全 文 ：峨翻超皿巨 2 0 0 0· 6
欧洲山杨化学机械法制浆废液的活性污泥法处理与调控 *
高 扬 ’ ,许 玮 ’ , H一 e l a u d e L a v a l l e e ,
( 1华南理工大学 制浆造纸工程国家重点实验室 广州 5 1 064 0
2 U in v e sr i t e d u Q
u
eb ce
a T or i
s 一凡 e iwe w a , QC . C an an d a )
中圈分类号 二TS 7 9 文献标识码 : B
作为重要的技术发展趋势 , 化学机械法制浆在制浆造纸工业
中占有相当大的比重 , 并将继续发展 。 其废液中除了含有溶出的
部分木素与碳水化合物降解产物 , 还有残余的化学药品 。 由于废
液的浓度低 , 无法采用传统的嫌烧法处理 。 然而其产生的废液量
大 , 污染负荷高 , 必须经过处理之后才能排放 。 因而 , 必须重视这
类制浆废液处理技术的研究和应用 。
活性污泥法是好氧微生物在有溶解氧存在的条件下 , 分解废
水中有机污染物质的生化处理方法 , 通过特定条件下对混合微生
物群的驯化和诱导 ,使之能够适应欲处理废水的水质条件 , 可 以取
得良好的有机污染物质去除效果 。 本文讨论采用具有高效菌类群
体的活性污泥法处理杨木化机浆废液的试验研究 。
l 试脸方法
1
.
1 废水及其处理装置
化学机械法制浆废液来自加拿大东部某大型新闻纸厂 , 所用
原料材种为欧洲山杨 (升 e “ 山le ) 。 实验室动态处理系统的主体由生
化反应器和沉降池构成 。生化反应器的有效容积为 巧 L , 沉降池的
容积为 3 O L ,内设滋流挡板分离回流污泥与澄清的出水 。系统配备
了温度 、 p H值的反馈控制装置 , 本研究采用两套废水处理装置平
行运行 。
1
.
2 试验操作与控制
本废水处理系统属于完全混合式活性污泥法 , 进人反应器的
废液在曝气作用下立即与池内的悬浮絮凝液充分混合 , 这种方式
可以最大限度地承受废水水质变化的冲击。 由于池内各点水质均
匀 , F / M 比值一定 ,系统处于微生物生长曲线某一点上工作 , 因而
可 以通过调节 F / M , 使得曝气池处于良好的工况下运行 。 研究试
验过程中 , 采用仪器检测结合化学分析方法测定废液的污染特性
和生化处理系统的运行状况 , 并且及时依据检测数据进行反馈调
节 ,保持废液处理系统始终处于最佳运行状态 。
2 结果与讨论
2
.
1 废液的污染特性与可生化性
化学机械法制浆废液所含的污染物质十分复杂 , 除了残余的
碱性化学药品之外 ,主要含有木素降解产物 、 聚搪类降解产物和低
分子量有机酸类等 , 既有有机物质污染 ,又有毒性物质污染 。 欧洲
山杨化机浆废液的污染特性与可生化性见表 1 .
从表中数据可见 ,废液的 p H值为弱酸性范围 , C OD 为 4 460 -
衰 1 欧洲山杨化机桨度液的污染特性与可生化性
废 液 种 类 欧洲山杨化机浆废液
p H 值 5 . 5 一 6 . 2
化学耗氧量 ( C o n , m g / L ) 4 4 6 0 一 8 180
生化耗氧 t ( B O D , , m g / L ) 2 6 6() 一 3 3 2 0
总悬浮固形物 (侣 S , m g / L ) 17 8 一 3 2 0
可生化性评价 ( B O D s / CO D ) 0 . 4 1 一 0 . 5 9
8 1 80 m g / L
,
BO D , 为 2 660 一 3 32 o m g / L ,仆 S 为 17 8 一 3 2 o m g / L ,
B O D , / C OD 达到 0 . 41 一 0 . 59 , 显示此种废液具有较好的生化可处
理性 。
2
.
