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德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 摘要 本文通过对湖州市德清县主要水源地对河口水库上游筏头乡 竹制品加工企业水污染情况调查，掌握了竹制品加工企业污染源强产 生情况，针对竹制品加工企业废水量少、污染物浓度高的特点，对各 种治理工艺进行技术可行性分析，对治理方案进行比选，在小试基础 上最终确定了“户集、镇运、集中治理 的治理模式。探讨了不同治 理模式对对河口水库的影响，推荐处理模式可以有效地保护饮用水水 源地水环境质量，减少了威胁饮用水源环境安全的隐患，确保人民群 众饮用水安全。 关键词：饮用水源；竹制品废水；治理；水污染 浙江工业大学硕士学位论文 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 r e s e a r c ho nt h et r e a t m e n to f 肠s t e w a t e ro fba m b o o m a n u f a c t u r e r si np a i t o uv i l l a g eo fd e q i n gc o u n t y a b s t r a c t p o l l u t i o ns o u r c e sp r o d u c e d _ _ f r o mb a m b o om a n u f a c t u r e r st h r o u g h s u r v e y i n go nw a t e rp o l l u t i o ni np a i t o uv i l l a g e - - h e a d w a t e ra r e ao fd e q i n g c o u n t yw a sd e s c r i b e di nt h i st h e s i s a c c o r d i n gt ot h ef e a t u r e so fl e s s a m o u n to fw a s t e w a t e ra n dh i g h e rc o n c e n t r a t i o na tm a n u f a c t u r e r s ，t h e t e c h n i c a lf e a s i b i l i t yo ft r e a t i n gp r o c e s s e sw a sa n a l y z e da n dt h et r e a t i n g t e c h n o l o g yw e r ec o m p a r e d “c o l l e c t i o ni nm a n u f a c t u r e r s ，a c q u i s i t i o nb y t o w n ，t r e a t m e n ta n dm a n a g e m e n ti naw a s t w a t e rp l a n t a so n et r e a t m e n t m o d e lw a sd e c i d e df i n a l l yb a s e do ne x p e r i m e n t si nl a b o r a t o r y t h ei m p a c t o fw a s t w a t e rb yd i f f e r e n tt r e a t m e n tm o d e l so nd u i h e k o ur e s e r v o i rw a s d i s c u s s e d t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h er e c o m m e n d e dt r e a t m e n tm o d e l s c a np r o t e c tt h ew a t e re n v i r o n m e n tq u a l i t yo fh e a d w a t e ra r e ae f f e c t i v e l ya n d r e d u c et h er i s ko ft h ed r i n k i n gw a t e re n v i r o n m e n t s ot h es a f e t yo fl o c a l d r i n k i n gw a t e rc a nb ea s s u r e d k e yw o r d s ：h e a d w a t e ra r e a ；b a m b o op r o d u c t sw a s t e r w a t e r ；t r e a t m e n t ； w a t e rp o l l u t i o n 浙江工业大学硕士学位论文 浙江工业大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育 机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密 ( 请在以上相应方框内打“寸) 作者签名：素衷日期：砷年j 钥哆日 剥磁辄秒杏醐：秒”脚 ， p v 丑 蒜 哆 袭蚧 明 ：声 名 哪 鹤 枷 者 期 作 日 1 1 选题背景 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 第一章前言 对河口水库位于德清县西部，东苕溪支流余英溪中游，是德清县重要的饮用 水水源地，也是德清县实施城乡一体化供水的主要水源，随着经济社会的快速发 展，德清县及周边地区用水紧张的矛盾日益突出，加上杭嘉湖地区的河道水源地 和地下水源地的水质遭到污染，加剧了用水紧张的矛盾，对河口水库已经成为向 县城武康及周边地区提供优质饮用水的主要水源地。 