Study on aerobic degradation characteristic of high yield pulping wastewater of Neosinocalamus affinis

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2022-0433

Industrial Water Treatment ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (3): 166-171. doi: 10.19965/j.cnki.iwt.2022-0433

Study on aerobic degradation characteristic of high yield pulping wastewater of Neosinocalamus affinis

Aixiang PAN¹^,²(), Guigan FANG¹^,², Qingwen TIAN¹^,², Xingjian LIU¹^,², Hang YIN¹^,², Qiang YANG¹^,², Shanming HAN¹^,²()

^1.Institute of Chemical Industry of Forest Products，CFA，Key Lab. of Biomass Energy and Material，Jiangsu Province；Key Lab. of Chemical Engineering of Forest Products，National Forestry and Grassland Administration；National Engineering Research Center of Low-Carbon Processing and Utilization of Forest Biomass，Nanjing 210042，China
^2.Co -Innovation Center of Efficient Processing and Utilization of Forest Resources，Nanjing 210037，China

Received:2022-12-16 Online:2023-03-20 Published:2023-03-21
Contact: Shanming HAN E-mail:aixiangpan@163.com;hanshanming0@163.com

慈竹高得率制浆废水好氧降解性能研究

盘爱享¹^,²(), 房桂干¹^,², 田庆文¹^,², 刘行健¹^,², 尹航¹^,², 杨强¹^,², 韩善明¹^,²()

^1.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, 国家林业和草原局林产化学工程重点实验室, 林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心, 江苏南京 210042
^2.江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心, 江苏南京 210037

通讯作者: 韩善明 E-mail:aixiangpan@163.com;hanshanming0@163.com
作者简介:盘爱享（1979— ），高级工程师。E-mail：aixiangpan@163.com
韩善明，博士。E-mail：hanshanming0@163.com。
基金资助:
江苏现代农业产业关键技术创新项目（CX（19）2003）

Abstract

Abstract:

Discussing the biological treatment performance of bamboo pulping wastewater with high yield is particularly important for achieving efficient and low-cost treatment of papermaking wastewater. The pollution characteristics of high yield pulping（HYP） wastewater of Neosinocalamus affinis under four chemical impregnation process conditions were discussed by separate proccess sections. The aerobic degradation performance of each section of wastewater was discussed by the aerobic respiration method，and the change rules of oxygen uptake rate and BOD₅/COD ratio of each section of wastewater within a certain time range was emphatically discussed as well. The results showed that the unit pulp wastewater generated by the high yield pulping process of Neosinocalamus affinis was 6.20-7.73 m³/t，and the highest COD concentration of the discharged wastewater reached 4.64×10⁴ mg/L. With the increase of alkali consumption in the impregnation section，the pollution load of HYP wastewater of Neosinocalamus affinis increased. When the alkali consumption in the impregnation section was 70 kg/t，the COD pollution load was the largest，which was 313.67 kg/t. Pulping wastewater had significant fingerprint information of oxygen uptake rate. The average BOD₅/COD ratio of the wastewater from the steaming and extrusion section was 0.233，that from the impregnation section was 0.559，and that from the washing section ranged from 0.262 to 0.441. Bleaching treatment would not cause the increase of COD pollution load in wastewater，but the biodegradability of bleaching wastewater was greatly reduced.

Key words: Neosinocalamus affinis, high yield pulping wastewater, pollution characteristics, oxygen uptake rate

摘要：

探讨竹材高得率制浆废水的生物处理性能，对于实现造纸行业废水的高效低成本处理尤其重要。分工段探讨了4种化学浸渍工艺条件下慈竹高得率制浆废水的污染特征，采用有氧呼吸法对各段废水进行了好氧降解性能研究，重点探讨了各工段废水在一定时间范围内的摄氧率与BOD₅/COD的变化规律。结果表明：慈竹高得率制浆工艺的单位浆料废水发生量为6.20~7.73 m³/t，排放废水COD的高值为4.64×10⁴ mg/L；随着浸渍段用碱量的增加，慈竹高得率制浆废水的污染负荷增加，其中浸渍用碱量为70 kg/t时COD污染负荷发生量最大，为313.67 kg/t；制浆废水有显著摄氧率指纹信息；蒸挤废水的平均BOD₅/COD为0.233，浸渍废水的平均BOD₅/COD为0.559，洗浆废水BOD₅/COD从0.262到0.441不等，漂白处理不会引起废水COD污染负荷的增加，但漂白后废水的可生化性却较大幅度降低。

关键词: 慈竹, 高得率制浆废水, 污染特征, 摄氧率

CLC Number:

X703.1

Aixiang PAN, Guigan FANG, Qingwen TIAN, Xingjian LIU, Hang YIN, Qiang YANG, Shanming HAN. Study on aerobic degradation characteristic of high yield pulping wastewater of Neosinocalamus affinis[J]. Industrial Water Treatment, 2023, 43(3): 166-171.

盘爱享, 房桂干, 田庆文, 刘行健, 尹航, 杨强, 韩善明. 慈竹高得率制浆废水好氧降解性能研究[J]. 工业水处理, 2023, 43(3): 166-171.

