上旋流厌氧反应器在造纸废水处理中的应用

　　摘 要：随着我国在经济上的不断发展，各行各业在发展的过程中会产生很多废物。比如工业生产中产生的废水，如果把这些废水处理不当，就会对我们生存的环境造成一定的危害。所以，在工业的发展过程中，人们开始逐渐对于排放的污水进行处理。本文就是围绕造纸废水的处理问题，通过一定的实验监测得出使用上旋流厌氧反应器，可以在一定程度上解决造纸废水的处理。分析上旋流厌氧反应器的设计原理，在实际中的操作会遇到的一些问题以及使用上旋流厌氧反应器在处理造纸废水中所带来的好处。 

　　关键词：上旋流厌氧反应器；造纸；废水 

　　随着工业的发展，人们对于生活中所需要的用品也越来越多。纸张的使用也无处不在，由于我国人口比较众多，对于纸张的需求量也较大。使用纸张的人群主要是学生、办公室人员；在工业生产中的主要用在包装箱、容器，防锈纸，纸袋；在文化传媒中的主要用在报纸、杂志等。人们对于纸张的需求量大，也就意味着在造纸工业中，要生产出各种需求的纸品。而在造纸过程中会大量使用工业水，从而也产生了大量废水，这些废水除少数回用（中段废水），其余大量排放，若不处理，会对环境造成极大的污染。造纸废水中主要含有半纤维素、木质素、无机酸盐、细小纤维、无机填料。针对这种污水的排放的现象，我们开始研究上旋流厌氧反应器来处理造纸废水，通过实验证明上旋流厌氧反应器可以处理造纸废水，解决造纸工业废水污染问题。 

　　1 上旋流厌氧反应器的概念 

　　上旋流厌氧反应器是反应器的一种，主要是采取上旋流式布水设计。在对水的使用上进行合理的安排，促进传输的效果，增加了水的压力，在一定程度上使反应器在流动的速度上和压强上都有提高，极大的提高了上旋流厌氧反应器的工作效率。针对造纸厂在造纸过程中产生的废水，研制的一种新型的排水的反应器，也就是上旋流厌氧反应器。上旋流厌氧反应器在造纸废水处理中应用，与其它处理装置相比，有其独特的特点。增加了产气量（甲烷气体），降低了动力消耗和人力成本。 

　　2 造纸生产工序中产生的废水 

　　造纸厂在造纸的过程中，因生产工艺不同，产生废水中的物质也不同。采取的废水处理工艺也有所不同。从制浆开始到造纸整个生产过程中，在生产工序中产生的废水有：备料产生的废水，蒸煮废水，漂白废水，洗浆和筛选废水，配浆和抄纸废水，碱回收过程中产生废水。这种类型废水中主要含有纤维素、半纤维素、木质素、无机盐、填料、有机添加剂。若以废纸（回收的报纸、杂志、书、纸箱等）来再造纸，如瓦楞纸、箱板纸。在生产过程中产生的废水，它的主要成份除上述成份外，还有颜料、油墨等。 

　　目前造纸厂对污水的处理工艺主要是采用絮凝沉淀，过滤，生物处理法。生物处理法是厌氧-好氧组合处理，在这里我们应用厌氧处理是上旋流厌氧处理，该方法能够处理好造纸废水，能够达标排放。 

　　3 传统反应器与上旋流厌氧反应器应用的对比 

　　3.1 反应器装置的不同 

　　针对以往在造纸厂使用的一些处理废水的反应器，传统的反应器存在着一些缺陷，主要是反应器内部的布水布气系统存在反应比较迟钝的现象。依据这一缺陷人们开始研究一些比较先进的改良过的反应器，把反应器内部的布水布气系统进行了更新。现在的上旋流厌氧反应器在一定程度上，可以进行对造纸生产过程中产生的一些废水进行处理，能使废水中有机物质进行转换成甲烷气体，使污水能达标排放。上旋流厌氧反应器对造纸废水中有机物质的降解，使其转化效率更高的能源-甲烷，在一定程度上，变废为宝，解决了造纸厂污水排放的问题。 

