厌氧_好氧处理高得率浆APMP废水的研究_施英乔

文章编号:1003-6504(2000)03-0008-04厌氧—好氧处理高得率浆APMP废水的研究施英乔,丁来保,李萍,房桂干(中国林业科学院林产化工研究所,南京210042)摘要:设计了生物处理高得率浆碱性过氧化氢机械浆(APMP)废水厌氧(UASB)—好氧(SBR)组合技术,结果表明该技术可使APMP废水COD去除率达90.3%。并用计算机处理实验结果,建立了厌氧—好氧关联方程及SBR降解APMP废水的动力学关系式。关键词:厌氧处理;好氧处理;高得率浆废水中图分类号:X793;文献标识码:B收稿日期:2000-03-05基金项目:国家九五攻关专题(96-011-01-09)和中国林科院基金项目高得率浆技术被造纸工业界誉为是一种革命性的制浆技术,其特点是天然纤维利用率高、污染排放少。而碱性过氧化氢机械浆(APMP)则是近10年才发明创造的一种最新高得率制浆技术,国内已有大型造纸企业(如岳阳造纸厂等)从国外引进了APMP关键技术及生产设备。预计在21世纪的头10年,APMP将可能成为我国造纸行业新的技术增长点。在APMP生产过程中,产生的污染量比普通浆工艺大大减少,但由于高得率制浆工艺耗水量也大大减少的特点,导致APMP废水的污染负荷COD浓度可达5000～10000mg/L左右,BOD则为COD的30%～45%,属高浓有机废水。实践证明,用厌氧—好氧联合处理此类废水比单独用好氧方法经济性提高一倍[1]。本文针对APMP废水COD、BOD含量高的特性,首次设计了上流式厌氧污泥反应床UASB和序列活性污泥法SBR组合技术进行生物处理试验,并用数学方法定量描述了厌氧—好氧组合处理APMP废水的内在关联,为工业设计打下理论基础。1试验方法1.1APMP制浆废水在中国林科院林产化工研究所高得率浆中试车间,从奥地利Andritz公司引进了一套6″MSD挤压预浸装置和12″-1CP压力磨浆系统。以我国北方山杨(Populusdavidiana)为原料,在这套中试设备上制取APMP浆,收集MSD挤压段、斜管预浸段和压力磨浆段废水,混合后盛于塑料桶中,取样测各项废水指标,其余置冷库中贮存。1.2UASB厌氧实验上流式厌氧污泥反应器是按照瑞典隆德ANOX环境工程公司提供的图纸制成,材质为无色玻璃,便于观察内部液体的流动,反应器有效容积660～670mL。废水厌氧处理流程见图1。1.3SBR好氧实验为了和UASB反应器相配套,用有机玻璃制取了有效容积为1000ml的SBR反应器。每个反应周期的5个操作步骤为:进水;曝气;沉淀;出水;静置(图2)。整个操作均用计算机控制,达到24小时自动运行的操作要求[2]。8环境科学与技术2000年第3期总第91期2000年8月DOI:10.19672/j.cnki.1003-6504.2000.03.003图1UASB反应流程图2SBR好氧实验操作步骤2结果和讨论2.1APMP废水的主要特征按照国家标准测定了中试获得的APMP废水的主要特征,结果列于表1。废水具有较高的pH值和COD、BOD含量,色度较低。含有一定量的N、P,因此,在厌氧处理时,可按COD∶N∶P=400∶3∶0.7补加N、P盐,以满足厌氧菌生长的需要。2.2UASB反应器的启动厌氧颗粒种泥采自挪威某TMP制浆厂的厌氧反应塔,颗粒直径在0.5～4mm之间,量取330ml装入UASB实验反应器中。将APMP废水稀释3倍,加N、P盐,调pH表1杨木APMP废水特征pH总COD(mg/L)可溶性COD(mg/L)可溶性BOD(mg/L)SS(mg/L)TS(mg/L)色度(稀释倍数)TN(mg/L)TP(mg/L)残余H2O2(mg/L)残余NaOH(mg/L)9.9684067332710586721080466.282110至7.0,反应器夹套保温进水慢慢升温至38℃,控制每天进入的COD体积负荷量1g/L·d,运行3周后,每天COD的去除率趋于平稳时,视为完成启动,准备下一步试验。2.3pH值的影响pH值是废水厌氧处理最重要的影响因素之一。用稀盐酸调节进入UASB反应器的APMP废水的pH=8.5、8.0、7.0、6.0,保持每个pH值条件连续运行两周,考察进水pH值变化对COD去除率的影响程度。其它条件为:T=38℃,COD体积负荷5g/L·d。结果见图3,当进入废水pH=7时,COD的去除效果最好;当pH=8.5时,COD去除率明显下降。这是由于UASB反应器中的甲烷菌对pH环境非常敏感的原因。因此,对进入UASB的原废水,必须重视pH值的调正。2.4温度对UASB效率的影响当进水pH=7.0、进水体积负荷5g图3pH对UASB效率的影响COD/L·d,调节UASB反应器温度分别为38、30、20、9℃(冬天室温)。在每个温度水平上,UA