造纸废水处理方案

2024-09-10 版权声明 我要投稿

造纸废水处理方案(精选9篇)

造纸废水处理方案 篇1

1.造纸废水的来源

造纸的原料主要以木材、非木材植物、废纸为主,其废水的主要来源于制浆废液、中段水(洗浆水和漂白水)和纸机白水。

2.造纸废水的水质特点及处理工艺

造纸工业废水具有水量大、COD含量高、SS多和含有有毒物质等特点。

其处理工艺大体为:

污水——预处理(除砂、过筛)——一级处理(沉淀、澄清或气浮)——二级处理(天然氧化物,曝气氧化塘,活性污泥法,生物滤池,有时采用化学絮凝法)——污泥处理(浓缩机、离心机、真空过滤机等)

其中一级处理中常使用无机絮凝剂与有机絮凝剂复合使用,污泥处理当中需用阳离子型絮凝剂进行污泥脱水。

3.絮凝剂的应用实例

-以废报和木浆为主的造纸厂其汽浮工艺中需使用有机絮凝剂1.5—3.0ppm。例:3万m3/天污水量,有机絮凝剂用量在45—90kg/天。

-以废报和木浆为主的造纸厂其污泥脱水工艺中需使用有机絮凝剂75—150ppm。例:2000吨/天浓缩污泥量,有机絮凝剂用量在150—300kg/天。

-以草浆和木浆为主的造纸厂其汽浮工艺中需使用絮凝剂1.5—3.0ppm。

例:3万m3/天处理量,有机絮凝剂用量在45—90kg/天。

-以草浆和木浆为主的造纸厂其污泥脱水工艺中需使用有机絮凝剂50—100ppm。例:2000吨/天浓缩污泥量,有机絮凝剂用量在100—200kg/天。

造纸废水处理方案 篇2

1 工程概况

1.1 废水来源。

该项目生产废水可分为三部分, 第一部分为稻草化机浆清洁制浆车间化学助剂对稻草秸秆预处理后产生的高浓制浆废液, 由螺旋挤浆机挤压出来, 该生产线日产生高浓制浆废液约为420m3;第二部分为稻草化机浆的浆料洗涤废水, 该生产线日产生废水约为6300m3;第三部分为废纸制浆车间产生的制浆废水, 该生产线日产生废水约为1350m3;全厂生产废水日排放量达到8070 m3。其中高浓制浆废液单独送复混肥车间进行资源化利用, 其余两种废水混合后送入废水处理站进行处理。1.2废水的水质水量。三种废水以及混合废水的水量水质见表1、表2、表3、表4所示。1.3要求达到的排放标准。当地环保部门要求该公司处理后的废水水质要达到:

2 废水处理工艺方案选择及工艺流程

2.1 废水处理的工艺流程。废水处理的工艺流程如图1所示。2.2废水处理工艺流程说明。主工艺流程说明。2.2.1集水池。生产车间废水进入污水处理站后首先流入集水池, 在集水池入口处设置2台机械格栅以拦截粗大悬浮物。集水池中废水由提升泵送至斜滤网。2.2.2斜滤网。废纸生产废水中含有大量的悬浮物, 主要是有用的纤维。废水在进入初沉池前先通过斜滤网过滤, 回收这些较大的纤维性的悬浮物, 这些纤维根据质量, 回用到生产车间不同工段, 可以降低生产成本。过滤后废水自流进入初沉池。斜滤网的孔径为60-80目。2.2.3初沉池。为了降低生化处理的负荷, 有必要进一步将废水中含有的细小纤维等悬浮物去除。初沉池采用辐流式沉淀池, 它运行稳定, 耐冲击负荷。设置1台单周边刮泥机, 将沉积于池底的污泥刮到集泥池中, 并用泵送到污泥浓缩池。2.2.4调节池。初沉池出水进入调节池, 调节池安装有回用水泵和冷却塔提升泵。可以根据水质情况, 将部分 (约33%) 初沉后废水回用到生产车间。根据初沉池出水的水温高低情况, 废水或自流进入预酸化池或泵送入冷却塔进行冷却降温处理。2.2.5冷却塔。稻草化机浆废水和废纸制浆混合废水的温度约在35-50度之间波动, 特别是在夏季天气炎热的时候, 废水水温会在40-50度之间波动。而厌氧生物处理的适宜温度是35-38度左右, 因此, 当废水水温超过38度时, 采用冷却塔将废水温度降低至35-37度, 以适应厌氧生化处理的要求。2.2.6预酸化池。预酸化池设计为废水提供约5个小时的预酸化时间。5个小时的停留时间起到稳定废水有机负荷, 调节波动的效果, 为了准确保证废水进入厌氧反应器所需要的p H条件, 根据在线监测反馈回的池内的p H值情况, 通过PLC控制投加酸、碱, 调节p H在6.5-7.5。UASB反应器设有出水回流管, 根据运行情况, 将部分UASB反应器出水进行回流, 与预酸化污水进行混合, 不仅能大大降低酸用量, 而且在水量不足的生产试车阶段, 仍能保证启动的顺利进行。2.2.7 UASB厌氧反应器。污水自循环池用泵送入到UASB厌氧生物反应器。电磁流量计和控制阀自动控制UASB反应器的进水, 以保持一个恒定的输入流量。UASB反应器的出水依靠重力作用溢流, 在保证恒定的进水流量的条件下, 一部分出水经厌氧反应器出水管分配进入预酸化池与进水混合, 另一部分出水溢流进入随后的生物选择池。UASB反应器出水的p H值和温度连续监测。UASB反应器顶部的设有气水分离器和水封罐。2.2.8生物选择池。进入氧化沟的废水和从二沉池回流的活性污泥在此相互混合接触。生物选择池是按照活性污泥种群组成动力学的规律而设置的, 创造合适的微生物生长条件并选择出絮凝性细菌。生物选择池还可有效地抑制丝状菌的大量繁殖, 克服污泥膨胀, 提高生物系统运行的稳定性。2.2.9氧化沟。本设计的氧化沟形式为完全混合式的环形曝气池。根据废水的特点, 采用高效供气式射流曝气工艺。在氧化沟内, 借助于好氧微生物的吸附、分解有机物的作用, 使废水的BOD5、CODcr降低。鉴于废水中缺氮、缺磷, 为使生物污泥中的微生物能良好地生长繁殖, 保持较高的生物活性, 需要向废水中投加一定量的含有氮、磷的营养物质。氧化沟出水自流入二沉池。2.2.10二沉池。经氧化沟好氧处理后的废水送入二沉池, 二沉池设计为辐流沉淀式, 在此进行泥水分离, 部分污泥回流至前面的生物选择池, 剩余污泥被污泥泵输送到污泥处理系统, 二沉池上清液自流至进入混凝沉淀池。2.2.11混凝沉淀池。为进一步去除废水中残余的悬浮物和COD, 保证回用水的质量, 本设计采用混凝沉淀池对废水进行处理。利用混凝沉淀原理对废水中剩余的SS和COD进行捕捉、沉淀处理, 使处理后出水水质稳定达标。2.2.12过滤池。为确保出水水质即使在冬季和系统运行波动的情况下也可以稳定达到回用水标准, 本设计采用普通快滤池作为出水水质的把关设施。过滤池包括混凝反应区、过滤区、反冲洗区等, 利用微混凝过滤原理对废水中剩余的SS和COD进行捕捉、吸附、过滤处理, 使处理后出水水质达标回用, 保证生产车间的稳定运行。

