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1、I C反应器处理造纸废水 的工程应用 任朝斌 孙润超 z ( 1 南阳理工学院河南南阳4 7 3 0 0 0 2河南省绿之丰环保科技有限公司河南郑州4 5 0 0 0 0 ) “ 十一五” 期间， 我国对造纸工业加大了环境治理力度， 扎实 推进节能减排， 重点对草浆企业和较大污染源点和重点流域造纸 企业进行 了综合整治。关停了纸浆造纸企业 2 0 0 0多家， 淘汰落后 产能 1 0 0 0多万吨 。造纸工业与 国民经济发展 和社会文 明息息相 关 ， 其具有较大市场容量和发展潜力； 因此还需看到我国的造纸 工业还大量地依靠国外资源 ； 其所面临的资源、 能源和环境的约 束也 日益凸显。 据有
2、关资料统计造纸行业的污水排放量约占全国 污水排放量的 1 2 左右， 污水中的化学耗氧量( C O D e r ) 约占全国 排放总量的4 0 一 4 5 。我国的制浆造纸废水主要来源于蒸煮废 液、 中段废水和造纸白水三部分； 且废水成分复杂， 有机污染物种 类多 ， 浓度高 ， 色度深， 处理难度大， 是 目前国内外废水处理的难 点和热点。如果直接排放到环境中， 将对生态环境人体健康造成 即时或潜在累积性的影响， 传统的处理方法已不能满足现在的环 境标准要求。因此， 开发研究高效、 廉价有效的造纸废水处理技术 已成为当今环保行业关注的热点。 自制的 I c反应器是在第三代厌氧反应器 U AS
3、 B的基础上 ， 多级处理技术、 流化床技术 、 污泥颗粒化技术、 内外循环等技术 集合在同一个厌氧反应器 内， 在反应器中， 厌氧颗粒污泥( 微生 物) 将废水中的 C O D厌氧降解转化为沼气。该技术基于气体提 升原理 ， 而由上升管和下降管中所含气体量的不同而产生的， 受 反应器气流的驱动 ， 循环流比率取决于进水 C O D浓度， 因此可 实现 自行调节。 具有较高的容积负荷率、 节省基建投资和占地面 积、沼气提升实现 内循环节能、较强的自我调节能力等诸多优 势 ，其特有的内循环和外循环系统将大大提高反应器的容积负 荷 ， 更好的实现固液之间的良好分离。相关研究表明： I c反应器 的
4、结构可使进入反应器的基质在反应器的污泥床区处于完全混 合状态， 在精处理区可以视为推流状态7 -,3 1 ， 这种特性在处理具有 强抑制性的废水时能够更好地降低对微生物的毒性h 。本研究 通过 I C反应器处理制浆造纸废水为例，探讨 I C反应器的启动 过程的各影响因素 ， 从而为 I c反应器在工程上应用推广提供必 要 的数据 。 l材 料 与方 法 1 1废水水质 该造纸厂废水主要为实际运行中产生的实际混合废水 ， 混合 废水水质组成见表 1 。 1 2 I C装置 工程应用的I C反应器是 自制的， 采用碳钢焊接而成 ， 有效容 积为 1 5 0 0 m3 ， 反应器主体高 2 0 m，
5、 直径 l O m， 沿柱高设置 3个取 样 口， 分别在 l m、 2 m、 3 m处， 以便在启动和运行过程中考察反应 器不同高度的污泥状况。在主体上部建有一个 4 m高的气液分离 器。 该反应器由5部分组成： 布水区、 第一反应室、 第二反应室、 内 循环系统和出水区， 其中内循环系统是 I c工艺的核心部分 ， 由下 层三相分离器、 升流管、 气液分离器和泥水回流管等组成。 反应器 内壁用环氧树脂防腐， 外壁作保温层。在反应器底部安装进水配 水系统和内循环反应液配水系统，采用环状管网布水器布水 ， 使 得布水性能进一步改善。其构造如图 1 所示。 图 1 I C反应器 的基本构造 1
