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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表1 廢水水質及排放標準
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項 目
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COD(mg/L)
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BOD5(mg/L)
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SS(mg/L)
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pH
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黑液
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30000
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9000
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2000
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11～13
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中段污水
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600
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300
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700
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7～9
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總排口
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≤450
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≤200
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≤250
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6～9
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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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表2 主要設備和構筑物設計參數
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主要設備及構筑物
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數量(座)
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HRT(h)
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尺寸
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黑液預沉池
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1
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10
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40m×10m×2.5m
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水解酸化池
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1
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60
|
40m×40 m×3.5m
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酸析單元
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酸析沉淀池
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2
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8
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20m×10 m×3.5m
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酸析氣浮池
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2
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1
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￠10m×1m
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中和池
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1
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5
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10m×18m×3m
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UBF
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2
|
30
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￠18m×10m
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均質調節池
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1
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4
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60m×20m×2.7m
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輻流沉淀池
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1
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4
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￠30m×4.5m
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濃縮池
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2
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10
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￠10m×5.5m
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化學調節池
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1
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12m×8m×2.2m
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清水回用池
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1
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12.5m×12m×2.5m
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壓濾泵房
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壓濾機
|
6
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污水提升泵
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3
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5 運行結果
① 西渡造紙廠采用酸析木質素，結合生化、物化法解決了黑液與中段廢水的處理問題，運行結果表明，該廠污水總排口主要污染物指標達到了GB3544—92的標準(見表3)；受納水體蒸水河污染控制斷面(總排口下游約1km)的主要水質指標達到了國家規定的Ⅲ類水質標準，經處理后的水回用率達50%。
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表3 系統處理效果
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項 目
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黑 液
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綜合廢水
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進水
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出水*
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去除率(%)
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進水**
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出水
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去除率(%)
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COD(mg/L)
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30000
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5696
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81
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1166
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320
|
72.6
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BOD5(mg/L)
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9000
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1787
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80
|
465
|
138
|
70.3
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SS(mg/L)
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2000
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560
|
72
|
684
|
180
|
73.7
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pH
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11～13
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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。
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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。
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。
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