摘要:造纸工业是能耗、物耗高, 对环境污染严重的行业之一, 其污染特性是废水排放量大, 其中COD、悬浮物 (SS) 含量高, 色度严重, 造纸废水COD则由非溶解性COD和溶解性COD两部分组成, 通常非溶解性COD占COD组成总量的大部分, 当废水中SS被去除时, 绝大部分非溶解性COD同时被去除。因此, 废纸造纸废水处理要解决的主要问题是去除SS和COD。

造纸废水处理方案 篇3

西安交通大学贺延龄教授主持研发的“废纸造纸废水零排放技术”(以下简称“零排放技术”),就是一项资源节约型、环境友好型的创新性技术。它的应用不仅能够节水、节电、节约原料等资源,更能够有效减少甚至杜绝造纸行业的污染排放,改善生态环境。零排放技术的清洁生产、节能减排效应,迎合了目前造纸业先进技术匮乏的市场需求,为饱受诟病的造纸业转型发展提供了新的发展思路。

废纸造纸是有别于采用植物原料的化学、半化学制浆方法的造纸工艺,是典型的“资源—产品—再资源化”的循环经济过程。废纸造纸不仅单位原料成本低、节约植物资源,更是另一种意义上的变废物为资源;另一方面,废纸造纸本身产生的污染物较少,且其废水更易于处理。

造纸工业的零排放技术是涉及生物工程、废水处理和造纸工艺的较复杂的系统工程,需要长期的实践研究基础和多种技术的集成。

贺延龄教授是“厌氧—好氧处理实现废纸造纸废水零排放处理工艺”发明专利(专利号:200510042779.4)持有人之一,中国造纸废水厌氧生物处理领域最有影响的开拓者之一,长期从事水资源可持续利用、水污染控制以及环境微生物学研究。上世纪90年代中期,他曾留学荷兰,在国际厌氧生物技术权威G.Lettinga教授领导的实验室工作,并参与了荷兰皇家科学艺术院有关造纸的科研项目,对厌氧生物技术进行了深入研究,积累了深厚的理论基础知识和实践经验。回国后,贺延龄又主持完成了多项废水处理回用、厌氧技术应用等相关领域的课题项目研究,以十余年的经验积累,为“零排放技术”的研发奠定了坚实的基础。

贺延龄介绍,“零排放技术”是通过循环水的处理工程结合造纸用水系统的优化实现的,其循环水处理过程包括“循环水的分级处理技术”和“循环水的分级回用技术”。

在零排放中,废水即循环水。“循环水的分级回用是在对用水系统的水量、水质和工艺要求的科学分析与衡算的基础上,根据不同生产工序的出水水质和进水水质要求,确定各关键工序的回用水限制性水质参数及其极限进出口浓度,结合经验,运用过程工业水系统集成优化理论与方法,最终实现水的清污分流和多级循环,达到清水用量最小化和废水零排放的目标。在满足以上要求的同时,伴随能源、水的节约与物料(纤维和填料)回收,显著降低了造纸成本。”贺延龄解释道。

“循环水的分级处理采用高效厌氧反应器技术为核心的处理工艺,对生物处理工艺的控制是循环水分级处理技术的关键,以高效厌氧反应器技术为核心,通过微生物来‘消化’造纸过程中产生的以挥发性脂肪酸(VFA)为主的可降解有机物,使其降解变为甲烷和细胞物质而除去。而厌氧处理产生大量的CO2,也能够在生物厌氧颗粒污泥形成后,加速钙的沉淀作用,最终加速生物软化,降低循环水的硬度。”值得一提的是,循环水处理过程中产生的沼气,也可充分回收用于造纸干燥过程或用于生产蒸汽,这也是该技术“变废为宝”的特色之一。

贺延龄教授介绍,西安交大的零排放技术,还包括了对关键设备的开发。用于零排放的新的“高负荷体外自循环厌氧颗粒污泥悬浮床反应器”(专利号:200510042780.7)和“上流实验氧污泥床”(UASB)反应器在净化循环水的同时,还可消化好氧过程产生的剩余污泥,降低系统污泥量,消除废水中的硫酸盐。因其负荷高、不消耗曝气动力等优点,使处理成本比传统的生物处理大幅度降低。

该技术已通过陕西省科学技术成果鉴定,并申请获得了国家发明专利。鉴定报告显示,该项技术具备以下四项技术创新:

1.针对国内废纸残余木素高,污染负荷高,胶体与钙、硅酸盐含量高的特点,开发了以厌氧—好氧生物处理为核心的一整套循环水处理工艺,持续稳定地实现了废纸造纸的废水零排放;

2.针对造纸废水悬浮物含量高、浓度大的特点,研制了改良型的UASB反应器,结构的革新使其可同时消化好氧过程产生的剩余污泥,降低了系统污泥量,处理成本比传统的生物处理大幅度降低;

3.通过严格控制厌氧UASB反应器和好氧反应器的参数,使得系统在转化有机物的同时,将废水中的盐类富集于生物污泥中除去,以低成本实现了循环水的生物软化,满足了生产用水的要求;

4.在国内首次将集成优化方法应用于造纸工业的用水网络改造,并实现了造纸工业循环水的多级回用水系统。

作为陕西省唯一通过省科技厅成果鉴定的零排放项目,此项技术“在该领域及其类似领域具有普适性,具有推广应用的广阔前景……从总体上看,该项技术先进,具有创新性,技术成熟,应用效果明显,节水、节能、减污、增效显著,可以在废纸生产本色纸领域大范围推广应用,整体技术达到了国际先进水平,在生物软化效果、草浆废纸为原料的零排放、涉及纸种的多样性等方面达到国际领先水平。”项目获得2008年陕西省科学技术一等奖,2010年“第十九届国家发明展金奖”、国际发明协会联合会“最佳发明奖”。

贺延龄所在的西安交通大学是国内第一家废纸造纸零排放工程的实施者,拥有该技术及相关技术设备的发明专利,并成功设计、实施了多项工程,取得了显著的经济效益和社会效益,赢得了行业内外的广泛认可。该项技术的研发得到国家和陕西省科技、环保管理部门的积极支持,列入我国科技重大专项“水体污染物控制与治理”项目—“渭河关中段重污染行业水污染控制技术研究集成”课题和陕西省重大科技专项“造纸废水零排放关键技术研究与工程示范”的研究内容,有力地促进了该项目的研发和成果转化。

在贺延龄教授及其团队的共同努力推进下,现在各项关键技术成熟,已经成功运用于国内20余家造纸企业。

在示范工程中,废纸造纸厂对循环水的处理采用以厌氧生物处理为主,好氧生物处理技术为辅的技术路线,能够有效消除废水中的溶解性有机物、钙盐、硫酸盐、胶体的积累,使废水处理后完全满足回用要求;能够大量节省水电资源(吨纸用水量降低到1.5~2.5m3,比传统生物处理节电70%以上);并获得显著的减排效果(减少污泥排放95%以上,完全不再排放废水),实现纤维和能源(沼气)的回收利用。零排放技术是资源循环利用的有效方式。

造纸行业示范应用表明,它能够显著提高废水处理水平,促进废水处理规范化管理,推动了节水治污在低成本下实现,为工业废水处理技术进步、节能减排的推进和循环经济的发展作出了积极贡献。

加强废纸回收利用,推广造纸行业节能减排新技术,不仅具有相当大的经济效益和社会效益,对造纸业的原料结构调整、行业转型发展也提供了新的思路。同时,它对于相关地区生态环境的改善和循环经济的发展也有极大的借鉴意义。

贺延龄,1988年获博士学位,荷兰留学归国人员、博士生导师。主要从事水资源可持续利用、水污染控制以及环境微生物学研究,先后被纽约科学院、美国微生物学会、国际水学会吸收为成员,先后担任陕西省化工学会环境专业委员会主任委员、陕西省环境科学技术学会常务理事。承担过包括国家重点科技攻关、国家高科技项目(863)、国家和省自然科学基金、省重点、省科技发展基金以及企业委托的科学研究和科技服务项目等共计42项。在国内外学术期刊、国际会议发表论文90余篇,出版专著两部。

高效浅层气浮设备处理造纸废水 篇4

采用高效浅层气浮设备处理再生纸造纸废水,在进水CODCr、SS的质量浓度分别为1 230、700 mg/L时,经调节、混凝沉淀、气浮、沉淀等工艺处理后,出水CODCr、SS的质量浓度分别为82.0、43.5 mg/L,吨水处理费用为0.42元.