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URL: https://www.iwt.cn/EN/10.19965/j.cnki.iwt.2022-0433

https://www.iwt.cn/EN/Y2023/V43/I3/166

Figures/Tables 7

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工艺流程	项目	1#	2#	3#	4#
一段浸渍	氢氧化钠/（kg·t^-1）	20	30	30	30
	过氧化氢/（kg·t^-1）	0	0	0	20
	硅酸钠/（kg·t^-1）	0	0	0	5
	DTPA/（kg·t^-1）	0	0	0	2
	温度/℃	95	95	95	95
	浆液含固率/%	30	30	30	30
	保温时间/ min	45	45	45	45
二段浸渍	氢氧化钠/（kg·t^-1）	30	30	40	30
	过氧化氢/（kg·t^-1）	0	0	0	40
	硅酸钠/（kg·t^-1）	0	0	0	10
	DTPA/（kg·t^-1）	0	0	0	3
	温度/ ℃	95~100	95~100	95~100	89
	浆液含固率/%	30	30	30	25
	保温时间/ min	60	60	60	40

工艺流程	项目	1#	2#	3#	4#
一段浸渍	氢氧化钠/（kg·t^-1）	20	30	30	30
	过氧化氢/（kg·t^-1）	0	0	0	20
	硅酸钠/（kg·t^-1）	0	0	0	5
	DTPA/（kg·t^-1）	0	0	0	2
	温度/℃	95	95	95	95
	浆液含固率/%	30	30	30	30
	保温时间/ min	45	45	45	45
二段浸渍	氢氧化钠/（kg·t^-1）	30	30	40	30
	过氧化氢/（kg·t^-1）	0	0	0	40
	硅酸钠/（kg·t^-1）	0	0	0	10
	DTPA/（kg·t^-1）	0	0	0	3
	温度/ ℃	95~100	95~100	95~100	89
	浆液含固率/%	30	30	30	25
	保温时间/ min	60	60	60	40

工艺		废水发生量/（m³·t^-1）	pH	COD/（mg·L^-1）	TS/（mg·L^-1）	SS/（mg·L^-1）	NH₃-N/（mg·L^-1）	TN/（mg·L^-1）	TOC/（g·L^-1）	TP/（mg·L^-1）	电导率/（mS·cm^-1）	COD发生量/（kg·t^-1）
蒸挤		0.65	6.69	1.12×10⁴	1 677	824	53	106	3.28	46	1.36	7.33
1#	浸渍	1.32	9.20	3.44×10⁴	8 283	4 900	93	527	17.07	40	13.28	45.39
	洗浆	4.23	10.14	2.98×10⁴	18 560	471	65	179	11.18	34	11.62	126.16
	合计	6.20										178.88
2#	浸渍	1.22	10.03	4.64×10⁴	47 936	8 374	125	693	21.03	52	19.70	56.57
	洗浆	4.90	10.70	3.69×10⁴	9 893	224	100	354	15.49	25	10.83	180.98
	合计	6.77										244.88
3#	浸渍	1.22	10.03	4.64×10⁴	47 936	8 374	125	693	21.03	52	19.70	56.57
	洗浆	5.86	11.35	4.26×10⁴	40 216	360	125	334	18.95	41	14.60	249.77
	合计	7.73										313.67
4#	浸渍	0.81	8.92	1.86×10⁴	35154	8 873	120	367	11.40	66	14.18	15.10
	洗浆	6.07	7.94	3.35×10⁴	26534	407	15	311	18.43	37	15.18	203.18
	合计	7.53										225.61

工艺		废水发生量/（m³·t^-1）	pH	COD/（mg·L^-1）	TS/（mg·L^-1）	SS/（mg·L^-1）	NH₃-N/（mg·L^-1）	TN/（mg·L^-1）	TOC/（g·L^-1）	TP/（mg·L^-1）	电导率/（mS·cm^-1）	COD发生量/（kg·t^-1）
蒸挤		0.65	6.69	1.12×10⁴	1 677	824	53	106	3.28	46	1.36	7.33
1#	浸渍	1.32	9.20	3.44×10⁴	8 283	4 900	93	527	17.07	40	13.28	45.39
	洗浆	4.23	10.14	2.98×10⁴	18 560	471	65	179	11.18	34	11.62	126.16
	合计	6.20										178.88
2#	浸渍	1.22	10.03	4.64×10⁴	47 936	8 374	125	693	21.03	52	19.70	56.57
	洗浆	4.90	10.70	3.69×10⁴	9 893	224	100	354	15.49	25	10.83	180.98
	合计	6.77										244.88
3#	浸渍	1.22	10.03	4.64×10⁴	47 936	8 374	125	693	21.03	52	19.70	56.57
	洗浆	5.86	11.35	4.26×10⁴	40 216	360	125	334	18.95	41	14.60	249.77
	合计	7.73										313.67
4#	浸渍	0.81	8.92	1.86×10⁴	35154	8 873	120	367	11.40	66	14.18	15.10
	洗浆	6.07	7.94	3.35×10⁴	26534	407	15	311	18.43	37	15.18	203.18
	合计	7.53										225.61

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