2 废液活性污泥法处理运行与调控
废液首先经过初级处理 , 除去沉淀和悬浮的较大杂物后进人
反应池 ,曝气的作用使得废液与活性污泥液迅速混合 , 处于良好的
悬浮状态 , 保证微生物代谢和生化作用所需的充足的好氧条件 。
经过一定的水力停留时间 , 废液中的有机污染物质被活性污泥吸
附 、 吸收和氧化分解之后 , 悬浮絮凝液进人沉淀池进行固液分离 ,
净化的出水排放 ,参与循环的活性污泥定量回流反应池 ,剩余的污
泥排出系统 。
生化反应过程所需补充的营养物根据每周的指标检测 , 随时
进行调节和控制 。 通过调节运行参数 ,控制废液处理过程中的 F /
M 在较低的范围内 , 微生物活动处于平衡期或者内源代谢初期 , 以
取得最好的处理效果 。
活性污泥法的微生物在降解有机污染物质的代谢过程中 , 需
要分子氧作为受氢体参与作用 。 运行过程中 , 反应器的废水溶解
氧浓度保持在 4 m g / L 左右 , 混合液生化反应的耗氧速率 (O U )R 为
1 9
一 2 2 吨 0 2 / L · h . 污泥沉降指数 ( s v l )为 63 一 9 5 m g / L , 污泥产
率为 0 . 5 一 0 . S L / d , 回流污泥量控制在 2 一 25 m L / 而几
在一定的污泥负荷范围内 ,随着污染负荷的升高 , 处理效率将
下降 , 出水的水质变差 。 试验中得知 , B o D 负荷在 0 . 4 k g BO D /
kgM IS S
·
d (M比 s 为混合液悬浮固体的缩写 ) 以下时 , 可以得到
9 0% 以上的 B OD 去除率。 由于化机浆废液中含有降解的糖类和有
机酸等 , 相对比较容易降解 , 当污泥负荷在一定范围内升高 , B O D
去除率下降的趋势比较缓和 。
从微生物的细胞元素组成来看 , 碳和氢是构成菌体成分的主
要元素 ,氮磷是重要的无机营养元素 ,这些无素之间需要满足一定
的比例。 研究中控制 B O :D :N P 约为 10 : :5 1 , 其中碳源以 B OD 值
表示 , 氮以 N H 3 一 N 计 , 磷以 PO月 一 3 中的 P 计 。 运行中定时进行氮
磷分析测定 , 如发现比例失调 , 则及时进行调控 。
系统运行过程中各项运行参数和检测结果如表 2 和表 3 所示 。
裹 2 欧洲山杨化机桨废液活性污泥法处理系统的若干运行 . 傲
检 测 项 目 数 据
水力停留时间 ( b) 4 6 一 48
溶解氧 ( CO D , m g / L ) 3 . 2 一 4 . 5
耗氧速率 (O U R , m g 0 2 / L · h ) 4 5 . 5 一 5 6 . 4
F / M ( k g BO D
S / k g M比S · d ) 0 . 3 1 一 0 . 3 3
污泥泥龄 ( d ) 一。
污泥得率 ( L / d) 1 . 5
污泥指数 ( s V I , m L / g ) 10 5 一 17 2
混合液悬浮固体 (M L s s , m g / L ) 5 3料 一 6 8 0 2
混合液挥发悬浮固体 (M L v s s , 哪 / L ) 4 8 4 6 一 6 2 4 0
20 0 0
.
6月峨派班塞翻
裹 3欧洲山杨化学机械法制致废液的污染特性及其生化处理结果
检 侧 项 目 处理前的进水 处理后的进水 污染物质去除串《 % )
p H 值 5. 8一 6 . 2
化学耗氧 t (0 D c, m g / L ) 4 4 6 0 一 5 15 0
生化耗氧量 ( BO氏 , m g / L ) 2 6印 一 3 3 2 0
总悬浮固形物 (飞s , m g / L ) 1 7 5 一 32 0
7
.