作 者:孙建富 张佩琴 许斌 SUN Jian-fu ZHANG Pei-qin XU Bin 作者单位:孙建富,许斌,SUN Jian-fu,XU Bin(浙江省兰溪市环境保护监测站,浙江,兰溪,321100)

张佩琴,ZHANG Pei-qin(浙江工商大学,食品、生物与环境工程学院,杭州,310035)

用电厂冲渣处理造纸废水 篇5

来源:无线测温 http://

煤渣中含有大量多孔非晶态的SiO2、Al2O3,其对废水中的污染物有一定的吸附能力,能够起到脱色和去除污染物的作用,同时煤渣对污染物也有一定的过滤作用。因此,煤渣处理污水技术已经广泛应用于印染废水的处理中,但煤渣用于造纸废水处理国内还不多见。绍兴新民纸业有限公司用电厂冲渣处理造纸气浮出水,取得了一定成效,现对其作一介绍。一 原废水处理工艺流程

绍兴新民纸业有限公司利用废纸和商品木浆生产低定量高强度A级牛皮箱板纸,产量5万t/a。

该厂生产废水主要为制浆废水和抄纸废水,其中抄纸废水污染物浓度较低,大部分在生产中回用。制浆废水(排放量约8000t/d)污染物浓度较高,废水中SS和CODcr含量较高。生产废水先经格栅去除纸屑、塑料、木材等较大的颗粒物,然后进斜筛处理装置,对较长的纤维进行回收,经斜筛处理后的废水流入调节池,池内设有穿孔管曝气,进行均质均量的调节,调节后的废水由泵提升至涡凹气浮装置,并加入混凝剂使一些细小的悬浮物、胶体物混合成大的颗粒。浮渣由涡凹气浮装置上的螺旋推进器排入污泥池,污泥经带式压滤机脱水后运往锅炉焚烧。经气浮处理后的废水达到进管标准后接入城市排污管网。

二 冲渣处理气浮废水

(一)热电厂发电能力及冲渣处理系统

绍兴新民热电有限公司拥有35t/h次高压锅炉6台,抽汽式发电机组3套,总装机容量为45MW,日耗煤量800t左右,日出煤渣240t左右,锅炉采用水力出渣。煤渣落入出渣口后,利用高压水冲入煤渣导流沟,与来自水膜除尘器的含灰废水汇合后进入沉灰池,废水经沉灰池、迷宫池、澄清池沉淀后,90%以上的水通过水泵提升,循环使用,少量废水经pH值(6-9)调节,监测合格后溢流排放。

(二)煤渣治理气浮废水工艺流程

考虑到箱纸板生产废水含有以纤维为主的悬浮物,而电厂煤渣又具有一定的吸附能力,因此具有污染治理的互补性,可用造纸废水代替新鲜水来冲排原电厂的煤渣。新民纸业有限公司于2002年利用热电厂的灰渣处理系统处理气浮废水,同时增加2套320t/h的无阀滤池系统。将造纸气浮出水接入电厂的冲渣系统,电厂冲渣水和水膜除尘水全部用造纸气浮出水代替。锅炉落下的煤渣直接用气浮出水来冲排,冲渣水经过沉灰池、澄清池、迷宫池,再经无阀滤池过滤后,经杀菌、冷却后回用于生产,处理工艺如图1。电厂冲渣

气浮出水-------沉灰池------澄清池-----过滤网----------无阀滤池----

杀菌剂

------回用水池------冷却塔----生产回用

三 效 果

该技改项目实施后,经过一年的运行,系统运行正常,经处理的废水色度降低,去除了大部分SS、CODcr,水质清澈,符合作为生产回用水的水质要求。绍兴市环境监测站的监测结果显示,生产废水经涡凹气浮装置处理后,其出水pH值为7.0-7.5,SS为172mg/L,CODcr为572mg/L,BOD5为265mg/L。气浮处理后的大部分废水经电厂冲渣、杀菌、冷却后,SS日均浓度为50.0mg/L,CODcr日均浓度为80.5mg/L。冲渣处理后的废水全部回用于生产。

四 结 语

探究制浆造纸废水新时期处理技术 篇6

摘要:目前,在化学工业及其相关产业的竞争和发展日益激烈的同时还带来了很多的危害。就制浆造纸废水而言,它是一类成分复杂、难处理的高浓废水,对于人的健康有很大危害。所以新型使用的处理技术的探索和研发对我们来说迫在眉睫。本篇文章主要阐述了废水的特性及处理技术,和如何综合利用多种先进措施来处理废水,其中包括:水解酸化、AB+改良型卡鲁塞尔氧化沟和高效浅层气浮组合技术,还有一些问题及其解决措施。

关键词:制浆造纸废水;AB+改良型卡鲁塞尔氧化沟;高效浅层气浮;废水深度处理

1引言

制浆造纸工业的发展直接关系着国民经济发展和社会文明建设,是一个长兴工业。制浆造纸废水影响着我们的生活环境,主要是它含有的碱、有机氯化物和化学药品等物质具有危害性。随着《造纸工业水污染物排放标准》的颁布和实施,使得制浆造纸废水的达标处理难题变得日趋白热化。为此,我们首要的、艰巨的任务就是探索出一个完善的制浆造纸废水的达标处理措施。

2废水特性及其处理技术的选择

制浆造纸是以木材、树皮、禾草和甘蔗渣等为原料,主要运用碱(酸)法制浆工艺,在制浆造纸的全过程几乎都会产生废水,尤其是主要环节,例如:备料、蒸煮、制浆、造纸,更是有大量的废水被排除。这些废水具有污染物浓度高、成分复杂、难降解有机污染物含量高、水质水量变化大、单纯的好氧或厌氧生物处理困难等特点。

若按照国家规定的造纸工业水污染物排放标准,那么现在的两级处理方法就要被淘汰,因为这种方法处理后的废水中COD含量仍然很高,特别是化学浆和化机浆。为了达到新标准的要求,我们必须对整个生产过程进行更深层次的了解,并且反复试验,以探索出一套经济可行的深度处理技术。它包含了改进生产工艺和把废水末端处理技术有效组合。

3组合技术的应用

运用组合技术主要是为了把厌氧、好氧和深度处理工艺技术更为有效的结合在一起,在达到处理效果和目的的同时减少处理成本。针对制浆造纸废水的特点,组合技术的工艺路线为:预处理—水解酸化—AB反应器+卡鲁塞尔氧化沟—沉淀池—超效浅层气浮。

3.1 水解酸化

水解酸化反应不仅能有效的降解部分有机物,还能将大分子的有机物降解为小分子的易降解的有机物,从而提高制浆造纸废水可生化性,提高后续生化处理的效率。并且具有出水水质稳定的特点,对冲击负荷有很强的缓冲适应能力。