筏头乡地处德清县西部，位于对河口水库的上游，是对河口水库主要的集雨 区，筏头乡是林区乡镇，森林资源尤其是竹类资源丰富。近两年来，竹制品加工 产业已逐渐成为筏头乡的又一支柱产业，为山区农户增收致富起了不小作用。但 竹制品加工企业数量多、分布广、规模小，生产过程中产生的废水、废气造成局 部地区污染严重，导致对河口水库进水水质恶化，生态环境遭到破坏，影响了群 众正常的生产生活，信访呈不断增加趋势，成为影响社会稳定的不安因素。 为改善区域水环境质量，保障全县人民饮水安全，2 0 0 8 年底，德清县环保局、 县水利局和筏头乡政府联合成立了调研组，通过走访企业，召开座谈会，与企业 主共同探讨治理高浓度废水的处理方法；同时，赴邻县安吉县学习高浓度废水的 治理对策，在调研组的基础上成立治理课题组，委托课题组对治理方案作技术可 行性分析，探讨污水治理方案，寻求对策措施。经过多方反复研究，提出了通过 “户集、镇运、集中处理”的模式，把筏头乡所有竹拉丝、白竹加工企业产生的 废水收集起来送往武康狮山污水处理厂集中处理，实现达标排放。 1 2 课题的研究内容和意义 1 2 1 研究内容 ( 1 ) 竹加工企业污染情况调查 对竹制品企业污染产生情况进行调查，掌握筏头乡竹制品加工企业废水产生 情况、废水种类及数量，并采样分析其主要生产废水性质，为工程处理提供相应 的技术参数。 ( 2 ) 对治理方案进行技术可行性分析 浙江工业大学硕士学位论文 1 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 课题组与有关科研单位、污染治理公司共同完成对狮山污水处理厂集中处理 竹制品加工企业废水治理方案的技术可行性分析，开展实验室小试，验证竹制品 加工企业废水掺入后对污水处理厂造成的影响及每日能掺入的最大污水量。 ( 3 ) 污染治理对策 对筏头竹制品加工企业高浓度废水治理方案进行研究，废水集中处理方式有 两种方案，一是将污水集中收集后送往筏头乡生活污水处理厂( 设计规模5 0 0 吨 日) 处理，二是将废水送往县城武康镇狮山污水处理厂( 5 万吨日) 处理，对两 种污水治理方案从工艺设计、投资成本、运行管理及处理效果进行比较，确定污 水治理方案。 ( 4 ) 方案实施 对运输工具购置、各加工企业收集池建造、狮山污水处理厂集水池建造等制 定具体实施方案，制定工作计划确保治理工程顺利实施。 1 2 2 研究意义 本文旨在通过筏头乡竹制品加工企业整治工程的实施，减少威胁饮用水源环 境安全的污染和隐患，使对河口水库水源地水环境得以有效保护，确保人民群众 饮用水安全。 浙江工业大学硕士学位论文 2 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 第二章文献综述 竹制品加工企业排放的污废水破坏当地水体，影响水质，引发生态灾害，如 再不加以治理，有可能造成群体上访等事件的发生，直接影响到社会稳定。 通过“户集、镇运、集中处理 的模式，把筏头乡所有竹拉丝、白竹加工企 业产生的废水收集起来，通过槽罐车定期运送至武康狮山污水处理厂进行集中处 理，实现达标排放。 2 1 竹产业介绍 2 1 1 竹类资源产业介绍 竹林在世界范围内分布广泛，被称为“世界第二大森林 。以竹子资源利用发 展的竹产业成为全球公认的绿色产业，拥有巨大的经济价值，生态价值和文化价 值，日渐为人们所重视。作为一项重要的非木质资源，在当今关注全球气候变暖， 木材短缺的背景下，研究世界竹产业的发展有着切实的现实意义【l 】。 2 0 世纪8 0 年代以来，我国竹产业得到迅猛发展，形成了一个由资源培训、加 工利用到出口贸易的新兴产业，与花卉、森林旅游、森林食品一起，成为我国林 业发展中的四大朝阳产业【2 】。 中国是竹子资源最丰富的国家，竹子种类、面积、蓄积、产量均居世界之首， 被誉为“竹子王国”【3 】。竹林资源是我国森林资源中的重要组成部分在林业发展 和建设中起着重要作用。据1 9 8 卜1 9 9 3 年全国森林资源清查结果，全国竹林面积 为3 7 9 0 8 万h m 2 ，占全国有林地面积的2 9 5 ( 不包括台湾省) ，竹林蓄积量为9 6 3 2 3 万吨。我国竹林的自然分布很广，主要分布在南方的1 7 个省区。具有明显的地带 性和区域性，大致可划分为三大竹区：黄河一长江竹区，为散生竹区，主要有 刚竹、淡竹、桂竹、金刚竹等竹种；长江一南岭竹区，为散生竹和丛生竹混生 浙江工业大学硕士学位论文 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 区，以毛竹为主，散生型竹有刚竹、水竹、桂竹等，混生型竹有苦竹、箬竹等， 丛生型竹有慈竹、硬头黄等；华南竹区，为丛生型竹区，主要有撑篙竹、麻竹、 粉单竹等竹种t 4 。