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浅谈造纸废水处理工艺方法浅析

2016-11-27

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  根据制浆造纸工艺以及纸种、所添加化学药品的差异,产生的废水也有很大不同。总体来讲,造纸废水可分为: 备料废水、制浆废水、中段废水、纸机白水、废纸制浆废水。

  制浆废水的污染负荷和制浆工艺中的粗浆收率有关,粗浆收率低,废水的污染负荷高。化学制浆以碱法制浆为主,该法的黑液污染物浓度高,需先进行碱回收工段循环处理,再进入废水处理厂生化处理。化学机械制浆得到的废水有机物含量低,可直接排放到废水处理厂进行生化处理。

  造纸工业生产分为两个主要工艺阶段,即制浆和抄纸。制浆是把植物原料中的纤维分离出来,制成浆料,再经漂白;抄纸则是把浆料稀释、成型、压榨、烘干制成纸张。这两项工艺都要耗用大量的水,其中大部分作为废水排出。

  造纸工业废水的特点是废水排放量大,BOD高,废水中纤维悬浮物多,而且含二价硫和带色,并有硫醇类恶臭气味。

  制浆造纸废水的成分很复杂,其组分不仅取决于纸浆的方法,也取决于所产品种和原料种类等多种因素。造纸工业废水中的悬浮物质主要来自备料工段的树皮、草屑、泥沙以及随水排放的炉灰、矿渣、制浆造纸各工序流失的纤维、填料等;废水中BOD主要来源于制浆蒸煮工序,如纤维素分解生成的糖类、醇类、有机酸等,在化学浆中,蒸煮废液的BOD5发生量占80%以上;废水中的COD和着色物质主要来源于制浆蒸煮工序的木素及其衍生物;废水中的有毒物质主要有蒸煮废液中的粗硫酸盐皂、漂白废水中的有机氯化物(如二氯苯酚、氯邻苯二酚等),还有微量的汞、酚等,但这些有毒物通常含量甚微,其中关于漂白废水中的有机氯化物的毒性和“三致”作用,在发达国家中已引起越来越大的关注。在我国,由于草类纤维原料比重大(约占60%),企业规模小,生产工艺和设备落后,原材料、能源、耗水量大,使我国的制浆造纸工业的污染格外严重,1985年估算,我国造纸工业年排水量为370亿立方米,仅次于化学工业和钢铁工业,居第三位,约占工业废水总排放量的1/10;排放的BOD5负荷每吨产品为210kg,年排放BOD5为173万t,占全国BOD5总排放量的1/4。

  制浆造纸废水大致可分为:制浆蒸煮液、洗涤废水、漂白废水和纸机白水等。碱法纸浆蒸煮废液,又称“黑液”,是制浆厂的主要污染源。

  物理化学方法

  在造纸废水的深度处理中物理化学法具有治理快、处理效果好等优点,一般采用的方法包括,高级氧化法、絮凝沉淀法、膜分离法吸附法等。

  高级氧化法

  高级氧化法(简称AOPs)又称深度氧化技术,是20世纪80年代发展起来的一种用于处理难降解有机污染物的新技术。在氧化剂、电、声、光辐照、催化剂等作用下产生氧化能力极强(其电位2.80 V?仅次于氟的2.87V)的·OH再通过·OH与有机化合物间的加成、取代、电子转移、断键、开环等作用,使废水中难降解的大分子有机物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质,甚至直接分解成为CO:和H:O,达到无害化的目的。该技术具有反应速度快、处理效率高、对有毒污染物破坏彻底、无二次污染、适用范围广、易操作等优点,并被广泛应用于有毒难降解工业废水如制药、精细化工、印染等有机废水的处理中,已经逐渐成为难降解废水处理研究的热点。根据产生自由基的方式和反应条件的不同,可将其分为Fenton类氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法、超声氧化法、电催化氧化法、臭氧氧化法和湿式氧化法等。

  絮凝沉淀法

  絮凝沉淀法是由絮凝剂形成的聚合产物,通过一系列作用,对水中悬浮、胶状的大分子质量污染物去除的方法。对于制浆造纸废水的三级处理,此法已有广泛应用。在最佳运行条件下,用絮凝-电浮选连续处理造纸废水,废水的COD cr可从1416mg/L降至48.9 mg/L。

  膜分离法

  膜分离法是用一种特殊的半透膜将溶质和溶剂分隔开,使一侧溶液中的某种溶质透过膜或者溶剂渗透出来,从而达到分离溶剂的目的。管运涛等采用传统的两相厌氧工艺(BS)与膜分离技术相结合的系统(MBS)处理造纸黑液配置废水,结果表明,系统COD去除率可以达到73.1,高于BS系统(48.6%),且在厌氧污泥活性及运行稳定性方面优于BS系统;在COD负荷为6kg·(m3·d)-1时MBS酸化率为20.1%,酸化水平为7.5%,略优于BS系统(分别为7.0%和5.0%)。

  吸附法是利用多孔性固体材料对水中的污染物进行吸附,从而实现污染物和水分离的方法。常用的吸附剂有活性炭、活性煤、专用吸附树脂等,但对于一些极性较强、水溶性较好的污染物,吸附效果一般较差,并且在实际应用中往往需要大量的吸附剂,成本较高,后续再生工作较困难。

  吹脱和汽提法可以有效去除溶解在水中的气体和一些挥发性污染物。水中通入气体,形成气液界面,溶解在水中的污染物可以扩散进入气体中,随气体流出水相,从而实现分离。常用的载体是水蒸气和空气,前者即为汽提,后者即为吹脱。




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