3.2 AB+卡鲁塞尔氧化沟

AB段是根据制浆造纸废水的特点而采用特有设计的预曝气措施。可将废水中容易降解的COD被生物质吸收并转化为以胶体状态存在的可自由游动菌。从而使生长缓慢的丝状菌无法生存。这些自由游动菌就成为后续曝气池(卡鲁塞尔氧化沟)活性污泥中高等微生物(原生动物和后生动物)的食物。这样前置AB段不仅能够有效防止污泥膨胀和对整个处理系统起缓冲作用,而且废水中的硫化物、小分子有机物等也得到有效去除。

氧化沟反应器是整个生化处理部分的核心,也是有机污染物去除的关键。氧化沟是一种连续循环的环形废水处理渠道,平面一般为椭圆形,采用强制曝气和推流的方式,一方面对沟渠中的废水进行充氧,另一方面推动废水在反应器做循环流动。在水流作用下,好氧菌胶团一直保持悬浮的状态,氧气、污染物、微生物絮体在沟渠内充分混合,增大微生物与污染物的接触面,使微生物能充分吸附污染物并将其降解。循环流动的废水使氧化沟内的环境始终维持在一个相对平稳的状态,有利于维持微生物群落的稳定性,大大提高微生物的新陈代谢水平,从而提高污染物的去除效率。

AB段中的废水一进入氧化沟,就会被几十倍甚至上百倍的循环流量所稀释,悬浮在水中的微生物胶团与废水中的污染物充分接触,在微生物的新陈代谢作用下,将污染物分解成CO2和H2O,达到去除水中污染物的目的,还有部分不易降解的有机物被微生物胶团吸附,而后以剩余污泥的形式排出。由于制浆造纸废水中含有较多的难降解有机物质和有毒成分,使得经过AB+卡鲁塞尔氧化沟工艺处理后的废水还是难以稳定达标排放,后续还需超效浅层气浮把关。

3.3超效浅层气浮

超效浅层气浮是集絮凝、气浮、撇渣、刮泥以一体的气浮装置,运用了“浅池理论”及“零速原理”进行设计,停留时间仅需3-5分钟,强制布水,进出水都是静态的,微气泡与絮粒的粘附发生在包括接触区在内的整个气浮分离过程,浮渣瞬时排出,水体扰动小出水悬浮物低,出渣含固率高。超效浅层气浮采用了独特的均衡消能装置取代了传统的释放器,大幅度地减小了微气泡的直径。理论研究及试验均表明,微气泡直径约小,气泡吸附悬浮物的趋势越强,吸附力越大,这可以用界面能理论来解释,微气泡总面积呈几何数增加等效于废水中固、水、气三相总届面呈几何级数增加,于是它们力图通过吸附降低表面能的趋势大幅增强。在气浮理论中,悬浮物自水体的分离,除了气泡吸附、气泡顶托、絮体吸附机理之外,还存在所谓的“气泡裹携”作用,部分未与气泡或絮体吸附的细小悬浮物,在密集气泡上升过程中,因无论细小悬浮物怎样细小,其粒径仍远大于水分子,它们将可能被挟带在气泡群的气泡间隙中被裹携至水面而分离。显然,气泡群越密集,这个作用将越强烈,所能挟带的悬浮物也将越细小。因此,超效浅层气浮能有效去除废水中的COD、SS及色度,使外排废水稳定达标。

4主要设施及设计参数

在满足排水异常情况的前提下,我们把处理能力设计为24000m3/d,所应用到的设施和参数如下:

4.1进水水质

进水水质必须满足的条件有CODCr<1600mg/L、BOD5<600mg/L、SS<550mg/L、AOX<20mg/L、水的pH值在6到9的范围内、水温<50℃。

4.2 斜网回收系统

集水池污水经泵提升进入筛网布水器,经过筛网自流进入调节池。采用50—100目筛网,微滤截留污水中的纤维,既保证过水量的需要,又达到提高回收率和降低污水中悬浮物的目的。

4.3调节池

由于进入系统的污水水质水量不稳定,需要设置调节池均衡进入处理系统的废水。设置其有效容积为4100m3。

4.4冷却塔

生物好氧曝气最理想的水温应在25~35℃的范围内。在此温度范围内微生物的活性和曝气过程中氧的利用率均是最为理想的。因此在本项目中特设计了冷却塔对污水进行降温,冷却塔的设计处理水量为1000m3/小时,污水温度从50℃降到35℃。以确保污水进入生物处理系统的水温在35℃以下。

4.5初沉池

一级物化处理工艺主要作用为将污水中的氯化木素和污水中残存的细小纤维通过化学药剂沉淀,将沉淀物从水中分离后,沉淀物送至带式浓缩压滤机处理。设置初沉池表面负荷为0.9m3/m2·h,停留时间为3.5h。

4.6水解酸化池

池内设置脉冲式布水器,有效容积为6000 m3,停留时间6h。

4.7 AB段

池内设置倒伞曝气机,有效容积为6000 m3,停留时间6h。

4.8氧化沟反应器

卡鲁塞尔氧化沟设计主要是为了去除COD和BOD,关键的操作部分是准确计算出来容积、需氧量、水力等,以便确定出更为确切参数。池内设置倒伞曝气机,有效容积为18000 m3,停留时间18h。

4.9二沉池

二沉池的构造形式采用幅流式。沉淀池的作用主要是去除悬浮于污水中的可以沉淀的固体悬浮物。池内设置桁车刮泥机,有效容积为4200 m3,停留时间4.2h。

4.10超效浅层气浮

处理量要求在1000m3/d。

5运行中遇到的问题及解决措施

现在的系统控制虽然较传统的控制方法有了很多方面的进步和改善,但是仍然存在着多种异常情况需要我们去解决。一是泡沫问题,在培养菌体的时候,会有很多沟池内产生大量的泡沫。主要是因为强度过大的充氧措施,微生物的过渡繁殖,废水中的洗涤剂等。只有通过向沟池里撒放泡沫抑制剂来减少泡沫。二是沉池出水出现絮状悬浮物,主要是运行不当或者废水中混入有毒物质导致的。这个时候我们要先分辨产生的原因再确定解决问题的措施,有运行方面的问题和混入有毒物质的问题。三是污泥脱氮和污泥腐化,由于污泥在曝气池里呆的时间过长,消化程度过高,造成污泥脱氮现象。要想办法增加污泥回流量和及时排除剩余污泥,才能减轻这个措施会出现的隐患。另外,污泥通过厌氧发酵产生的气体会造成污泥腐化的现象发生,主要的防治措施是安装一定的设备,能够清除污泥外溢的浮渣,消除沉淀池的死角,加大池底坡度,避免污泥滞留于池底。

6结语

制浆造纸废水是一种高浓度废水,它存在着水质变化大、成分复杂、难处理、有机物含量高等问题。本文所介绍的水解、AB+改良型卡鲁塞尔氧化沟和高效浅层气浮综合处理技术具有很多优点也解决了很多难题,完全可以使处理后的水含量符合《造纸工业水污染物排放标准》的要求。

目前,各种废水处理技术对高效低耗处理制浆造纸废水有较大启示,我们在此基础上做的更深层次的探索和研究,必将使得制浆造纸废水的有效处理得到很大进展。然而,处理过程中的难题仍然是存在的,这仍是我们进行研究的热点和难点。我们要根据现状,不断改革和完善制浆造纸废水的高效低耗处理技术。

参考文献

[1]晏令军,蒋立人.水解酸化在制浆造纸废水处理中的应用.《中国造纸》.2011年3期

[2]刘鹏飞.废纸制浆造纸废水处理工艺设计实践与思考.《中国造纸》.2010年7期

造纸废水处理工艺试验研究 篇7

造纸废水中含有木素及其衍生物的分解产物、脂肪酸类有机物以及生产过程中的添加剂,属于典型的高浓度难降解废水[1,2,3,4]。现有造纸废水处理工艺存在处理效果不稳定、处理费用高、无法满足回用标准等问题[5,6,7],研究人员采用厌氧工艺、好氧工艺、混凝沉淀工艺处理造纸废水,取得一定效果[8,9]。