三大竹区中，长江一南岭竹区竹林面积最大、竹子资源最丰富。 该区包括福建、湖南、浙江、江西、广东、四川、广西、安徽等8 个省区，竹林 面积占全国总面积的8 8 9 6 。其中，浙江、湖南、江西三省的毛竹林合计面积占全国 的6 0 以上。我国竹林资源是以毛竹林为主，面积为2 6 0 2 3 万h m 2 ，占6 8 6 ，其 他竹种( 丛生竹、散生小径竹等) 为1 1 8 8 5 万h m 2 ，占3 1 4 ，开发利用竹林资源 与农民和农村经济发展及经济收益密切相关【5 1 。近年来由于天然林保护工程的实 施，木材资源日趋紧缺，竹类资源的开发日益受到重视，人工竹林面积不断扩大， 以每年6 万多h m 2 的速度增长【6 】。竹林的经济效益相当可观，全国每年可产竹材 18 0 0 万t ，竹笋1 7 0 万t 【7 1 ，年产毛竹材5 亿多根，杂竹3 0 0 多万t ，相当于1 0 0 0 余 万m 3 木材，约占全国年木材采伐量的1 5 以上。全国竹业年总产值2 0 0 亿元，其 , n - r 值1 6 0 亿元，出口创汇5 亿多美元【6 1 。 2 1 2 竹类资源开发情况 竹类植物具有生长快、产量高、生态功能强等特点，近年来，许多国家和地区 大力发展竹类植物的栽培种植，不仅促进了生态环境改善，而且还为社会经济发展 提供了原材料。因此，竹材这种绿色环保材料的经济、生态和社会效益将会日益突 出【8 】o 竹纤维是可再生资源，并且可以自然生物降解，有利于保护环境，实现人类 社会的可持续发展【9 1 。人类利用竹类资源的历史相当悠久，据考证，远在古代人们 就能使用多种竹制器具。我国在殷商时期已经出现竹制弓箭、竹简等竹制品，秦 代时普遍用竹制作笔管【1 0 】，晋代时开始出现以竹为主要原料的土法造纸【l l 】。近年 来，竹类产业发展迅速，其资源开发的广度、深度不断得到拓展，其产品门类齐 全、品种众多，已经涉及建筑、造纸、家具、轻工、食品、医药、保健、包装、 运输、旅游、环保、新材料等领域，竹炭、竹叶提取物等新型竹产品的研究开发 浙江工业大学硕士学位论文 4 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 方兴未艾【1 2 1 。 竹类资源开发主要集中以下几个方面： 错误! 未找到引用源。竹材人造板 2 0 世纪4 0 年代，国外开始研制竹材人造板，相继建成了竹纤维板和单板生产 线；我国竹材人造板开发起步较晚，始于上世纪7 0 年代，发展于8 0 年代，现已 具有相当的规模【”】，其产品日新月异，品种众多。从结构上看，可分为竹质胶合 板、竹质地板、竹材碎料板、复合板材等。 错误! 未找到引用源。竹材制浆造纸 竹子是速生植物资源，生长快，易繁殖，每年平均可产鲜竹2 2 - 2 5t h m 2 。竹 类植物含有丰富的纤维素，并且大多数竹种属中长纤维，就竹材的纤维形态和化 学成分而言，竹材适合作造纸原料，常用制浆竹材3 0 多种，不少竹种尤其是某些 丛生竹更是造纸的优良原料1 4 , 1 5 , 1 6 】。 错误! 未找到引用源。竹子的保健及药用功能 近年来，人们对竹汁的营养成分和医疗保健功能给予了很大的关注，针对开 发研制竹汁保健品作了许多研究。竹秆、竹叶、竹笋提取的新鲜竹汁通过适当酿 造和调制可生产竹汁酒、竹汁饮料、出口创汇。活体竹汁含丰富的多糖、氨基酸 和锗等生物活性物质u 7 】。我国先后开发出竹啤、竹汁神酒、竹汁可乐、天然竹饮 和竹香米等多种天然保健饮料和食品 1 7 , 1 8 , 1 9 】。箬竹酒利用含有多种营养保健物质的 箬竹叶及有关原料制造，风味独特，含有多种氨基酸、微量素等，是一种营养保 健饮料酒【2 0 】。 现代医学证明，从鲜笋中榨取的汁液，经加工可代替传统中药竹沥，有清热 化痰，镇惊、通络的功能，尤其对急慢性支气管炎疗效显著。鲜竹沥具有化痰止 咳，清热解毒的疗效，药用历史悠久。据研究，竹笋还有一定的抗癌作用，其中 含有抗小白鼠艾氏癌和肉瘤1 8 0 作用的多糖类等有效成分【2 1 1 。 浙江工业大学硕士学位论文 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 错误! 未找到引用源。竹子生态和环保功能 据统计，每年因在西南地区上游的水土流失而进入长江的泥沙量达5 亿t ，水 土流失加重了长江中游地区的水患，且呈逐渐增加趋势。在治理长江水患的行动 中，退耕还林是一项有效措施，而竹类植物枝叶繁茂，根茎具有良好的通气性， 可生长在湿地，盘根错节滞雨、固土，防止水土流失的能力较强，营造竹林是长 江水土保持的一项重要措施。 竹炭是一种技能性材料和环保材料，是竹材热解后的产物。据测定，1 9 竹炭 的比表面积可达1 0 0 0 m 2 以上，l o o k g 竹炭可吸收空气中的4 k g 水分，净化5 0 0 0 l 空气【2 2 1 。竹炭再制品，极耐酸碱，不霉不蛀，能吸收水分空气中的水分，吸附有 害气体，是一类功能独特，市场前景广阔的居室环保产品。 2 2 竹制品加工产污情况及废水水质分析 2 2 1 竹加工产污情况 竹纤维作为新型纤维，当前在纺织服装上已有较多的应用，竹纤维的制取方 法有两种：种是以竹子作为纤维素原料，制成纺丝溶液再纺丝而成的纤维称为 再生竹纤维或竹浆纤维3 1 。