊中生物软化作用引起的湖底碳酸盐沉积。这种作用有效地抑制了水硬度的增长，是它控制在一定范围。Habets等[7]认为，循环水的碳酸盐浓度在500mg/l以下为宜。

如图4所示，本工程实例中，厌氧生物系统运行至一定阶段后，水的碳酸保温车钙浓度降低到500mg/l以下。进出水的平均CaCO3去除率约为25%，有效地控制了水硬度的积累。

6. UASB运行后对好氧处理的影响

在厌氧系统运行前，由于严重的污泥膨胀和进水浓度的增大，SBR反应器被迫延长运行的周期，进水还要加清水稀释。

厌氧系统运行后，仅仅不到一个月，SBR的污泥体积比已经降低到15%，SBR运行从此再也没有出现过污泥膨胀问题。SBR停止曝气后，水的澄清速度很快。这符合广泛承认的理论，即好氧处理前的缺氧或厌氧过程可以抑制后续好氧过程中的污泥膨胀。好氧出水的沉降速度明显加快还由于污泥中碳酸钙增加了污泥的沉降性能。

由于污泥膨胀问题已经解决，SBR的运行周期从16小时降低到8小时，其中曝气时间减少到4小时。SBR的日处理水量很快提高到 m3/d，虽然还没有全部处理厌氧的出水，但是已经比原先的处理量大了好几倍。虽然SBR进水的浓度和好氧的COD去除率比起厌氧运行前下降了，但是SBR对COD的去除总量却比以前增加了。

四、循环水的处理成本和经济效益

1. 循环水处理的成本

根据工厂运行的实际费用计算的循环水处理成本如表4所示。

这个循环水处理的成本相当低，其原因主要包括以下几点：

* 绝大部分有机物在厌氧段去除，厌氧处理不需要曝气，因此每吨纸的循环水处理比好氧处理节电kWh。

* 药剂费大大减少，封闭循环中的营养物质大部分保留在系统中，因此实际运行中只需根据水的氮磷等实际浓度，增补少量药剂。此外，即使不考虑封闭循环中营养物避免了流失，厌氧处理每除去单位的COD也只消耗相当于好氧1/3的营养物。

* 厌氧产生的污泥量非常少，理论上只相当于去除同样有机物时的1//10[5]。实际运行中，从开始启动到年底，仅仅在11月份排放过一次污泥，排放的量为5t (干物质)。而好氧处理去除的有机物只占很少部分（如前所述只占总COD去除量的14.5%），因此污泥处置的费用降低很多。

2. 其它经济效益

* 节水，天津水资源费1.8元/m3,用水量的减少产生明显的经济效益。

* 产生能源

沼气产量为13 m3/t 纸，相当于每吨纸的循环水产生270MJ的能量。

* 纤维和原材料回收率增加

以天津的经验，和没有采用循环水1、波纹管环刚度实验机的操作方法的生物处理（包括好氧和厌氧部分）相比，原料的消耗量大大降低，纤维和原材料回收占产量的6.9 %，吨纸的原料消耗量降低到不到115吨。

信息来源：学报 作者:贺延龄，皇甫浩，

同仁堂锁阳固精丸吃多久起作用
早泄吃中药管用吗
备孕男性吃什么精子强
乙肝怎样治疗