本工作采用UASB—A/O工艺处理苏南某低档废纸造纸企业生产废水。该企业以国内废纸为原料生产瓦楞纸,年产普通瓦楞纸20 kt。处理后废水满足企业车间回用水要求,消除了回用水发黑、发臭等现象,为太湖流域低档废纸造纸企业的废水回用提供了技术支持。

1 试验部分

1.1 材料和仪器

试验用造纸废水(简称废水)取自苏南某纸业有限公司收集池。废水水质见表1。

试验用污泥取自江阴市某污水处理厂厌氧池,ρ(混合液挥发性悬浮固体)为14.2 g/L,ρ(混合液挥发性悬浮固体)/ρ(MLSS)为0.49。

WFZ UV-2800AH型紫外-可见分光光度计:美国Unic公司;ZAB-HS型GC-MS仪:英国 VG 公司;HQ30d+LDO型DO仪:美国HACH公司;PHS-3C型pH计:上海雷磁公司。

1.2 试验装置和流程

废水处理装置示意见图1。试验处理规模为2 L/h。调节池:有效容积1 m3,材质为塑料;UASB:200 mm×1 600 mm,有效容积47 L,材质为有机玻璃,不设三相分离器,ρ(MLSS)为12 g/L;A/O池:600 mm×250 mm×400 mm,有效容积45 L,材质为有机玻璃,装置外设水浴保温,HRT为24 h(其中缺氧段8 h、好氧段16 h),缺氧段DO为0.5 mg/L,好氧段DO为3.0~4.0 mg/L,ρ(MLSS)为4 g/L;二沉池:100 mm×410 mm,有效水深255 mm, 回流比为50%~100%。

1 调节池; 2 UASB; 3 A/O池; 4 二沉池

1.3 分析方法

采用重铬酸盐法测定废水COD[10];采用稀释与接种法测定BOD5[10];采用稀释倍数法测定色度[10];采用纳氏试剂比色法测定ρ(氨氮)[10];采用重量法测定ρ(MLSS)和ρ(MLVSS)[10];采用pH计测定废水pH;按照美国环境保护暑对工业废水的取样和分析步骤[11],采用GC-MS仪分析废水中的有机物。

2 结果与讨论

2.1 UASB最佳HRT的确定

HRT是影响UASB工艺废水处理效果的重要参数。HRT越长,污染物和微生物接触的时间越长、越有利于难降解污染物的去除和大分子基团的破坏;但延长HRT会增加反应器体积、占地面积和投资成本。UASB的HRT对COD去除效果的影响见图2。由图2可见:随HRT的延长,UASB的COD去除率逐渐增大;当HRT为14 h时,平均进水COD为3 131 mg/L,平均UASB出水COD为2 317 mg/L,平均UASB的COD去除率仅为26.0%;当HRT为18 h时,平均进水COD为3 343 mg/L,平均UASB出水COD为1 832 mg/L,平均UASB的COD去除率为45.2%;当HRT为24 h时,平均进水COD为3 185 mg/L,平均UASB出水COD为1 446 mg/L,平均UASB的COD去除率为54.6%;当HRT为32 h时,平均进水COD为3 107 mg/L,平均UASB出水COD为1 280 mg/L,平均UASB的COD去除率为58.8%。根据上述试验结果,认为当UASB的HRT为24 h时,可基本满足对COD的降解要求。

UASB的HRT对BOD5/COD的影响见图3。由图3可见:当HRT为14 h时,平均UASB出水BOD5/COD仅为0.22;当HRT为18 h时,平均UASB出水BOD5/COD为0.24;当HRT为24 h时,平均UASB出水BOD5/COD为0.31;当HRT为32 h时,平均UASB出水BOD5/COD为0.35。当BOD5/COD为3.00~4.00时,废水易于生化降解。废水可生化性的提高有利于好氧微生物对有机物的降解,从而有助于降低A/O工艺的处理成本。因此,综合COD去除情况和废水可生化性的改善情况,试验确定UASB的最佳HRT为24 h。

2.2 稳定运行阶段的废水处理效果

稳定运行阶段的COD去除情况见图4。由图4可见:稳定运行阶段进水COD波动较大,平均进水COD为2 777 mg/L,平均UASB出水COD为1274 mg/L,平均二沉池出水COD为210 mg/L,平均总COD去除率为92.4%。以上数据表明,通过厌氧水解菌在UASB中较长HRT下的降解作用,系统中的有机物得到有效降解,废水的可生化性得到改善,从而保证了后续好氧处理的有效进行。UASB—A/O工艺对有机物的去除效果良好,出水满足低档瓦楞纸回用水COD不大于300 mg/L、SS不大于100 mg/L的要求。

● 进水COD; ■ UASB出水COD; ▲ 二沉池出水COD; ◆ 总COD去除率

稳定运行阶段的氨氮去除情况见图5。由图5可见,稳定运行阶段进水ρ(氨氮)波动较大,平均进水ρ(氨氮)为40.7 mg/L,平均UASB出水ρ(氨氮)为23.0 mg/L,平均二沉池出水ρ(氨氮)为5.2 mg/L,平均总氨氮去除率为87.2%。

● 进水ρ(氨氮); ■ UASB出水ρ(氨氮); ▲ 二沉池出水ρ(氨氮); ◆ 总氨氮去除率

GC-MS的分析结果表明,废水所含的污染物成分复杂、种类丰富,主要有木素及其衍生物的分解产物、脂肪酸类有机物以及生产过程中的添加剂。废水经UASB、A/O工艺处理后其有机成分发生了明显变化,污染物种类相继减少。在UASB阶段,木素及其衍生物的分解产物中的低碳酸、脂肪酸类有机物(如丙酸、戊酸、邻苯二甲酸十二丁基烷酯、邻苯二甲酸丁基异丁酯等)得到了较好的降解,同时因为厌氧水解菌的作用,增加了少量含硫类有机物。在A/O段,废水中的污染物主要以小分子和低碳烷烃类为主。

3 结论

a)采用UASB—A/O工艺处理难降解造纸废水。随UASB的HRT的延长,COD去除率逐渐增加,废水可生化性明显提高。当HRT为24 h、平均进水COD为3 185 mg/L时,平均UASB出水COD为1 446 mg/L,UASB段平均COD去除率为54.6%,平均UASB出水BOD5/COD为0.31。

b)在系统稳定运行阶段,当平均进水COD为2 777 mg/L时,平均UASB出水COD为1 274 mg/L,平均二沉池出水COD为210 mg/L,平均总COD去除率为92.4%;当平均进水ρ(氨氮)为40.7 mg/L时,平均UASB出水ρ(氨氮)为23.0 mg/L,平均二沉池出水ρ(氨氮)为5.2 mg/L,平均总氨氮去除率为87.2%。出水满足低档瓦楞纸回用水COD不大于300 mg/L、SS不大于100 mg/L的要求。GC-MS分析结果表明,经UASB处理后,废水中的木素及其衍生物的分解产物中的低碳酸、脂肪酸类有机物得到了较好的降解。

摘要:采用UASB—A/O工艺处理难降解造纸废水。试验结果表明:在系统稳定运行阶段,UASB的HRT为24 h的条件下,平均进水COD为2 777 mg/L时,平均UASB出水COD为1 274 mg/L,平均二沉池出水COD为210mg/L,平均总COD去除率为92.4%;平均进水ρ(氨氮)为40.7 mg/L时,平均UASB出水ρ(氨氮)为23.0 mg/L,平均二沉池出水ρ(氨氮)为5.2 mg/L,平均总氨氮去除率为87.2%。出水满足低档瓦楞纸回用水COD不大于300 mg/L、SS不大于100 mg/L的要求。GC-MS分析结果表明,经UASB处理后,废水中的木素及其衍生物的分解产物中的低碳酸、脂肪酸类有机物得到了较好的降解。

关键词:造纸废水,升流式厌氧污泥床(UASB),缺氧/好氧(A/O)工艺,废水处理

参考文献

[1]许效天,霍林,霍聪.造纸废水处理技术应用及研究进展[J].化工环保,2009,29(3):230-234.