还有一种是利用机械物理法对竹子蒸煮，辅助化学或生 物脱胶的方法去除竹壁中木质素、戊聚糖等杂质，获取天然竹纤维或竹原纤维， 在生产过程中由此产生了一定量的废水。 ( 1 ) 拉丝工艺及蒸煮废水 蒸煮废水是在毛竹拉丝过程中产生的。在毛竹拉丝厂，毛竹被切割机切割成 段后，送入拉丝机进行拉丝。拉完丝以后，将竹丝放在铁质槽中加双氧水( i - 1 2 0 2 ) 蒸煮。双氧水具有强氧化性，能够对竹丝进行漂白消毒，在这一过程中，竹丝中 大量的有机物进入水体。 ( 2 ) 硫酸铜染色工艺及其废水 浙江工业大学硕士学位论文 6 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 竹丝经过双氧水蒸煮后，通常用硫酸铜对其染色和消毒。含铜水重复使用率 比较高，极少排放。这类废水中c u 2 + 离子浓度较高。 ( 3 ) 白竹生产工艺及其废水 白竹生产主要经过碱水蒸煮、清水漂洗、晾晒。通常，加工企业使用食用碱 进行蒸煮。 ( 4 ) 其他加工工艺 竹制品加工还有防霉蛀处理、防裂处理、表面处理、干燥处理等2 3 1 。 2 2 2 废水水质成份分析 蒸煮废水的性质主要由纤维原料的主要成分决定，而在一定的生产工艺中有 些次要成分也会对水质产生重要影响。木质素o 掣a i n ) 与纤维素( c e l l u l o s e ) 和半纤维 素( h e m i c e l l u l o s e ) 是构成植物骨架的主要成分【2 4 1 。木材软化处理的废水中主要含有 木质素、纤维素、半纤维素。但是软化生产工艺是在碱性条件下进行，木材树脂 类化合物也会溶于水中【2 5 1 。 纤维素和半纤维素是多搪，纤维素是由葡萄糖组成，半纤维素是以甘露糖或 木糖为主。一般多糖都能够被生物降解，但纤维素的降解速度主要受到两个不利 因素的影响。一是纤维素总是被木素所包裹；二是纤维素结晶体是由线性分子平 行排列组成，结构紧密。天然纤维素在其形成过程中，总是伴随着木素的形成， 因此它总是以“木素一纤维素 形式存在，木素致密而不透水，对纤维素起到保 护作用。在生物降解过程中，纤维素酶难以接触到纤维素，因而降解难以进行。 已证明去除木素后的纯纤维素的生物降解速度要快得多。 这类废水，含有大量有机物质，排入江河后，这些有机物在分解的过程中， 将消耗大量溶解氧，使河水发黑、变臭，使鱼类窒息、死亡，严重影响环境质量， 危及人民身体健康。所以，原木蒸煮废水的治理和控制，是木材行业中一项急待 解决的问题p 6 。 浙江工业大学硕士学位论文 7 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 2 3 竹制品加工废水的处理 2 3 1 处理工艺现状 目前，蒸煮废水处理常见工艺有 2 7 1 ： ( 1 ) 酸析法 传统的酸析法是将碱性废液用酸沉淀，分离出木素，再将废水与中段水混合 进行好氧、厌氧生化处理。 ( 2 ) 超声法 超声降解水体中有机污染物是物理一化学降解过程，主要靠超声空化效应而 引起的物理和化学变化降解污染物。有机污染物通过氢氧自由基氧化、气泡内燃 烧分解、超临界水氧化三种途径进行降解。 ( 3 ) 燃烧法 燃烧法的工艺流程是利用烟道气余热、外加煤热量蒸发浓缩黑液，然后将木 素等有机物燃烧，同时回收碱。这种工艺的工业化技术己经比较成熟。燃烧法每 吨废液的投资较碱回收法稍低，但运行成本较高。 ( 4 ) 生物法 生物法是利用微生物降解代谢有机物为无机物来处理废水。通过人为的创造 适于微生物生存和繁殖的环境，使之大量繁殖，以提高其氧化分解有机物的效率。 根据使用微生物的种类，可分为好氧法、厌氧法和生物酶法等。 ( 5 ) 混凝法 混凝法是向废水中投入一定量的混凝剂，使废水中难以自然沉淀的胶体状污 染物和一部分细小悬浮物经过脱稳、凝聚、架桥等反应过程，形成具有一定大小 的絮凝体，再在后续沉淀池中沉淀分离，从而使胶体状污染物得以从废水中分离 出来的方法。常用的混凝剂主要有无机混凝剂( 如铝盐、铁盐等) 和有机混凝剂 浙江工业大学硕士学位论文 8 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 ( 如聚丙烯酞胺等) 两大类。 2 3 2 处理研究进展 邓喜红【2 8 】对竹制品蒸煮废水处理进行了研究，处理设施包括格栅、水解调节 池、厌氧池、接触氧化池，运行下来系统总体对c o d c r 的去除率达9 3 7 。黄光 祥等【2 9 1 对竹原料预处理技术的可行性进行了探讨，结果认为，竹原料预处理蒸煮 技术对于改进蒸煮过程中的药液渗透效果具有明显作用，蒸煮得率提高、成浆硬 度下降、蒸煮最高温度降低、蒸煮时问缩短，不论从技术上还是从经济上都具有 可行性。王云龙等3 0 1 采用混凝沉淀一s b r 组合工艺处理模拟木材蒸煮废水，考察 了d o 、p h 值和曝气量对处理效果的影响。结果表明：该系统具有很强的耐负荷 冲击的能力，当进水c o d c r 浓度小于2 5 0 0 m g f l 时，c o d e r 去除率可稳定在 9 3 , - - 9 6 之间。秦伟杰等【3 l 】针对木材蒸煮废水含有高木质素和可生化性差的特点， 采用气浮一酸化水解郴r 工艺处理木材蒸煮废水，在日处理8 0 m 3 的稳定运行 工况下，出水水质达到生活杂用水水质标准，并被回用于厂内蒸煮工艺用水。 