6、3接种污泥 在生物处理中， 接种污泥的数量和活性是影响反应器的重要 因素。综合考虑运输费用、 工作强度、 操作环境等因素， 接种污泥 采用某维生素生产企业环保分公司厌氧处理装置的厌氧颗粒污 泥。 其中接种的厌氧颗粒污泥的 T S S为 8 7 7 2 g L ， V S S为 6 6 1 5 g m， 平均颗粒直降约为 2 8 3 m m。 1 4测定方法 调试过程中的主要分析项 目包括化学需氧量 ( C O D) 、 p H、 悬 浮物( S S ) 、 混合液悬浮固体( ML S S ) 、 挥发酸( V F A) 等 ， 分析方法参 照 水和废水监测分析方法( 第四版 ) ， 具体测定项
7、目和分析方 法 见表 3 。 表 2测定项 目及分析方法 试验指标 分析方法 试验指标 分析方法 C O D 重铬酸钾氧化法 V F A 滴定法 p H P H S - 3 C精密酸度计 S S 重量法 流量 电磁流量计 温度 温度计 2启 动过 程及 结果分 析 根据 I c反应器运行期间的污泥形态的变化情况和运行控制 条件的差异， I c反应器的启动过程可分为三个阶段： 污泥驯化期、 提高负荷期和满负荷运行期。 2 1 I C反应器对 C OD的去除情况 该造纸厂生产废水是实际生产过程中的混合废水 ， 水质相对 稳定。运行过程中主要考虑有机负荷和水力停留时间对 I c反应 器去除率的影响。
8、实际调试运行第 1 一 l 6天， H R T约为 6 9 h ， C O D 容积负荷约为 7 6 k g ( m 3 d ) ； 第 1 7 3 2天， H R T约为 5 0 h ， C O D容 积负荷约为 9 6 k g ( f n 3 d ) ； 第 3 3 5 8天 ， H R T约( 下转第 1 4 7页) 资源节约与环保 2 0 1 3 年 第8期 穿越过许多风格各异 、 特点鲜明的生态区域地貌单元 ， 连接着不 同的人文背景行政地域，特别在某些地段能形成很高的观赏价 值， 鲜明的路拱景观特色地带更能给予游客美的感受。 在设计时 ， 先要有充分的公路景观考究。将公路景观段分段
9、设计， 可区分为 景观特色点、 景观特色带及景观过渡带。景观特色带内需要有至 少一种景观美学特征 ，而在过渡带内不需要体现美学特征的景 观。在公路设计时首先我们需要确定公路景观设计的节点和序列 形式 ， 然后根据节点划分出风景点、 景观单元等特征点。 最后对景 观特色带及景观过渡带进行协调统一 ， 营造出形态 、 色彩不断变 化的公路动感环境。 3 2灵活的设计理念 因地制宜的指标是公路设计 中至关重要 的环节 。设计师 在设计方案时 ， 一定要按照地形、 地质的能够实际环境特征筹 划。比如在我国云南等多山高海拔地段 ， 自然景观丰富多样 ， 所以在公路设计上多数采用绕山环行 ， 不是传统的平
10、行线性 ， 这也就减少对周 围环境的破坏， 更能起到节能环保效果。也成 为了国内公路设计景观与结合上成功的典范 ，风景 区公路景 观美学新亮点。 4结语 对于风景区公路景观美学的定量评价， 从实际出发提出了公 路景观整体规划设计新的理念构架，及公路建设的环保意识， 同 时也 比较系统的对我国提倡的可持续的科学发展观展开，将 自 然、 人和路进行有机结合， 对生态道路学研究上提供了合理建议， 促进公路事业的发展。 参考文献 【 1 陆旭 东， 鲁亚义 等长白 山区公路 战I版计初墒J 中 外公路， 2 0 0 8 3 2 黄远峰 深圳市公路建设对生态环境的影响、 治理及对策 J 城 市环境与城市
11、生态， 2 0 0 1 3 王凋， 陆旭东等 环长 白山旅游公路建设中的植物保护技术 J 交通建设管理 2 0 1 0 1 ( 上接第 1 2 7页)为 4 0 h ， C O D容积负荷约为 1 3 2 k g ( m d ) ； 第 5 9 9 5天， H R T约为 2 4 h ， C O D容积负荷约为 1 8 2 k g ( m3 d ) ； 截 至启动完成反应器出水 C O D浓度为 5 8 0 m g L左右， C O D去除为 8 5 以上， 保持了较高的 C O D去除率。I c反应器的进水 C O D、 出 水 C O D及 C O D的去除率见图2 ， 反应器水力停留时间