[2]谭万春,李芬,王云波.超临界水氧化法处理造纸黑液[J].化工环保,2010,30(5):380-382.

[3]Asghar M N,Khan S,Mushtaq H.Management oftreated pulp and paper mill effluent to achieve zero dis-charge[J].J Environ Manage,2008,88(4):1285-1299.

[4]颜高锋,史惠祥,万先凯.废纸造纸废水特征污染物筛选及其迁移转化规律[J].环境科学研究,2010,23:504-509.

[5]桂琪.废纸造纸生产废水处理设计经验总结[J].给水排水,2008,34:56-58.

[6]徐洪斌,耿颖,徐帅.以废纸造纸的企业废水处理工程设计[J].中国给水排水,2008,24(16):40-42.

[7]迟金娟,李志健,彭涛.废纸造纸废水处理技术的发展[J].环境科学研究,2010,29:47-49.

[8]卜扬,刘秉钺,许衍玉,等.废纸造纸厂实现废水封闭循环零排放的措施[J].中国造纸,2009,28(11):11-15.

[9]苏振华.厌氧处理在制浆造纸废水处理中的应用[J].国际造纸,2008,27(3):35.

[10]原国家环境保护局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].第4版.北京:中国环境科学出版社,2002.

中卫市造纸企业废水循环发展调查 篇8

关键词:废水循环;气候;调查

一、问题的提出

伴随着经济的快速发展,环境污染问题也越来越严重。突出体现在废水、废气和固体废弃物等对河流、空气和土壤的污染,这些污染已经严重影响到人们的生活,也影响到我国经济的可持续发展。因此,尽最大可能降低能源消耗、减少污染物排放是我国经济发展的内在要求,也是建设和谐社会的内在要求。在多数造纸企业还都是以牺牲环境为代价谋求短期内经济增长的今天,我市美利造纸厂的情况又是怎样的呢?

二、访问调查,深入了解

1996年改组建立的宁夏美利纸业集团有限责任公司,在造纸过程中,以草类纤维为原料的碱法制浆会在蒸煮制浆过程中产生黑液,漂洗工艺过程中会产生中段水,造纸过程中会产生白水,可见水污染不可避免。据老美利人回忆,以前对产生的污水是加入大量的二胺和尿素简单净化处理一下,在不达标的情况下,排入黄河中,为此,每年还要支付1000万元的排污费用。另据一些周边的村民回忆:造纸厂附近地区臭味难闻,用污染了的渠水灌溉后的农田,农作物大量死亡和减产,污染的直接后果就是导致环境恶化和巨大的经济损失。由于不能持续治污,给黄河造成了污染,国家环保总局曾通报批评过。在人们环保意识日渐增强的现在,以牺牲环境为代价谋求短期内经济增长的造纸企业,注定是不能持续存在的。那么,出路何在?

科技是第一生产力,美利纸业在投入巨资引进净化污水技艺设备的同时,广招有志之士,从根本上解决污水处理问题。功夫不负有心人,终于在2001年率先提出林纸一体化工程改革思路并付诸实践:

投资6000多万元兴建27.8公里废水北输上山工程和北干渠扬水工程,通过两级泵站把经处理达标的废水与黄河提灌水混合起来,用于浇灌园区林木基地,开创了我国造纸企业水资源综合循环利用,废水不再排入江河、村庄的先例。

另外,还投资1.2亿元兴建了新区污水处理四级氧化塘工程,在上百平方公里的林区开挖兴建了供排水网络工程,实现了将老厂与新区的废水经过科学处理达标,与黄河水混合灌溉林地,经沙漠降解汇集美利湖水地供制浆造纸工业用水,再到废水处理的循环往复,综合利用,这就叫“肥水不流外人田”;同时,经过处理被提取出来的污泥和生化泥中富含氮、磷、钾等有利于林木生长的元素,经发酵后便是很好的林木肥料,这些污泥改造了新开发的速生林基地沙质土壤,在解决固体废弃物污染的同时,也促进林木的生长和沙质土壤的改造,从而避免了二次污染的形成。将工业污染废弃物这个“放错了位置的物料”真正摆在“资源”的位置上,实现“以废养治”,做到资源利用的效益化,实现“资源、产品、再生资源”的良性循环。这也许就是我们所追寻的企业绿色化发展大循环综合利用的真谛吧!

三、查阅资料,了解当地资源情况

通过查阅各种资料,我们了解到了本市的地质、地貌、水资源等概况:中卫市位于宁夏中西部,是一个以农业发展为主体的地区,农业以引黄灌溉为主,总的地势是由西向东、由南向北倾斜,远离海洋、靠近沙漠,是典型的大陆性气候,而且具有沙漠性气候特征。年平均降水量188.4 mm,多集中于七~九月份;年平均蒸发量平原地区为1913.8 mm,沙漠地区为3206.5 mm。昼夜温差大,极有利于作物光合作用和有机质积累;黄河是中卫市最主要的过境河流,过境流程182公里,年平均过境流量763立方米/秒,年平均过境水量241亿立方米,黄河过境水是当地农业灌溉的主要水源和地下水补给的重要源泉。但受地质构造、岩性及地貌的影响,境内部分地区地下水为高含氟、高矿化水及苦咸水,属资源性严重缺水和水质性缺水地区,以山区尤为严重,地表径流十分缺乏。

四、组织讨论,达成共识

1.所设讨论的问题

(1)实行林纸一体化后对当地的生态环境有无改善?如有,体现在哪些方面?

(2)实行林纸一体化有什么现实和长远的意义?

(3)废水浇灌会不会导致二次污染?

(4)水循环有哪些现实意义?

(5)通过调查活动,你对“废物”有了哪些新认识?

(6)你对污水的处理还有何创新之举?

2.汇总

依靠科技的力量,通过林纸一体化循环模式的资源化运作,美利纸业在带来巨大经济效益的同时换回了当地环境条件的极大改变。由此看来,中卫市美利纸业解决的不仅仅是黄河水的污染问题,更为下步加快发展循环经济、力行节能减排提供了新思路和新途径,它对我区经济快速、持续、健康发展,具有重要的典型示范作用。可见,在循环经济理念下,所谓废物,不过是放错了位置的资源。只要加快先进适用技术研发推广和设施改造,整合拉长产业链条为互补式的发展,便可实现区域经济发展和生态环境建设共赢的良好局面。

但有些同学还是担心:工业废水经处理后与黄河水混合浇灌林木虽然看到了短期内的效益,但从长远来说,是否会由于重金属和有毒物质等的富集和下渗,会对居于地势偏低的南边城区地下水源等造成污染呢?

