パルプ工場廃水処理: COD削減、AOX除去、ZLDシステム

パルプ・製紙工場廃水の高度な処理戦略: 高 COD、毒性、繊維の課題に対するエンジニアリング ソリューション

はじめに: パルプ工場の廃水の流れの複雑さ

パルプ工場廃水は、業界で最も扱いにくい処理課題の 1 つであり、極度の COD (5,000-15,000 mg/L)、リグニン誘導体、吸着性有機ハロゲン化物 (AOX)、および温度変化 (55 ～ 75 度) を特徴としています。従来の生物学的システムは、特殊な前処理と堅牢なプロセス設計がなければ機能しません。このガイドでは、エネルギー回収とゼロ液体排出 (ZLD) の実現可能性を強調しながら、クラフト、亜硫酸塩、およびリサイクル繊維工場で証明された統合された物理化学的生物学的ソリューションについて詳しく説明します。

1. 廃水の特性評価と分離プロトコル

1.1 ストリーム-の特定の汚染物質プロファイル

• 黒酒の流出:

- pH 12-14, COD >100,000 mg/L, sulfide >2,000mg/L

- 強制隔離: pHスイング中和による専用均一化

• 漂白工場排水 (EOP 段階):

- AOX: 150-500 mg/L、クロロフェノール、ダイオキシン

- 治療の優先順位：オゾン処理または活性炭吸着

1.2 繊維の回復と一次処理

• 複数段階のスクリーニング戦略-:

- ステップ 1: マクロ繊維用の 3mm ドラムフィルター-（パルプラインにリサイクル）

- ステップ 2: 下流ユニットを保護するマイクロ-スクリーン（0.25～0.5mm）

• 溶解空気浮遊選鉱 (DAF) の最適化:

- ポリマー添加量: 15 ～ 35 ppm アニオン性凝集剤

- 油圧荷重:<5 m³/m²/h for >95% TSS 除去

2. 生物学的処理強化技術

2.1 好熱性 MBBR 構成

• キャリア仕様:

- 材質: シリコーン-EPDM ハイブリッド (80 度以下に耐える)

- 表面積: 800 m2/m3 以上 (JUNTAI バイオ-ブロック HT シリーズ)

- 充填率: 40-50%

• 動作パラメータ:

- 温度: 55-65 度

- HRT: 18～24 時間

- COD負荷量: 8～12 kg COD/m3・d

2.2 嫌気性粒状汚泥システム

表: パルプ廃液の嫌気性技術の比較

3. 高度な酸化と三次研磨

3.1 リグニン誘導体の分解

• フェントン試薬の最適化:

- H₂O₂/Fe²⁺ モル比: 2.5-3.5

- pH 制御: 硫酸で 3.0 ～ 3.5

- COD 削減: クロロリグニンに関して 60 ～ 85%

• オゾン処理-触媒ハイブリッド:

- 触媒: TiO₂-グラフェン複合材料

- オゾン線量: 0.8～1.2 kg O₃/kg COD

- AOX destruction: >92%

3.2 ZLDの膜分離

• システム構成:

- 一次: 精密ろ過 (0.1µm) で残留繊維を除去

- 二次: スケール防止剤を含む RO (ポリホスホン酸ブレンド)

• 塩水管理:

- 蒸発器フィード濃度: 8% TDS 以下

- 晶析装置のエネルギー回収: 黒液焼却からの蒸気

4. 汚泥管理と資源回収

4.1 脱水システムの選択

• 遠心分離機とベルトプレスの分析:

4.2 熱評価オプション

• 流動層焼却:

- 温度: 850-900 度 (ダイオキシンの生成を抑制)

- エネルギー回収: 汚泥 1 トンあたり 2.8～3.2 MWh

• ガス化から合成ガスへ:

- H₂ 収量: 700 度でスラッジ 1 トンあたり 45-60 m3

5. JUNTAIのテクノロジー統合事例

プロジェクト：1,200トン/日クラフトパルプ工場（インドネシア）

• チャレンジ:

- COD: 8,500 mg/L、AOX: 220 mg/L、温度: 60 度

• ソリューションスタック:

1. 主要な: JUNTAI ロータリードラムフィルター (ステンレススチール 316L メッシュ)
2. 二次: バイオブロック HT キャリアを備えた好熱性 MBBR-
3. 三次: 触媒オゾン化 + RO

• 結果:

- COD排出量:<150 mg/L (98.2% removal)

- メタン生産量: 12,500 m3/日

- 水の再利用: 78%