12、与 C O D去 除率见表 3 。 表 3反应器进出水 C OD及 C OD去除率 2 2 I C反应器内p I -I 值和 V F A的变化 p H值是影响 I c反应器试验启动的一个重要因素 。由于纸 浆造纸废水是一种偏酸性的有机废水 ， 在运行中必须控制进水的 p H， 主要采用投加一定量的碱液调整 p H的方法控制进水的 p H。 在试验的过程中主要是通过监测出水的p H值和污泥及出水的 V F A来判断反应器中酸碱度是否处于平衡状态的。 调试过程中发 现 p H值控制在 7 0 左右对 I c反应器最为适宜。 2 3循环水量对 I C反应器的影响 增加 I C反应器的外循环是为了增大
13、产气量 ，而循环量的大 小对 C O D的去除率影响较大； 调试结果可见表 4 表 4外循环对 I C反应器的影响 2 4硫酸盐和钙离子对 I C反应器的影响 除了上述影响因素外， 造纸废水中的某些物质或离子会对 I c 反应器的正常运行产生一定的影响。由于混合废水水质稳定 ， 直 接进入 I C反应器 ， 调 试运行 中会受 到硫 酸盐 的影 响 ； 一 旦硫 酸盐 浓度过高将会影响反应器内微生物的生存。其次钙离子在反应器 内会生成沉淀， 使颗粒污泥钙化， 会影响 C O D的去除率和反应器 的稳定 运行 。 3结论 ( 1 ) 采用 自制的 I c反应器能够有效的处理纸浆造纸废水， 运 行
14、稳定， 结构适宜， 在水质稳定， 运行条件变化不大的情况下， 其 对 C O D去除率达到 8 5 以上。 ( 2 )采用某维生素制药废水厌氧颗粒污泥混合作为接种污 泥， 接种后 I c反应器的污泥浓度为 2 3 g L ， 调试成功 ， 启动周期为 9 5天 ， 且运行稳定 。 ( 3 ) 调试运行中将 p H对 I c反应器的影响因素最大， 进水 p H 维持在 6 7 6 7 1 8之间运行效果最佳。 ( 4 ) I C反应器的 C O D去除率与废水水质、 反应器类型、 容积 负荷等很多因素有关， 另外进水中的硫酸盐和钙离子的浓度对 I c 反应器运行也有很大影响。 参考文献 m 靳福
15、明， 中国造纸工业水污染问题与对策【 J J 中华纸业 ， 2 0 1 0 1 3 ： 53 -5 6 【 2 】 杨世关 ， 张杰， 张百良等 I C反应器基质降解动力学特性研究 J 】 _ 中国沼气 ， 2 0 0 4 ， 2 2 ( 2 ) ： 1 8 2 1 3 瑚 纪萃， 废水厌氧生物处理理论与技术【 M 北京： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 3 4 瑚 纪萃试论 I c 反应器水工业也可持续发展 M 北京： 清华大学 出版社， 1 9 9 8 5 】 郭方峥， 刘伟京 ， 涂勇等 I c反应器处理废纸造纸废水的运行参 数J 环境科学研究 2 0 1 1 ， 2 4 ( 3 ) ： 3 2 5 3 3 1 6 国家环境保护局 水和废水检测分析方法【 M 北京： 中国环境科 学出版社( 4版) ， 2 0 0 2 ， 1 2 【 7 王慧芳 ， 买文宁， 梁允等 I c反应器处理维生素制药废水的启动 试验研究 J 水处理技术， 2 0 0 9 ， 3 5 ( 6 ) ： 7 9 8 1 通讯作者 孙润超 ( 1 9 8 3 一) ， 男， 河南商丘人， 硕士研究生， 环境工程， 研 究方向为水污染控制。 资