针对这些情况,有些同学就提出:是否可通过生物的多级分解而消除这方面的影响呢?思路如下:

采用多种水生植物组合配置或多级水生植物串联塘,形成一定的净化层次,可选的植物有许多,常见的有凤眼莲、浮萍、风车草、茭白、石菖蒲等;也可与其他工程技术结合,建成复合污水处理工艺;还可将分子生物学和基因工程技术等高端技术应用于治污的高等植物中,研发、推广超富积植物,提高净化能力。使用此方法的好处有:成本低;有利于保护和改善原有环境,有较高的美化环境价值;治理污染时还可以获得经济效益,如水葫芦富含蛋白质、糖类、维生素及矿物质,是营养丰富的优质青饲料,还可当绿肥,生产沼气,作为造纸原料,不但进一步净化了污水,而且提升了附加产值,更为重要的是解决了日趋紧张的造纸原料问题。

总之,本次活动使大家感触颇深:认识到了知识在经济发展过程中的作用,表示在以后的学习中要更加努力,将来为低碳经济的发展贡献自己的力量!

(作者单位 宁夏回族自治区中卫市第四中学)

造纸厂污水处理 篇9

陈世开 应用化学三班学号:111303322

摘要: 造纸业的水污染问题制约了行业的发展,本文着重探讨造纸业废水来源及若干解决办法。关键词:造纸; 废水处理

纸是我们日常生产生活中的必备品,日常的生活用纸如卫生纸、面巾纸、餐巾纸,办公用的描图、绘图纸、复写纸,生产上的印刷用纸、工业用纸,这些纸无不为我们的生产生活带来了巨大的便利。然而纸制品给我们带来便利的同时在我们看不见的地方也给我们带来了严重的污染且尤以水污染最为严重。因此如何处理造纸过程中产生的大量废水对我们的环境保护和身体健康有重要意义。我国造纸业废水排放总量仅次于化工制造业位居各行业第二位,废水中COD(化学需氧量)排放量高居第一。而与之形成强烈反差的是,造纸行业的经济贡献率却仅为2.2%。2004年全国工业废水排放量为221.1亿吨,其中造纸业占了14.4%;全国工业COD总排放量为509.7万吨,造纸业占了33%。在越来越重视环境保护的世界潮流下,中国造纸业的严重污染成了制约造纸业发展的瓶颈。解决造纸废水污染问题不仅有利于环境改善也有利于我国造纸业发展。

一、现代造纸方法的基本流程

(一)制浆

现代造纸法里主要的造纸原料是植物纤维(木材、竹、草类等)。制浆就是要将这些原材料转变成纸浆。目前工业上比较流行的制浆方法有机械制浆法、化学制浆法和半化学制浆法三种。

机械制浆法是指通过粉碎疏解、预浸疏解、浓缩等一系列机械加工制取纸浆。该方法优点是污染较小,但耗电量较大保留过多的残留木素比较难以漂白。

化学制浆法就是利用化学药剂除去植物原料中的木素,保留的纤维素纤维即为纸浆。根据所使用化学药剂的不同种类,又把它们分成各种制浆法,例如:石灰法、烧碱法、硫酸盐法(以上属于碱法制浆);又如:亚硫酸钙法、亚硫酸镁法、亚(硫酸)铵法、亚(硫酸)钠法(以上统称酸法或亚硫酸盐法制浆)等。此外,在烧碱法中还有蒽醌-烧碱法等。

半化学制浆法则是综合了机械法和化学法,其制得的纸浆一部分是由化学法得到的,而另一部分则主要通过废旧纸张打浆。

(二)调制 纸料的调制为造纸的另一重点,纸张完成后的强度、色调、印刷性的优劣、纸张保存期限的长短直接与它有关。一般常见的调制过程大致可分为以下三步骤: a.散浆b.打浆c.加胶与充填

(三)抄造

抄纸部门的主要工作为将稀的纸料,使其均匀的交织和脱水,再经干燥、压光、卷纸、裁切、选别、包装。

二、造纸废水产生来源

(一)化学法制浆产生的蒸煮废液(又称黑液)

造纸工业使用木材、稻草、芦苇、破布等为原料,经高温高压蒸煮而分离出纤维素,制成纸浆,再经漂白,这个过程会产生大量的造纸废水。在生产过程中,最后排出原料中的非纤维素部分成为造纸黑液。黑液中含有木质素、纤维素、挥发性有机酸等,有臭味,污染性很强。一般每生产1 t硫酸盐浆就有1 t有机物和400 kg碱类、硫化物溶解于黑液中;生产1 t亚硫酸盐浆约有900 kg有机物和200 kg氧化物(钙、镁等)和硫化物溶于红液中。废液排入江河中不仅严重污染水源,也会造成大量的资源浪费。

(二)中段水

制浆中段废水是指经黑液提取后的蒸煮浆料在筛选、洗涤、漂白等过程中排出的废水,颜色呈深黄色,占造纸工业污染排放总量的8%~9%,吨浆COD负荷310kg左右。中段水浓度一般在1,000~ 1,500mg/L,BOD和 COD的比值在0.20~0.35之间,可生化性较差,有机物难以生物降解且处理难度大。中段水中的有机物主要是木质素、纤维素、有机酸等,以可溶性COD为主。其中,对环境污染最严重的是漂白过程中产生的含氯废水,如氯化漂白废水、次氯酸盐漂白废水等。次氯酸盐漂白废水主要含三氯甲烷,还含有40多种其他有机氯化物,其中以各种氯代酚为最多,如二氯代酚、三氯代酚等。此外,漂白废液中含有毒性极强的致癌物质二噁英,对生态环境和人体健康造成了严重威胁。

(三)抄纸过程产生的废水(又称白水)

白水即抄纸工段废水,它来源于造纸车间纸张抄造过程。白水主要含有细小纤维、填料、涂料和溶解了的木材成分,以及添加的胶料、湿强剂、防腐剂等,以不溶性COD为主,可生化性较低,其加入的防腐剂有一定的毒性。白水水量较大,但其所含的有机污染负荷远远低于蒸煮黑液和中段废水。现在几乎所有的造纸厂造纸车间都采用了部分或全封闭系统以降低造纸耗水量,节约动力消耗,提高自水回用率,减少多余白水排放。

三、废水的处理方法

(一)黑液的处理

蒸煮废液的提取回收是经过洗浆分出废液的过程,是消除污染的最重要的一步。为了治理污染,不论厂的大小,都要将蒸煮废液提取出来,进行碱回收或综合利用,以减少消除污染。因此多年来,国内外造纸行业对造纸黑液的处理主要是致力于废液中化学品和纤维原料的回收和综合利用,主要有碱回收法、酸沉析法、化学氧化法、电渗析法、喷雾干燥法、汽化发电法、膜处理法、絮凝沉淀法、生物法以及新兴的超声处理法和光催化氧化法。而碱回收法是其中比较经济有效的方法,本文着重介绍本法。

黑液中污染物主要是草类纤维在高温强碱下的产物,原料中50%以上的物质经化学反应之后溶入蒸煮废液中。蒸煮液中木质素占很高的比例。它是一种带芳香结构的立体网状聚合物,属于难生物降解的化合物,对好氧、厌氧工艺来讲,木质素难以去除。所含半纤维素是多种单糖形成的聚合物,在制浆过程中,半纤维素以单糖和低聚糖形式进入废液,它们的降解产物会形成有机酸、醇,在好氧、厌氧处理过程中易于生物降解,溶解有大量碱性物质,pH值达11~13。

传统碱回收法采用浓缩-燃烧-苛化的工艺流程来回收碱。它采用多效蒸发器将黑液蒸发浓缩后燃烧掉有机物,而无机物在高温下呈熔融状态,冷却后形成绿液。其主要成分为NaCO3,加CaO后苛化得NaOH,再回用到制浆工艺中去,从而达到回收碱之目的。该法已发展成熟,碱回收率较高,可达90%左右。

