造纸厂污水处理（三） 12页

造纸厂污水处理造纸厂污水的产生与处理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％。2021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）制浆第12页共12页本资料来源搜集与网络和投稿，如有侵权，牵扯利益关系，请告知上传人联系删除。\n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）第12页共12页本资料来源搜集与网络和投稿，如有侵权，牵扯利益关系，请告知上传人联系删除。\n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1t硫酸盐浆就有1t有机物和400kg碱类、硫化物溶解于黑液中；生产1t亚硫酸盐浆约有900kg有机物和200kg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）第12页共12页本资料来源搜集与网络和投稿，如有侵权，牵扯利益关系，请告知上传人联系删除。\n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第12页共12页本资料来源搜集与网络和投稿，如有侵权，牵扯利益关系，请告知上传人联系删除。\n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+h2o2naoh+so2→na2so3+h2o2naoh+so3→na2so4+h2ona2s+co2+h2o→na2co3+h2s第12页共12页本资料来源搜集与网络和投稿，如有侵权，牵扯利益关系，请告知上传人联系删除。\n2na2s+2so2+o2→2na2s2o3na2s+so3+h2o→na2so4+h2s2rcoona+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。第12页共12页本资料来源搜集与网络和投稿，如有侵权，牵扯利益关系，请告知上传人联系删除。\n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。第12页共12页本资料来源搜集与网络和投稿，如有侵权，牵扯利益关系，请告知上传人联系删除。\n（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第12页共12页本资料来源搜集与网络和投稿，如有侵权，牵扯利益关系，请告知上传人联系删除。\n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。第12页共12页本资料来源搜集与网络和投稿，如有侵权，牵扯利益关系，请告知上传人联系删除。\n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。参考文献：[1]徐美娟、刘秋娟、谢来苏.制浆造纸废水处理技术[j].国际造纸，2021，01：1～4[2]万金泉、马邕文.造纸工业处理技术及工程实例[m].北京：化学工业出版社，2021：28～32[3]李文颖、张颖杰.制浆造纸废水处理工艺实际应用[j].合作经济与科技，2021，377：123～124[4]刘俊超.制浆造纸工业白水封闭循环[j].国际造纸，2021，02：46～49[5]何北海，等.造纸清洁生产与白水封闭循环[j].广东造纸，2021，4：5[6]方杰生，福建南纸的节水经验.中国造纸[j]，2021，1：33[7]王金林，编译.降低造纸水耗对纸机湿部作业和纸张质量的影响[j].第12页共12页本资料来源搜集与网络和投稿，如有侵权，牵扯利益关系，请告知上传人联系删除。\n国际造纸，2021，6：52[8]曹邦威.德国在世纪之交投产新型纸机的概况[j].国际造纸，2021，6：60[9]刘漫丹，编译.芬兰metsa-serlakirkniemi纸厂纸机白水的处理[j].国际造纸，2021，5：53[10]曹邦威.国外废纸制浆造纸厂的废水循环回用和零排放[j].国际造纸，2021，1：69[11]黄玉梅，等.白水回收处理和使用经验[j].纸和造纸，2021，7：58[12]陈应福，等.造纸废水零排放的研究与实践[j].广东造纸，2021，4：42[13]蔡悦胜，等.莲花山造纸有限公司造纸废水零排放环保工[j].广东造纸，2021，4：68[14]黄永铿，等.抄纸回用水杀菌技术探讨-气浮清液池的杀菌试验[j].广东造纸，2021，4：48[15]robertb.kinstrey，tappijoumal[j]，1996，2：133[16]叶婴齐，主编.工业用水处理技术[m].上海科学普及出版社，1995：168第12页共12页本资料来源搜集与网络和投稿，如有侵权，牵扯利益关系，请告知上传人联系删除。\n6第12页共12页本资料来源搜集与网络和投稿，如有侵权，牵扯利益关系，请告知上传人联系删除。