6 ~ 7
.
8
7 80 一 9 2 0
12 ~ 18
24
~
40
86
~
90
> 9 9
85 ~ 8 8
从表中的数据可见 , 欧洲山杨化学机械法制浆废液的 pH 值
为 5 . 5 一 6 . 2 , 化学耗氧量 ( CO D ) 为 4 4 6 0 一 8 18 0哪 / L ,生化耗氧
量 (B 0 氏 )为 2 660 一 3 320 m g / L , 总悬浮固形物 (巧 S )含量为
178 ~ 32 0 mg / L
.
废水处理系统每 日处理的废液量为 7 . S L , 水力停留时间为
4 6
~
48 h
, 反应器 内的温度控制在 28 ~ 29 ℃ , p H 值为 7 . 6 -
8
.
0
. 混合液中的溶解氧 ( D O )含量控制在 3 . 2 一 4 . 8 m g / L , 耗氧
速率 ( O U R )为 4 5 一 56 DI gO : / L · d , 污泥沉降指数 ( S v l )为 10 8 -
172 m g / L
,污泥产率为 1. 0 一 1 . S L / d , 回流污泥量控制在 25 -
26 m L / m in
.
经过处理之后 , 出水的 pH 值为 7 . 6 一 7 . 8 ;化学耗氧量 (C O)D
降低至 7 50 一 92 0 m g / L , 去除率达到了 86 % 一 9 0% ; 生化耗氧量
(B o压 ) 降低至 12 ~ 18 mg / L , 去除率达到了 9 % , 总悬浮固形物
(15 5 )含量降低至 24 一 40 gm / L ,去除率达 85 % 一 8妈 .
研究结果表明 , 欧洲山杨化学机械法制浆废液虽然具有很高
的污染负荷 , 然而采用驯化后适应了特定废液特性的活性污泥法
处理时 , 可以在较短的运行时间里有效地去除废液中的多种污染
物质 , 出水达到部门的排放监测标准 。
3 结论
化学机械法制浆废液的污染成分复杂 , 需要利用多种优势菌
种组成的生化系统处理 。 通过特定条件下的驯化 , 使得微生物适
应废水的复杂环境 , 才能充分发挥降解和转化污染物质的功能。
本研究采用的活性污泥包含降解有机染物质的高效菌类群体 , 对
于欧洲山杨化学机械法制浆有着良好的处理效果 。 处理之后出水
的 p H值为 7 . 6 一 7 . ;8 化学耗氧量 (C o )D 去除率可 以达到 86 % -
90 %
, 生化耗氧量 (BO压 )去除率达到 9 % ,总悬浮固形物 (TS S )含
量去除率达到 85 % 一 8 % .