唐艳等旧采用酸析法和化学混凝法分别对木材蒸煮废水进行预处理比较其中化 学混凝法采用三氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁3 种混凝剂，以聚丙烯酰胺为助凝剂 进行混凝处理。结果表明，三氯化铁为混凝剂，在p h = 4 ，投药量在5 0 0 m g l 时， 对木质素c o d c r 具有较好的去除效率，分别达到9 5 4 3 、7 9 4 9 。郁桂林等网 通过对两种品种的木屑进行蒸煮试验，对不同蒸煮条件下木质素的溶出规律进行 了初步探讨，并对木材蒸煮废水进行混凝和酸析处理，考察了不同混凝剂及不同 混凝条件对木质素和c o d c r 去除率的影响。李松等【3 4 1 采用气浮+ o 工艺处理高 浓度、可生化性差的竹原纤维加工废水。运行结果表明，水质主要排放指标c o d 、 s s 、n h r 4 n 和色度的去除率分别达到9 2 、9 5 1 4 、6 4 1 7 和9 0 ，出水达园 区纳管标准。丁来保等研究了竹材c t m p 制浆废水的水质特征，在此基础上设 计了混凝厌氧好氧组合处理技术路线，并在实验室进行了小试研究，预处理段表 浙江工业大学硕士学位论文 9 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 现出较好的去除s s 的作用，而生物处理段则体现了较好的去除有机污染物的作用， 使得处理出水水质达到了造纸工业水污染排放标准( g b 3 5 4 4 2 0 0 1 ) 的要求。 马承愚等3 6 1 介绍了利用目前国内最大超临界水氧化中试反应器( 2 2 l + 1 7 l ) 对竹子 溶解浆生产废水进行处理的试验，其反应装置处理水量可以达到9 0 0 l l o o l d ，实 验结果表明：在温度为5 0 0 c 、压力为2 4 m p a 、氧化反应时间为6 0 s 时，其c o d 去除率达到9 9 2 ，氧化反应时间为9 0 s 时，其c o d 去除率达到9 9 9 5 。潘飞 耐3 7 】通过对竹制浆的工艺特点，废水来源进行分析，经清污分流，收浆、混凝沉 淀、气浮、水解酸化、活性污泥工艺实现了废水达标排放，对c o d c r 、b o d 及s s 的去除率分别达到9 3 6 、8 4 6 和9 8 5 。达明珠【3 8 1 介绍了原木蒸煮废水的处理 方法，提出氧化塘法是小型木材加工厂处理该废水的最佳选择，并用实例简单介 绍了氧化塘的设计选型问题。崔鑫【3 9 】等针对杨木自催化乙醇法蒸煮废液成分复杂， 副产物价值高等特点，采用蒸馏超滤法分离回收废液中的乙醇和木质素副产物， 降低废液污染程度。实验分析了多种因素对分离回收过程的作用规律，确定了最 佳的工艺条件。结果表明，在浓缩体积比值0 5 、截留相对分子质量( 胁) 1 0 0 0 0 、 压力0 2 0 m p a 、搅拌速度6 0 0 r m i n 、温度3 0 c 的最优条件下，该法能有效回收废 液中有用组分，并能显著降低废液污染程度。曹石林【4 0 】等对福建丛生小径竹进行 了实验室模拟e m c c 深度脱木素蒸煮的研究。结果表明，在实验室条件下，适宜 的深度脱木素蒸煮条件是：浸渍段和顺流段活性碱用量1 4 ( n a 2 0 计) ，逆流段 置换温白液浓度3 0 9 l 以( n a 2 0 计) ，蒸煮最高温度1 6 0 。c ，硫化度2 5 。在最佳 工艺条件下，实验室模拟e m c c 蒸煮结果为：竹浆卡伯值1 2 5 ，细浆得率4 4 8 ， 粘度1 0 3 1 m l g - 1 ，并且具有比常规蒸煮条件所得竹浆更好的强度性能。在实验中 也发现，为了得到较低卡伯值的竹浆，用增加逆流段置换药液的浓度进行蒸煮比 提高蒸煮最高温度进行蒸煮具有更好的脱木素选择性，浆的强度性能较好。欧阳 晓嘉等h 1 】采用竹片水洗、r d h 间歇蒸煮或i t c 连续蒸煮、高浓封闭筛选、两段氧 浙江工业大学硕士学位论文 1 0 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 脱木素、e c f 漂白等现代制浆工艺技术，完全能够生产高品质的漂白竹浆，同时 大大减轻制浆废水的污染负荷，吨浆废水排放量降至1 0 m 3 甚至更低。 2 4 小结 近多年来，竹材制品加工业得到蓬勃发展，除保留传统产品外，随着市场需 求的变化和科学技术的进步，不断开发新产品，其中发展最快的是竹席系列产品 竹质人造板和竹地板系列产品。 传统竹加工生产中的废水化学耗氧量浓度、色度高，化学成分复杂，废水中 含有大量的半纤维素、木质素以及灰分等物质，大部分难以降解，并且用传统的 污水处理工艺，出水c o d 、色度均达不到国家排放标准。根据竹制品加工企业浓 度高、量少的特点，确定誓户集、镇运、集中处理”的治理方案，送往污水处理 厂进行集中处理。其中水量、浓度等工艺参数还需通过实验验证来进一步确定。 浙江工业大学硕士学位论文 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 第三章竹制品产业污染情况调查 3 1 筏头乡竹制品产业现状 3 1 1 筏头乡概况 筏头乡地处德清县西部，位于对河口水库的上游，是对河口水库主要的集雨 区，在国家级风景区莫干山南麓。