乌拉圭纸浆厂废水处理中化学除磷工艺的效能评估与优化策略

本研究针对乌拉圭某纸浆厂废水处理厂(WWTP)因原料桉木磷含量高导致出水总磷(TP)超标问题，通过对比生物除磷(EBPR)与化学除磷(CPR)工艺，发现化学共沉淀(FeCl3/Al2(SO4)3/Ca(OH)2)可稳定实现79-82%除磷率，后沉淀法更使可溶性磷降至0.2 mgP L?1以下，为高磷工业废水处理提供关键技术方案。

　　

乌拉圭桉木纸浆厂面临独特挑战——原料木材中异常高的磷含量导致废水处理厂(WWTP)出水总磷(TP)浓度远超行业平均水平。传统生物处理因微生物对磷的低需求性难以奏效，而现有化学预处理虽勉强满足60 kgTP d^?1的年排放限值，但缺乏系统性优化。这一困境促使乌拉圭天主教大学(UCU)联合荷兰研究团队开展深度研究，成果发表于《Journal of Environmental Management》。

研究采用实验室序批式反应器(SBR)模拟实际WWTP运行，通过86天实验对比完全好氧生物处理与三种化学除磷方案。关键技术包括：1)模拟工业规模SBR反应器构建；2)共沉淀法(直接投加FeCl₃、Al₂(SO₄)₃、Ca(OH)₂至生物反应器)；3)后沉淀法(对SBR出水进行烧杯试验)；4)多参数监测(COD、TP、TN、TSS等)。

【WWTP描述】
实际工厂采用化学Kraft工艺，废水含高固形物(WAL)与低固形物(WAB)两条支流。研究发现WAB支流TP达11-14 mg L^?1，占全厂2/3流量，是除磷主战场。

【原始纸浆废水处理】
生物处理仅实现12%除磷率，证实EBPR在高温(>30°C)工业废水中的局限性。共沉淀法显示：300 mg L^?1剂量的FeCl₃·6H₂O、Al₂(SO₄)₃·14.3H₂O或400 mg L^?1 Ca(OH)₂均可使可溶性磷降至0.28-0.34 mgP L^?1，但TP年排放量仍逼近限值。

【实际应用与未来展望】
后沉淀法展现出突破性优势——Al₂(SO₄)₃按PO₄^3?/金属盐1:10(摩尔比)投加或400 mg L^?1 Ca(OH)₂剂量下，TP与可溶性磷分别降至<0.5 mgP L^?1和<0.2 mgP L^?1。研究同时指出Ca(OH)₂工艺存在pH调节复杂、污泥产量大的操作难题。

结论部分强调三点突破：1)首次系统验证CPR在乌拉圭高磷纸浆废水的适用性；2)确立后沉淀法为最优技术路径；3)为兼顾经济性与达标排放提供剂量优化方案。讨论中作者特别指出，该成果不仅解决本地工厂难题，更为全球类似原料结构的纸浆厂(如巴西、印尼等桉木产区)提供技术范本，同时为磷回收(如生成Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂沉淀物)的循环经济模式奠定基础。研究团队建议后续探索金属盐复配工艺与自动化pH控制系统的集成应用。