研究课题得到了广东省自然科学基金 、 教育部留学回国人员科
研启动基金和加拿大魁北克省教育部的资助 。
台湾省将积极参与大陆造纸与纸品业
近年来赴大陆设厂 已在台湾省形成了
投资热潮 , 省内各纸业公司也都纷纷投资
大陆设厂 。 早些年投资的企业已有盈利 ,经
营业绩良好 ,为后来者增添了信心 。 目前中
华纸浆公司正跨出投资的步伐 , 正隆公司
的投资方案 , 可望在年前成立 。
永丰余造纸以司在大陆市场已耕耘多
年 , 在广州 、 昆山 、 厦门的三个纸容器厂均
已盈利 , 其中厦门厂上半年获利 l 巧 2 万
元 ,广州厂获利 3 0 38 万元 。 由于造纸厂投
人金额大 , 故江阴的永丰余白版纸厂及昆
山家庭用纸厂 , 目前仍处于亏损状态 。 据悉
永丰余在大陆投资建造的企业 , 19 9 年上
半年亏损 5 6 27 万元 , 20 0 年亏损额已缩
小为 3 23 万元 。 预计到 2咤x 刃 年底永丰余在
大陆的工厂将可转亏为盈 。 现在永丰余公
司已加快了大陆投资进度 , 计划在未来三
年内 , 每年平均增设 2 一 3 个纸容器厂 , 到
2 0 3 年将达到十个纸容器厂的规模 。 此外
还规划设立工业用纸厂 (瓦楞芯纸等 ) , 但
因目前大陆的废纸回收体系尚未健全 , 原
料供应渠道不甚畅通 , 故打算在纸容器厂
达到相当规模后 ,再建立工业用纸厂 。
中华纸浆公司与永丰余公司共同并购
了广东省广宁浆厂 , 这是中华纸浆公司首
次进人大陆浆纸市场 。 两家公司计划投入
5 40 万美元 , 其中中华纸浆公司占 60 % ,
永丰余为 40 % . 中华纸浆公司认为 : 由于
浆市看好 , 如要建设新厂 , 见效和效益都将
有一个过程 。 而投资现成的广宁纸浆厂 , 由
于该厂有一定的设备和力量 , 只要给予技
术上的支持 , 改善工艺和生产流程 ,产量即
可上升 ,能较快地获益 。 广宁浆厂的设订能
力为 5 . 1万 t/ a . 在通过投审 、 审核以及大
陆相关单位认可后 , 中华纸浆公司将加速
广宁厂的建设工程 , 预期可在较短时间内
投产 。
荣成纸业 , 投资最大的是无锡龙达荣
成纸业公司 ,持股比例为 90% , 这是由一家
比较陈旧而狭小的纸机再新添纸板机构成
的 。 荣成纸业在大陆还持有上海福门纸业
公司 10 % 的股份 。 这是位于上海浦东南侧
五四农场的一家沪港合资 , 由香港显标贸
易公司与上海农工商集团五四总公司共同
投资 45 万美元兴建的 。 主要从事印刷 ,
19 98 年实现企业完成销售 3 80 万元 , 实
现利税 78 0 万元 。 1 9 9 年完成销瞥 4 5 0
万元 , 实现利税 95 0 万元 , 20 0 年情形更为
好转 。 荣成纸业还投资于从事纸制品买卖
的广州麦迪公司 , 经营家庭用纸加工机械
的汉达机械公司 , 以及杭州富春旅游开发
公司等 , 这些公司约亏损了 54 0 万元 。 但无
锡龙达荣成五月份已提前完工 , 目前每日
产量 25 O t , 总年产量从原来的 5 万 t 提高
到 巧 万 t . 在产量完全达到设计能力后 ,下
半年获利有望好转 。
正隆公司规划在上海浦东兴建工业用
纸及纸容器厂 , 由于是独资企业 , 加上上海
的环保标准又 日趋严格 , 申请手续比较繁
杂 , 目前已通过上海市的环境影响评估 , 可
望在年底顺利完成申请 , 加速动工兴建。 虽
然正隆公司的大陆投资早已确定 , 但多年
尚未成功 。 正隆在转投资高科技产业方面
一向比较保守 ,但目前已加快了步伐。
目前台湾省 内的投资情况宜不乐观 ,
人民对当局也不满意 。 因此在大陆设厂已
成为台湾的首要打算 。 目前台湾在大陆投
资总计已达 25 0 亿元 。 但综前所述 ,台湾纸
业目前还仅在东南沿海一带投资 , 对于西
部广大地区还未涉及 。 根据国家积极开发
西部的政策 , 西部地区有着较优惠的投资
政策 , 台湾省必将会增加对西部 , 特别是西
南部云南 、 广西 、 重庆等地的投资 , 但鉴于
种种原因 , 目前台湾的投资可能是属于中
小型的 , 投资不会太大 , 而且比较倾向于投
资较小的纸容器厂 , 印刷厂等小型企业 。 我
们衷心希望台湾省的纸业能加快向大西南
进军 , 加速造纸业的发展 。 (华君 )
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