超滤-改良活性污泥法处理桉木CTMP制浆废液可行性研究

瞳·环保治理·超滤一改良活性污泥法处理桉木CTMP制浆废液可行性研究■张灿彬何北海林鹿李小红蔡卫彭志军(1．华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510641；2．广州造纸股份有限公司广东广州510281)摘要：按四种不同工艺条件，实验室模拟制浆过程提取出四种桉木CTMP@j浆废液。采用超滤法对废液进行处理，找出最佳处理的膜孔径，并用该孔径的膜去处理四种不同工艺条件的废液。结果表明：经超滤处理，使废液的污染负荷大大降低；清洗后膜的通量可恢复99％；滤过液的生物可处理性明显提高，对经过最佳膜孔径的超滤膜处理后的废液进行改良活性污泥法处理后，出水水质达到GB5544—92二级排放标准。关键词：CTMP~4浆废液；超滤；最佳膜孔径；污染负荷；改良活性污泥中图分类号：X795文献标识码：A文章编号：1007-9211(2O06)06-0070-04目前对桉木CTMP制浆废液的处理方法主要是生物法，如好氧法、厌氧法或厌氧一好氧联合法等。由于废液的可生化性较差，使直接采用生物法处理受到了一定的限制。膜技术(主要是超滤和反渗透)在处理造纸工业废液方面得到广泛的研究和应用。但是膜技术在设备投资、运行管理，特别是膜的污染等方面存在的问题一直阻碍着膜技术在造纸工业中的应用。受超滤膜结构的影响，超滤仅适于大分子质量污染物的去除，因而其COD的去除率不可能太高，BOD的去除率更低。采用超滤、生化联合的方法处理桉木化机浆废液，则两者在保持各自优点的同时，缺点可互相弥补。本文以桉木CTMP制浆废液为对象，进行了超滤一改良活性污泥法处理桉木化机浆废液的可行性研究。本课题得到广州市科技难题招标项目“桉未cTMP浆废液脱色的研究”的资助。tO彳卑{．、·事2T喜事6期2oosJf-S1材料与方法整个实验流程为：实验室模拟制备废液一废液的超滤处理一改良活性污泥法处理1．1实验室制备桉木CTMP制浆废液原料：蓝桉、马尾松，两种原料均由广州造纸股份有限公司提供。蒸煮设备：美国M／KSystems生产的M／K609-2-10蒸煮锅。废液提取方案：木片洗涤(绝干原料ikg)一药品添加(液比1：4)一快速升温(升温速度设定为300℃／h)一保温(100℃，60min)一放汽一提取废液为了使本实验具有普遍性，这里按不同的制浆用药量选用四组废液作研究(见表1)。1．2超滤装置采用美国MILLIPORE~_}司进口的最新超滤装置，它由滤包和蠕动泵组成。滤包型号为Prep／ScaleTM—TFF维普资讯http://www.cqvip.comCartridges，膜面积0．09m，所用滤包有四种：截留分子量为30000，纯水通量为10～20L／(m·min)；截留分子量为10000，纯水通量为7～9L／(m，min)；截留分子量为5000，纯水通量为5～7L／(m·min)；截留分子量为1000，纯水通量为2～4L／(m·min)。蠕动泵的型号为CATA—LoGNo．XX80EL005表1模拟桉木CTMP制浆提取废液的制浆用药量1．2．I超滤实验条件常温下，压力1．0MPa，由蠕动泵控制加压；蠕动泵转数取170～180r／min，纯水透过率99％；进料不稀释。1．2．2渗透通量的计算渗透通量L／(m。·min)=超滤系数K×滤过液体积L／(超滤膜面积ITIX超滤时间minX滤包压力Pa)式中超滤系数K主要取决于温度因素(见表2)。1．3改良活性污泥法处理超滤后废液1．3．1培养、驯化、处理的温度处理废液时，装置直接暴露于空气中，温度为常温。1．3．2营养盐以尿素与KH，PO配制营养盐，其N、P浓度分别为2．5g／L与0．5g／L。表2超滤系数K与温度的关系滠度℃j20_2224252628J∞32系数K1．1251．0721．0231．0000．9780．9350．8960．859注：(1)该表摘自超滤仪器的使用说明书。(2)该表是基于25。C的纯水超滤系数K为1．000的标准而鳊制的。1．3．3原料污泥污泥直接去广纸取得，为SBR污泥，沉降性能在50mL／gTSS左右或更低，保存在冰箱中。使用时将上层清液放出。1．3．4实验方法(1)用1mm标准筛过滤除去粗大杂质(惰性杂质)(2)使用强化技术●在培养驯化前的活性污泥中投加一定量的氢氧化铁⋯，铁的生物絮凝作用加上氢氧化铁的生物载体作用，可将污泥驯化成生物铁絮体活性污泥。●加入颗粒状活性炭ill，颗粒大小取1mm左右，清洗后放入。●对超滤后的废液进行预处理消毒，主要是除去会抑制菌类生物生长的硫离子，同时高价金属离子的引入·环保治理·瓦-]也能促进微生物的生长。(3)培养驯化●培养温度：常温，直接暴露于空气中培养。采用间断换水：混合液在曝气到开始出现活性污泥絮凝体后，即停止曝气，静止沉淀1～1．5h，排放约占总体积60％～7