棉秆造纸废水二沉池出水的处理工艺设计及运行效果

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1、棉秆造纸废水二沉池出水的处理工艺设计及运行效果                     苗飞  庞金钊  刘忠  杨宗政  袁青彬                      (天津科技大学，天津，300457)    摘要:采用“二次混凝(又名梯级混凝)和生物活性炭”联合工艺处理棉秆造纸废水的二沉池出水。结果表明，梯级混凝段，在实验室最佳投药量的基础上，一级混凝对原水COD和色度的去除率分别为30%和28%;二级混凝对COD和色度的去除率分别为60%和70%;生物活性炭段对梯级混凝段出水COD和色度的去除率分别达到50%和70%。生物活性炭段出水完全能满足

2、该厂作为回用洗浆水的要求。    关键词:棉秆造纸;废水;梯级混凝;生物活性炭    中图分类号:X793文献标识码:A文章编号:0254-508X(2011)03-0029-05    目前，棉秆造纸的工艺技术、设备条件都已成熟，棉秆资源的利用已被造纸行业广泛关注［1-2］。棉秆的纤维含量高，其半化学机械浆得率约为60%～70%，是生产高强度瓦楞原纸的理想原料。新疆造纸行业已积极推进棉秆造纸的产业化，如新疆天宏正在筹备的50000 t高强度包装纸板项目［3］，该项目利用棉秆为原料(每年约需70000 t棉秆)，项目总投资14222万元，项目建成后可实现年

3、销售收入15810万元，利税1385万元，投资回收期8年(含建设期)。除本色纸外，雷建民等［4］利用棉秆为原料，采用CEH三段漂白，可以达到生产高档文化用纸的技术要求。    与其他制浆废水相比，高得率制浆废水量大，污染负荷高，处理难度大。而棉秆高得率制浆废水由于棉秆原料的特殊性，废水中含有大量色素、果胶等物质，处理难度更大。研究优化适用性强的废水处理工艺，实现废水的资源化和循环回用，是解决制浆造纸行业污染严重、用水量大问题的关键。本实验采用二次混凝(又称梯级混凝)技术和生物活性炭联合工艺处理了某棉秆造纸厂废水的二沉池出水，以满足该厂回用水要求，实现废水的

4、“零”排放。    1·废水处理工艺流程    1.1二沉池出水水质    二沉池出水水质见表1。                1.2工艺流程的确定    图1为梯级混凝实验工艺流程;图2为常规混凝实验流程。                由图1和图2可以看出，梯级混凝与常规混凝的主要区别在于梯级混凝充分利用了回流絮凝污泥中过量的PAC与APAM。由于在实际运行中，投加的药剂量要多于实验室计算量或者是部分药剂未充分反应，所以在混凝过程中加入了回流的絮凝污泥，对废水进行预处理。在第一阶段，加入回流的絮凝污泥，利用其中的有效成分与絮凝体两者的网捕作用及新生污

5、泥的吸附作用，分离部分污染物，达到“废物”的再利用，起到预处理的作用。第二阶段，PAC在反应过程中形成［Al(H2 O)6］3+、［Al(OH)(H2O)5］2+、［Al(OH)2(H2O)4］+、［Al3(OH)4(H2O)10］5+、［Al6(OH)15］3+、［(H2O)4AlAl(H2O)4］6+以及［Al6(OH)14］4+等各种带正电的羟基络合离子［5］，有较强的电中和作用;此外，PAC的晶形像是四面八方延伸的水草，枝杈多且分布密集［6］。因此，有很强的架桥作用，容易与中段废水中的纤维、树脂等污染物形成较大的絮凝体而沉降下来。由此可见，梯级混凝

6、是在仅增加少量动力消耗的基础进行了两次混凝，提高了絮凝剂的利用率。生物活性炭(BAC)工艺是以粒状活性炭为载体，通过富集或人工固定化微生物，在活性炭表面形成生物膜。由于活性炭具有极强的吸附性能，使其能够迅速地吸附水中的溶解性有机物，为微生物提供了充足的养分。在有丰富溶解氧的情况下，微生物以有机物为养料生存和繁殖。生物活性炭法就是结合活性炭吸附与生物降解两种作用去除污染物的水处理方法，去除途径取决于污染物的可吸附性与可生物降解性。       1.3实验装置简介     图3为梯级混凝设备简图。从图3可看出，二级混凝反应设备的絮凝污泥通过气提的方式回流到一级

7、混凝设备。一级和二级混凝反应设备的直径均为1.75 m、高均为3 m。                  图4为生物活性炭设备简图。从图4可知，设备内部分为4格，分别为1个进水配水区、2个生物活性炭反应区和1个均衡区。2个生物活性炭反应区的横截断面尺寸为9.4 m×2.2 m，高2.5 m，炭床高1.3 m，装填4～8目的粒状活性炭，2个生物活性炭区同时曝气，气量控制在使活性炭呈悬浮状即可，第一是充分保证生物降解对溶解氧的需求，第二是防止活性炭板结。                  2·实验材料与方法    2.1实验仪器和药剂    DBJ-623六联

8、电动搅拌器;PHS-25酸度计;FA2004电子分析天平;721型