筏头乡地处天目山余脉，全乡山峦起伏，风景 秀丽，环境优美，空气清新，是德清西部的天然屏障，自然氧吧。 全乡总面积1 0 1 平方公里，辖1 0 个行政村和1 个居委会，总人口1 6 万人， 有山林面积1 2 万亩，有着丰富的自然资源，年产商品毛竹2 0 0 万枝，小竹2 5 万 担，茶园1 2 0 0 亩，森林覆盖率达到8 9 以上，2 0 0 0 年被省政府命名为“毛竹之乡”， 2 0 0 6 年4 月创建为省级生态乡镇，同年1 0 月被国家环保总局评定为全国环境优美 乡镇。 3 1 2 筏头乡竹制品加工产业基本情况 筏头乡是林区乡镇，森林资源尤其是竹类资源丰富。近两年来，在县委、县 政府大力发展家庭工业等政策的激励下，筏头乡竹制品加工企业发展较快，竹制 品加工产业规模不断壮大，形成了产品成熟、市场稳定、有一定竞争力的特色产 业。自竹坯料加工开始，发展到现在生产竹拉丝、白竹、工艺竹扇、竹凉席、竹 窗帘、竹筷等系列产品。目前拥有竹加工企业8 4 家，其中，竹拉丝生产企业3 3 家， 白竹生产企业6 家。2 0 0 8 年，该乡竹制品加工企业总产值1 5 5 亿元，占筏头乡工业 总产值的1 3 7 ，上交税收4 6 0 余万元。竹制品加工业促进了地方经济社会发展， 主要体现在：一是提升毛竹价格。筏头乡竹制品企业年消耗毛竹9 1 2 万株，折合重 量约1 5 2 万吨，毛竹消耗总量为全县毛竹产量5 1 2 万株的1 7 8 倍，竹制品企业需求 量远远超过县内供应量，促使当地毛竹价格连年走高，从2 0 0 0 年的2 0 元百斤提高 至现在的4 0 元百斤，极大地增加了当地林农的收入，按筏头乡7 5 万亩毛竹面积， 年产量2 4 0 万株计算，仅毛竹一项，就为当地林农年收入增加1 6 0 0 万元。二是解决 富余劳动力就业。筏头乡区域内企业较少，富余劳动力务工较为困难，竹制品企 浙江工业大学硕士学位论文 1 2 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 业的发展对解决富余劳动力就业发挥了一定的作用。目前该乡有8 2 9 人进入竹制品 企业务工，其中当地务工人员占4 0 ，湖南、贵州、江西等外来民工占6 0 。三是 形成产业链促进当地林农增收。通过竹制品加工业的发展，竹制品产业链已经初 步形成，该乡通过竹制品加工企业带动当地家庭式加工作坊生产，从事原竹贩销、 运输、装卸等2 7 9 人，据初步估计，在竹制品产业带动下，当地增加三产收入1 4 0 0 万元左右。 因土地资源紧张、生态地位特殊等因素的影响，竹制品加工企业普遍规模较 小、布局分散、产品单一，如拉丝厂主要分布在勤劳村、东沈村，厂房面积一般 2 0 0 平方米左右，生产机器仅一至两组，由于原料供应问题，每年生产期为8 个月， 该乡8 4 家竹制品企业已注册企业6 0 家左右( 个体工商户执照) ，其中竹拉丝、白竹 注册企业2 8 家，所有企业均未通过环保审批验收。竹制品；o n - v 行业存在分布零散、 企业环保意识薄弱、污染治理难、群众意见多等问题。 竹制品加工企业基本情况见调查表3 1 。 表3 - 1 筏头乡竹制品加工企业基本情况调查表 原材料消耗。青况 序 企业名称 负责人 所在产量用水量废水排 号村( 吨) 毛竹双氧水硫酸铜 ( 吨)放去向 ( 吨)( 吨)( 吨) 1 郎国良拉丝厂郎国良勤劳3 5 06 0 05 0o 13 5 0 盘溪 2 杜利忠拉丝厂 杜利忠勤劳3 0 05 0 05 00 1 52 0 0 盘溪 3 沈加德拉丝厂沈加德 勤劳3 0 05 0 05 00 0 53 0 0 盘溪 4 郎文煜拉丝厂郎文煜勤劳 2 5 04 0 04 00 1 52 5 0 盘溪 5 刘伟拉丝厂刘伟勤劳 4 5 08 0 0 7 0 0 1 4 5 0盘溪 6郎永良拉丝厂郎永良勤劳3 0 05 0 03 00 13 0 0 盘溪 7郎连才拉丝厂 郎连才勤劳 3 0 04 5 04 5o 13 0 0 盘溪 8 郎根芳拉丝厂郎根芳勤劳 3 0 05 0 0 5 0 o 22 0 0 盘溪 9 桂平拉丝厂孙棒平勤劳3 0 05 0 05 0o 23 0 0 盘溪 1 0郎志贤拉丝厂郎志贤勤劳3 0 05 0 05 00 1 53 0 0盘溪 1 1 郎金鑫拉丝厂 郎金鑫勤劳2 5 04 0 04 0o 1 5 2 5 0盘溪 1 2 黄永财拉丝厂黄永财勤劳2 5 04 0 04 0o 32 0 0盘溪 1 3杜明高拉丝厂杜明高勤劳3 0 05 0 05 00 2 52 5 0盘溪 1 4郎玉顺拉丝厂郎玉顺勤劳3 0 05 0 05 0o 22 0 0 盘溪 1 5 郎永明拉丝厂郎永明 勤劳3 0 05 5 06 00 2 2 5 0盘溪 1 6 窟b 水林村幺幺厂 郎水林勤劳 3 0 0 5 0 0 6 0 o 22 5 0盘溪 1 7 胡金祥拉丝厂胡金祥勤劳 3 5 0 6 0 0 8 00 2 3 5 0盘溪 1 8 童余国柿幺幺厂 章金国勤劳3 0 05 0 05 00 22 5 0 盘溪 1 9 水云剑 寺幺幺厂 潘年芳勤劳3 0 05 0 05 00 22 5 0 盘溪 2 0 童勇 寺幺幺厂 章勇勤劳 3 0 05 0 04 5o 2 2 0 0盘溪 浙江工业大学硕士学位论文 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 序 企业名称负责人 所在产量 原材料消耗。