　　3.2 对污泥的接种效率 

　　传统的反应器在污泥的接种处理方面，无论是数量上还是性质上都存在着一定的问题。传统的反应器在处理污水中，污水所产生的一些物质没办法更好的去分解，其中含有的纤维会导致在排放过程中堵塞。现在的上旋流厌氧反应器在对污泥的处理上，有着自己的特性能够更好的去处理污泥。影响上旋流厌氧反应器的主要因素有污泥的数量、性质以及活性等，在对污泥的处理上，在以同样的废水对其的污泥进行接种。在对废水中培养颗粒活性污泥进行接种，使它的环境能够更好的去适应上旋流厌氧反应器。这样接种污泥的培养可以带到上旋流厌氧反应器更好的生长、繁殖，快速的进行一些生物分解。在接种的方面使传统的反应器与上旋流厌氧反应器有一定的差别，提高了上旋流厌氧反应器的效率。 

　　3.3 在承载力上的不同 

　　传统的反应器在处理废水的时候，由于要承载的物质较多，在进行清除的时候就会发生消除效率越来越低。当反应器在容器的承载上达到了一个满负荷的状态，随着物质的增多去除剂经过无数的清理，就会有一定的变化，去除剂也就越来越不管用。时间一长，容积的负荷就会从原有的负荷程度变成一种被动的负荷程度，去除率也会随之慢慢降低。现在的上旋流厌氧反应器与以前的反应器在承载力上对比，基本上可以达到85%的承载力。在对废水处理的承载力上就有不一样的去除率，针对当前的去除率，进行一些研究找出适合上旋流厌氧反应器的承载力，在一定基础上对其进行整改。通过对反应器进行加入一些去除物质，慢慢的去提高上旋流厌氧反应器的承载力使其能够更好的进行去污的工作。 

　　3.4 传统反应器与上旋流厌氧反应器对废水处理的影响 

　　传统的反应器在废水的处理上，通过对污水中的有机物质进行分解，使其能够方便排放，传统的反应器在对产生的VFA没有进行好好的利用。而在上旋流厌氧反应器的实验中却得到了充分的应用，通过实验可知废水进行分解的时候会产生VFA，而产甲烷菌利用VFA产生甲烷，在排水的过程中产生的VFA在反应器控制中起到了一个重要的作用。在厌氧反应器中的变化能够反映出产甲烷菌的活性状态，通过一定的应用实验可知，在波动上与运行容积负荷有一定的关系。上旋流厌反应器在产生甲烷气体的成功率高达97%，而传统的反应器在产生气体的成功率上就很低，连现在反应器的一半都达不到。甲烷这种物质在自然界的分布比较广，它是一种有机物，是天然气、沼气等的主要成分。传统的反应器所产生出的物质，多多少少的都会存在一些有害的气体物质（如硫化氢气体）。而在这个上旋流厌氧反应器中，就可以产出更多的甲烷气体而无其它有害气体，这种气体的释放对水没有污染。 

　　3.5 使用的经济成本 

　　造纸厂所产生的工业的废水，要处理这些废水是要一定的人力和物力的费用，主要是在废水处理上的运行费用。处理设备运行的耗电、添加处理药品，传统的反应器在工作时，废水处理成本很高，主要是电费和人工费。而在上旋流厌氧反应器的应用中就会有明显的改观，通过实际应用测算可知，没有使用厌氧的反应器在电费上的耗电量是0.538元每立方米，而上旋流厌氧反应器在电费的使用上是0.323元每立方米，通过对比可知上旋流厌氧反应器在耗电量方面相当于没有改良的反应器的快接近一半的用电量。这对于造纸厂在用电量方面进行了大大节省，减少了一部分的开支。在厌氧反应器的应用中还有一部分占的比重比较大，那就是人工费。传统的反应器在人力成本比较高可以达到0.378元，主要是因为反应器在一定程度上需要人随时的照看，对于在分解物质的时候还需要进行一些人工操作，比如在对废水的排放过程中，有可能会遇到管道堵塞的问题，这时候污水排放不了就会导致回流，而回流势必会对废水处理造成一定的危害。而上旋流厌氧反应器在排放废水的过程中，就会大大减少这种情况的发生。因为上旋流厌氧反应器在排污的时候，产生一种叫做甲烷的气体，它对环境没有害处，所以不需要人进行每天的监测。当容器的承载力达到一定的程度后，会使厌氧系统进行自动除污，在除污的过程中会产生一定的气体，而这些气体就会转换成沼气。这些沼气的产生实际上就相当于普通煤块产生的热量，在一定的折算就相当于电费量。改造后的上旋流厌氧反应器，在废水处理上产生的沼气可以为造纸厂节约一大笔的电费。传统反应器与上旋流厌氧反应器在运行成本上的对比，也就不言而喻了。 

