竹浆废水不同处理段的污染物特征

我国竹类种类繁多，竹类资源丰富，分布在全国的有500多种。竹纤维长径比大，纤维长度介于针叶纤维和阔叶纤维之间，仅次于针叶纤维，是优良的造纸原料。中国造纸工业原料短缺，而纤维含量丰富的竹子可以大大缓解中国造纸工业原料短缺的问题。以竹代木，竹浆纸一体化是解决我国木材供需关系的重要途径。

竹子制浆企业大多采用化学制浆，生产过程中产生的废水量大、浓度高、色度高。竹浆废水中含有大量的糖类、有机酸、氨基酸、黄酮类、单宁等有机物，增加了废水处理的难度。工业上通常采用物理、生化和组合方法处理竹浆废水，COD去除率可达90%。残留的有机污染物可通过混凝、吸附等高级氧化方法去除，从而达到国家废水排放标准。面对日益严峻的环境问题，造纸企业对废水最终排放的要求越来越高，迫切需要掌握和开发新的竹浆废水处理技术。本文以贵州某大型竹浆企业废水工程为研究对象。废水工程采用“预处理-生化-物化(气浮)”的常规三级处理工艺。主要考察废水工程运行过程中COD、色度、TP和NH3-N的变化，为我国竹浆企业废水处理提供参考，并对竹浆废水的排放提出合理化建议。

一.实验

1.1废水样本

废水来自西南某竹浆厂，日废水量2 ~ 3万吨。在工厂正常运行期间，从废水处理的每个工段(初沉池、曝气池、二沉池和出水)取样。4月1日至11月15日，连续采样33周，每周同一时间采样一次，检测COD、色度、NH、-N、TP等水质参数。

1.2废水处理工艺流程图

该厂废水处理流程如图1所示。

1.3仪器和分析方法

COD测定采用重铬酸钾法(KHCOD-12 COD消解仪)(GB/T11914—1989)、钳子比色法(上海新锐SD9011台式比色计)、TP采用USEPAhosver 3消解-抗坏血酸法(hash DR5000分光光度计)、NH、-N采用Usepa纳氏试剂法(hash DR

二。污水处理系统中水污染物特性的变化

2.1 COD变化

COD是衡量废水中有机污染物的重要指标，通过还原性物质直接反映水质污染程度。图2为33周内竹浆废水各单元COD的变化情况。从图中可以看出，初沉池废水COD波动较大，从547mg/L到3135mg/L，可能与制浆过程中的竹材原料有关。好氧处理后，二沉池出水COD为200~250mg/L，相对稳定，系统抗冲击能力好。该工艺在废水排放前加入A12(SO4)3进行混凝处理，出水COD均在90mg/L以下，达到废水排放标准。

2.2色度变化

图3显示了竹制浆废水各单元的色度变化。从图中可以看出，该废水项目具有良好的脱色效果。工厂正常生产的废水进入初沉池时，不同时间段废水色度差异较大，生化处理后色度变化较小。生化废水经A12(SO4)3混凝处理后，可以改变废水中胶体的稳定性，使废水中微小的悬浮物和带电胶体迅速聚集，从而使水质更加清澈。因此，出口废水色度相对稳定，主要集中在12-20倍之间，均符合当地废水排放标准。

2.3 TP变更

磷是废水生化处理过程中微生物所需的营养物质，在国家标准中对其排放有严格的要求。图4显示了竹浆废水处理单元中TP含量的变化。从图4中可以看出，废水中TP含量逐渐降低，初沉池中TP平均含量为5.99mg/L，曝气池中TP平均含量为3.17mg/L，进水口中TP平均含量为0.13mg/L，完全低于新国标GB3544—2008中小于0.5mg/L的标准。此外，本项目好氧废水平均COD为1256mg/L，COD/TP比值约为200: 1，满足好氧生物处理的要求。

2.4 NH3-N变化

图5显示了竹制浆废水各段中NH3-N的变化。考虑到氨氮的检测成本，工厂只对好氧池和出水口进行了检测。从图中可以看出，竹材废水在曝气池中被好氧菌分解，废水中氨氮含量降低，出口NH3-N在2.7mg/L以下，低于GB3544—2008中小于12mg/L的要求。

三。竹子废水工程运行中存在的问题及建议

(1)针对原料品种，加强竹材的质量控制。由于竹材种类繁多，竹材的基本密度和化学成分不同，水分和抽出物含量也不同，会给生产线带来不利影响，导致生产过程中产生的废水特性波动。采取针对性措施:I)加强材料制备的均匀性，降低不同来源的含量；Ii)通过对原料场和竹片管理来控制原料的含水量；Iii)加强筛选过程的操作，去除过大的碎片、过小的碎片和细粒；Iv)合理控制木片的存放时间，避免发霉腐烂。

(2)优化升级污水深度处理工艺，降低污水处理成本。气浮设备处理能力有限，泥水分离效果差。因此，污水终端气浮泥水分离效果有待提高。同时，生化出水采用A12(SO4)3混凝处理，成本较高。考虑到后期制浆能力和产品种类的增加，用A12(SO4)3连续处理很难达到国家标准。因此，迫切需要开发和改进新型高效混凝剂，最终实现废水的高效、低成本处理。

四。结论

(1)通过对竹浆废水连续33周的检测，发现废水的COD、色度、TP、氨氮波动较大，但出水各项指标均达到国家标准，系统抗冲击能力较好。出口COD、色度、TP、氨氮平均值分别为71毫克/升、17倍、0.13毫克/升、1.35毫克/升。

(2)严格控制竹浆原料质量，提高纸浆产品质量和生产率，降低废水污染负荷，确保废水稳定达标排放。加强污水深度处理工程改造，开发高效氧化混凝剂，应对日益严峻的环保形势。(来源:中国林业科学研究院林产化学工业研究所；江苏省生物质能源与材料重点实验室；生物质化学利用国家工程实验室；国家林业局林产化学工程重点开放实验室；南京林业大学；天华纸业有限公司)

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