青况 用水量废水排 毛竹双氧水硫酸铜 号村 ( 吨)( 吨) 放去向 ( 吨)( 吨)( 吨) 2 1 兄弟竹制品厂 刘友根 东沈 2 8 04 5 0 4 5 o 23 0 0盘溪 2 2 宣永强拉丝厂 宣永强 东沈 3 0 05 0 05 0o 22 0 0 盘溪 郎妙忠竹制品 2 3 郎妙忠东沈 3 0 05 0 05 00 2 3 0 0盘溪 厂 2 4 杜老板扇厂杜国超东沈 3 0 05 0 05 0o 22 0 0 盘溪 2 5 周韵水拉丝厂周韵水东沈 2 5 05 0 05 0o 23 0 0 盘溪 2 6 郎水堂拉丝厂郎水堂东沈 3 0 05 0 05 0o 22 0 0 盘溪 东宁竹制品拉 2 7郎妙福 东沈 3 0 05 0 05 0o 23 0 0 盘溪 丝厂 2 8 刘明祥拉丝厂刘明祥东沈 3 0 0 5 0 0 5 0 o 22 0 0 盘溪 2 9 德桂竹制品厂何德桂东沈3 5 05 5 03 0o 21 5 0 盘溪 3 0 贾根荣拉丝厂贾根荣东沈 5 0 08 0 05 8o 21 0 0 盘溪 3 1 桃尉竹制品厂李强东沈 3 0 05 0 05 0o 23 0 0 盘溪 3 2 莫干山工艺品厂杜雪培东沈 3 5 06 0 05 0 o 23 0 0盘溪 3 3 沈伟强拉丝厂沈伟强东沈 2 5 0 4 5 05 00 13 0 0 盘溪 合计：1 0 4 3 01 7 5 5 01 6 7 05 98 5 5 0 盘溪 小竹 3 4 何国成白竹厂何国成东沈 1 0 0 食用碱0 11 5 0 盘溪 1 2 0 沈永富白竹加小竹 3 5 沈永福东沈 1 5 0 食用碱0 1 83 0 0盘溪 工厂1 7 0 德清县林德竹小竹 3 6 沈子林东沈 8 0 食用碱0 1 1 5 0 盘溪 制品厂1 0 0 王氏竹木制品小竹 3 7 王华锋东沈 2 5 0 食用碱0 23 0 0盘溪 有限公司2 8 0 陈林松白竹加小竹 3 8 陈林松勤劳 8 0 食用碱0 11 5 0盘溪 工厂1 0 0 朗国泉竹制品 小竹 3 9 朗国泉勤劳 1 0 0 食用碱0 11 5 0盘溪 r1 2 0 小竹 合计：7 6 0食用碱0 7 89 0 0盘溪 6 7 0 3 2 竹制品加工污染产生情况 3 2 1 竹拉丝生产工艺及蒸煮废水 毛竹被切割机切割成段后，送入拉丝机进行拉丝。拉丝以后，将竹丝放在铁 质槽或铝质槽中加双氧水( h 2 0 2 ) 蒸煮，产生蒸煮废水，生产工艺见图3 - 1 。 毛竹送入拉丝机进行拉丝后，将竹丝放在一个长度2 2 米、宽度o 6 5 米、高 度0 8 米的铁质或铝质槽中加双氧水( h 2 0 2 ) 蒸煮，内投4 0 公斤左右的双氧水进行 浙江工业大学硕士学位论文 1 4 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 蒸煮，蒸煮至水剩约1 3 时排放，每家企业约排放蒸煮废水2 5 0 6 0 0 公斤天。双氧 水具有强氧化性，能够对竹丝进行漂白消毒，在这一过程中，竹丝中大量的有机 物进入水体，据对竹制品行业污染情况的调查，该废水属酸性废水，p h 为3 3 5 左 右，废水c o d e r 浓度在2 0 0 0 0 3 5 0 0 0 m g f l 。 蒸煮后竹丝作为半成品出售，扇厂、窗帘厂则对竹丝进行再加工，产品作为成 品出售。 图3 - 1 拉丝工艺过程 3 2 2 白竹生产工艺及生产废水 毛竹砍伐后，经过碱水蒸煮、清水漂洗，置于户外晾晒半个月左右，晒干后， 毛竹表面颜色呈亮白色，称为“白竹”。根据需要，白竹直接作为成品销售或者作 为半成品，其生产工艺见图3 2 。 图 3 - 2 白竹生产工艺 通常，加工企业使用一个长度4 0 米、宽度1 0 米、高度o 7 米，体积约2 8 立方米的长方形铁质槽或不锈钢槽对毛竹进行蒸煮，蒸煮1 次称为“l 锅 ，每次 浙江工业大学硕士学位论文 1 5 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 蒸煮1 0 2 0 分钟，每天蒸煮1 5 锅左右，1 锅蒸煮废水连续使用3 - 4 天后直接排放， 冬季l 锅蒸煮废水可以连续使用7 天，蒸煮后用清水漂洗。据对竹制品行业污染 情况的调查，这部分废水c o d e r 浓度在4 5 0 0 0 - 9 0 0 0 0 m g l 。 3 2 3 硫酸铜染色工艺及其废水 竹丝经过蒸煮后，企业根据用户要求将竹丝染成青色以做竹席用，通常在蒸煮 锅内添加硫酸铜进行染色，每次蒸煮约3 4 小时，染色水重复利用率高，排放周期 长。每家企业每月仅产生几十公斤，据对竹制品行业污染情况的调查，此类废水 c o d e r 浓度在5 0 0 0 6 0 0 0 m g l 。 3 3 主要生产废水水质分析 竹制品加工过程中产生的高浓度废水，大致有竹拉丝蒸煮废水、白竹蒸煮废 水和硫酸铜染色废水三类，主要为蒸煮废水，成份以木质素为主，木质素是高等 植物大量含有的有机高分子化合物，在木材中木质素的含量为2 0 , - - - 4 0 4 2 1 ，木质 素是天然有机高分子化合物，是植物骨架的主要化学成分，主要由碳、氢、氧三 种元素组成，其结构十分复杂，处理难度很大。 