　　4 上旋流厌氧反应器在造纸废水处理中的好处 

　　4.1 废水处理能达标排放 

　　上旋流厌氧反应器在造纸厂的废水处理中，可以达标排放。造纸厂的污水处理在一定程度上和普通的污水处理是不一样的。因为造纸厂是一个比较独特的行业，只有将污水处理达标后才能排放。不像是居民污水的排放，居民污水的排放多是采取集中制的原则，由相关的部门进行处理，居民排放的污水在一定程度上，都是生活废水，在排放的过程中一般都是可以自己降解的。而造纸厂产生的废水都是色深、有机物多、有一定毒性，不利于微生物方法处理，在一定程度上是无法降解的。而运用了上旋流厌氧反应器后，造纸厂废水在上旋流厌氧反应器中进行降解直到达标排放，在降解过程中会产生甲烷，而甲烷这种气体是不污染环境的，甲烷这种资源可以用来发电，对于环境不但不污染，还会使其有更广阔的发展空间。 

　　4.2 废水去污率更高 

　　使用上旋流厌氧反应器，在去污方面的效率会更高。上旋流厌氧反应器在运行过程中，采用了一种全新的技术。就是选取废水中的有机物质对其进行接种，这样更符合上旋流厌氧反应器的运行模式。上旋流厌氧反应器在对造纸厂的废水处理上，能够有效的对废水中有机物质进行降解。在除污上能够高速的运行，不仅是对污水的处理，还有就是对处理器上的那层过滤布能进行自动清理。加强了对于污水的处理力度，加速了污水处理速度，满足了造纸厂的废水处理需求。对于上旋流厌氧反应器的使用，应该进行更广泛的推广，使造纸厂都能运用这种技术，促进废水的有效处理。 

　　4.3 改变工业对于环境的污染 

　　对于上旋流厌氧反应器的使用，在一定程度上改变了工业上的污染。人们在生产生活上都会有一定量的污水排放，但是在工业上的污染一直是我国的主要污染源。由于我国在经济上的迅速发展，在各个产业上都进行结构产业的优化。对于环境保护也开始逐渐的重视，如果没有一个良好的生存环境是没办法进行更好的生产和生活的。所以把上旋流厌氧反应器应用到造纸工业上，很大程度上解决了造纸厂对于环境的污染。从源头上治理污染，解决实际问题。 

　　5 结论 

　　综上所述，通过对传统的反应器进行改造，上旋流厌氧反应器应用在造纸厂废水处理上，有机物去除率方面有很大的提高，其处理效果达到了水质排放标准。在运行工作中上旋流厌氧反应器的运行也比较稳定，易于管理，节省人力，降低废水处理成本，值得大力推广。 

　　上旋流厌氧反应器，整个系统在设计上抗击负荷的能力比较强。在运行过程中，对污水的分解与排放没有产生过多的酸积累的现象，符合国家在污水排放方面的标准。在容器超过负荷量的时候，没有像以前传统的反应器那样，随着排污的处理负荷增加，降解的能力也会随之减弱。上旋流厌氧反应器在实际操作过程中，可以自行控制污水排放的量，使其在一定的负荷量下运行，在去除率方面也有一定的保证。 

　　当然在应用上旋流厌氧反应器的时候，还需要注意一些问题。比如在控制容积负荷量的时候，会导致出水的VFA过高，容易造成厌氧反应器的酸积累，影响产甲烷菌的活性。所以在处理造纸厂废水实际操作中，还应该对于上旋流厌氧反应器容积负荷，加以控制，使其能够保证造纸废水的处理，给人们提供好的生存环境。 

　　参考文献： 

　　[1]李琛，从善畅，郝磊磊.厌氧内循环反应器（IC反应器）在造纸废水处理中的应用[J].杭州化工，2012（02）：4-7. 

　　[2]杨永凯，吕丹丹，马磊，刘彬，孙庆峰，孙召强.预酸化度对柠檬酸废水厌氧处理的影响[J].广州化工，2015（04）：59-61+84. 

　　[3]王华，赵文慧. UASB改进型反应器在造纸废水处理中的应用[J]. 资源节约与环保，2015（03）：67+74. 

　　[4]薛方勤，孙振亮，钱明，付宏祥，赵雪峰.废纸造纸废水厌氧处理中降低反应器颗粒污泥钙化的研究[J]. 中国造纸，2015，02：19-24. 

　　[5]王进. Biothane厌氧技术及其在造纸废水处理中的应用[J].中国建设信息（水工业市场），2010（04）：53-56.