一定浓度和温度的浓碱液在碱回收炉内的燃烧过程主要可分为三个阶段,即黑液的蒸发干燥阶段、黑液的燃烧阶段、白液的苛化阶段。

1.蒸发干燥阶段

黑液的蒸发的目的是提高黑液的浓度,以满足碱回收炉燃烧的要求。纸浆洗涤和黑液提取到的黑液浓度较低。经过多效蒸发后送入碱回收炉的浓黑液含有30%~50%的水分(草浆黑液浓度大约为50%~60%,木浆黑液浓度大约为60%~70%),是不能直接燃烧的。因此黑液送入炉内后还要利用燃烧产生的热蒸发黑液带入的水,使黑液干燥成含水分为10%~15%的黑灰,落入炉底才能进行燃烧。在蒸发干燥过程中,烟气中的二氧化硫、二氧化碳、三氧化硫和水蒸气与黑液中的活性碱(氢氧化钠和硫化钠)及有机酸钠盐(RCOONa)发生下列化学反应:

2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O

2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O

2NaOH+SO3→Na2SO4+H2O

Na2S+CO2+H2O→Na2CO3+H2S

2Na2S+2SO2+O2→2Na2S2O3

Na2S+SO3+H2O→Na2SO4+H2S

2RCOONa+SO2+H2O→Na2SO3+2RCOOH

反应后,全部氢氧化钠及大部分硫化钠转化成碳酸钠、亚硫酸钠、硫化钠、硫代硫酸钠,放出的部分硫化氢与有机物结合的硫。

2.燃烧阶段

黑液在碱回收炉内的燃烧有三种模式:悬浮燃烧(即黑液液滴燃烧)、热层燃烧和炉壁燃烧。不同的燃烧模式、如何分配是碱回收炉合理操作的关键,它是由喷黑液和供风方式来控制的。现在认为,碱回收炉的操作希望得到最大的热层燃烧,尽量减少悬浮燃烧和飞失,尽量避免炉壁燃烧。

3.白液的苛化

燃烧黑液产生的无机熔融物溶解于稀白液和水中,形成的溶液由于含有少量的Fe(OH)2而呈绿色,称为绿液。绿液成分复杂,硫酸盐法绿液通常含有Na2CO3、Na2S、Na2SO3、Na2SO4、Na2S2O3、NaCl、Na2SiO3等,其主要成分是碳酸钠。

将石灰加入绿液中,使绿液中碳酸钠转化为氢氧化钠的过程称为苛化。苛化过程中产生的清液称为白液,作为蒸煮药液,其主要成分为氢氧化钠。白液在澄清过程中产生的沉淀物称为白泥,其主要成分为碳酸钙。用过滤的办法将其分离,经洗涤除去碱后,再回收石灰或综合利用。

(二)中段废水处理

目前国内外处理中段废水的通常方法是首先经过初级物化处理再加上二级生化处理之后就直接排放,处理之后废水中的COD、BOD、SS都基本上达到了相应的排放标准,但是废水中的色度问题却未能得到有效解决,甚至经生化处理后还会引起色度上升的现象。同时,由于我国制浆造纸工业废水排放标准没有对色度指标作出强制性要求,因此很多纸浆厂的中段废水经上述处理方法处理后还有很深的颜色就直接排放,对接纳水体造成严重污染。造纸中段废水的研究与应用在国内外开展的很普遍,主要方法有物化法、生物法、物化-生物结合法等。

1.物化法处理中段废水

(1)吸附法吸附法也是废水处理中常见的方法,瑞典的Skogholl硫酸盐浆厂采用一套酚醛型弱阴离子树脂对六段漂白的C段和E1段废水进行离子交换吸附处理,E1段废水处理后色度降低90%,CODCr降低80%,BOD5降低50%,C段废水经处理后主要含无机氯化物及易生化分解的醇及碳水化合物。

(2)气浮法气浮法是使空气在一定压力的作用下溶解于水中,在经过减压释放形成微小的气泡,使其与处理的中段废水混合,微小气泡黏附于废水中的纤维或细小填料上,而后一起上浮于水面并被除去,达到净化的目的。

(3)混凝法混凝法是废水处理中常用方法。一般通过加入混凝剂使废水中胶体失去稳定性,从而凝聚成絮状颗粒沉淀下来。其间有三个过程:细小颗粒聚集作用,使颗粒变大;絮状颗粒对水溶性物质的吸附作用;絮状颗粒对水中悬浮粒子的粘着作用。为达到良好效果,处理过程中必须稳定水质、水量和药剂质量及投加量,稳定各项操作条件及工艺参数并与碱回收工程配套使用或用以生化处理为前提。

(4)化学氧化法化学氧化法是利用向废水中投加氧化剂例如 H2O2、O3、ClO2、KMnO4和次氯酸钾等,在一定条件下使废水污染物降解或使其化学结构发生变化,从而去除或降低其对环境污染的过程。

2.生物法处理中段废水

生物处理去除废水中的有机物(BOD)的机理有:a.有机物氧化;b.活性污泥中微生物细胞质的生成与增长,即活性污泥的增殖;c.活性污泥微生物细胞质氧化,即活性污泥的自身分解。以生化法作为废纸造纸废水的二级处理过程,能有效提高废水COD、BOD的去除率。其中以活性污泥利用微生物降解代谢有机物为无机物来处理废水的方法得到了广泛的应用。

3.中段废水色度的去除

据文献报道,二级生化法最多可去除废水中30%的色度,也有一些生物处理法实际上还会曾大废水的色度。因此对废水进行脱色处理必不可少。能有效的去除中段废水色度的方法有吸附法、混凝法、生物法、膜分离法、化学氧化法以及电絮凝法。其中比较经济实用得到广泛应用的是吸附法和混凝脱色。

(三)白水的处理

1.处理

气浮法是白水处理中较常用的方法。白水中所含的物质主要为短纤维、填料、胶状物以及溶解物,它经过调节后在气浮池内与减压后的溶气水混合进行气浮操作过程。完成分离后,清水入清水池供纸机回用,短纤维进入浆池供造纸机回用。该法在我国造纸业中应用广泛。海拉尔晨呜纸业公司使用气浮法使纤维、填料与水分离得到较为满意的效果,处理后的水全部回用。海拉尔晨呜纸业公司应用气浮技术回收纸机白水,使ss去除率达到94%,COD降至200mg/L以下,出水清澈透明,处理成本仅为0.18元/m,并且实现了循环再利用。

2.循环使用

根据白水水质情况,纸机多余白水可直接回用或经物化处理后回用于制浆或其他生产线。废纸制浆生产线中的碎浆机可直接使用纸机排出的白水,不需增加任何水处理设施即可实现循环使用。如广西南糖制浆造纸厂的白水依次经网筛、絮凝和硬度处理、沉淀后回用于生产系统。制浆车间则用于浆料的洗涤,碱回收用作蒸发冷却和苛化洗涤,抄纸车间用于浆料洗涤和稀释等。

结论:经过几十年的努力,废水处理技术在不断地被革新和发展,不断地有新方法、新工艺出现在我们的视野中。但每种方法和工艺都有其优缺点,在实际应用中往往需要采用多种工艺相结合的处理方法才能达到目的。同时我们应该注意的是不管废水处理工艺如何的发展,处理废水的过程不可避免的会带来其他问题,因此,从改进造纸工艺出发作出更多的努力以减少废水的产生也许是更佳的办法。

展望:除上述所述方法外,还有一系列新技术也一直处在发展中,如:超临界水氧化法、高级氧化技术、电催化氧化法、超声波降解技术、膜处理技术等。虽然在现阶段下这些方法由于经济原因未得到广泛应用,但相信随着研究的深入,未来我们一定能够更加方便经济有效处理废水。

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