德清县环境保护监测站于2 0 0 8 年6 月1 3 日对竹制品企业废水水质进行监测，监 测结果见下表3 2 。 表3 - 2 竹拉丝企业废水监测结果表 采样企业名称废水种类 色度( 倍)p h ( 无量纲)化学需氧量( m g l ) 蒸煮废水3 2 03 7 02 7 4 x 1 0 4 杜老板扇厂蒸煮废水2 7 04 6 31 9 4 x1 0 4 染色废水3 5 0 6 7 31 9 1 1 0 3 由于竹制品加工企业废水不经处理排入对河口水库，严重危害了饮用水安全， 群众反映强烈，2 0 0 8 年8 月1 9 日德清县人大对竹制品加工企业的废水污染情况进行 了调查并对废水采样，县人大送检的竹拉丝企业废水监测结果如下表3 3 。 表3 3 竹制品加工企业废水监测结果表 悬浮物 p h 化学需氧量 采样企业废水种类 ( r a g l ) ( 无量纲) ( r a g l ) 章金国拉丝厂 蒸煮废水3 33 。7 02 6 0 x1 0 4 浙江工业大学硕士学位论文 1 6 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 2 0 0 9 年3 月课题组对治理方案进行技术可行性分析，3 月1 4 日对竹制品加工企 业废水进行采样监测，监测结果见表3 4 。 表3 - 4 竹制品加工企业废水监测结果表 采样企业 废水种类 p h ( 无量纲) 化学需氧量( m e l ) 蒸煮废水 4 2 l 3 2 0 1 0 4 章勇拉丝厂 染色废水 7 5 1 3 9 5 ) ( 1 0 3 章金国拉丝厂 蒸煮废水 3 9 2 3 5 0 x1 0 4 杜明高拉丝厂 蒸煮废水 3 8 6 4 4 4 1 0 4 水云剑拉丝厂 蒸煮废水 4 5 8 3 7 0 x 1 0 4 沈永富白竹 白竹蒸煮废水 8 5 2 4 6 5 x 1 0 4 加工厂 根据监测结果得出主要生产废水水质浓度范围，见表3 5 。 表3 5 竹制品主要生产废水水质 废水种类 c o d c , ( m g l )p h ( 无量纲) 色度( 倍) 特点 19 4 0 0 4 4 4 0 0 蒸煮废水 3 7 4 6 35 0 高浓度有机废水 ( 平均3 0 0 0 0 ) 1 9 1 0 3 9 5 0 染色废水 6 7 3 - 7 512 0 0 铜离子浓度较高 ( 平均3 0 0 0 ) 白竹蒸煮废水4 5 0 0 08 5 22 0 0高浓度有机废水 筏头乡目前共有竹拉丝生产企业3 3 家，白竹生产企业6 家，经调查统计，3 9 家竹加工企业日用水量9 4 5 0 吨，年排放水量3 1 5 0 吨，c o d c f l 0 0 吨左右。 ( 1 ) 竹拉丝蒸煮废水 竹拉丝生产企业3 0 家，扇厂、窗帘厂3 家，扇厂、窗帘厂蒸煮废水c o d 浓 度与拉丝企业基本一致。企业排放废水约为用水量的三分之一，据统计3 3 家企业 年产生蒸煮废水2 8 5 0 吨，c o d c ，8 5 5 吨左右。 ( 2 ) 白竹废水 白竹生产企业6 家，年用水量9 0 0 吨，排放水量约3 0 0 吨，年产生c o d c ，1 3 5 吨 左右。 ( 3 ) 硫酸铜染色废水 该类废水数量极少，每家企业每月仅产生几十公斤，年产生量1 0 吨左右。污染 浙江工业大学硕士学位论文 1 7 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 物汇总情况见下表3 - 6 。 表3 - 6 污染物汇总情况见下表 废水种类年产生量( 吨)日排放量( 吨)c o d 。，( 吨年)处理达标难度 竹拉丝蒸煮废水 2 8 5 0l1 98 5 5 处理难度较大 白竹蒸煮废水 3 0 01 31 3 5 处理难度较大 染色废水1 0|处理难度较大 合计3 1 6 0 吨 1 3 29 9 3 4 竹加工废水对环境的影响 3 4 1 影响对河口水库水质 高浓度有机废水的危害：一是需氧性危害：由于生物降解作用，高浓度有机 废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，破坏原有水生植物群落的生长，进而引发鱼类 等动物群落衰退，造成生态影响。水生物死亡后产生恶臭，恶化水质和环境。二 是感观性污染：高浓度有机废水不但使水体失去使用价值，更严重影响水体附近 人民的正常生活。三是致毒性危害：超高浓度有机废水中含有大量有毒有机物， 会在水体、土壤等自然环境中不断累积、储存，最后进入人体，危害人体健康。 3 4 2 成为影响社会稳定的不安因素 近两年来随着筏头乡竹制品加工产业的快速发展，环境污染问题也日益受到 当地群众的关注，今年以来德清县环境监察大队已接到多起投诉，调研组在走访 过程中群众反响强烈，如再不加以治理，将直接影响社会稳定。 浙江工业大学硕士学位论文 德清县筏头乡竹制加工企业废水治理研究 第四章处理工艺实验研究 竹制品加工企业废水送往狮山污水处理厂处理是“集中 处理方案之一，但 污水处理厂担心给处理系统造成冲击，对接纳处理高浓度污水存在畏难情绪，为 此课题组对处理方案进行技术可行性分析，分析竹制品加工企业废水对污水处理 厂造成的影响，以及在可承受的范围内污水处理厂所能容纳的最大