造纸废水处理工艺 8页

'造纸废水处理工艺7 目录论文内容提要及关键词…………………………………………21造纸废水处理工艺概述………………………………………32造纸废水处理工艺详述2.1造纸废水的物理处理法……………………………32.2造纸废水的化学氧化处理法…………………………52.3造纸废水的生物处理法………………………………62.4物化与生化处理相结合………………………………62.5纸浆废液最新处理工艺简介…………………………7造纸废水处理工艺和检测方法研究内容提要：造纸工业是一个耗水大户，排放的废水量很大，对环境的污染也相当严重。主要污染物包括悬浮物、易生物降解有机物和难生物降解有机物。其特点是废水量大，CODcr高，废水中的纤维悬浮物多，而且含二价硫，带色，并有硫醇类恶臭气味。造纸废水主要有三个来源：制浆废液(黑液)、中段水、纸机白水。造纸废水是水体污染的一个重要因素，其污水排放量占工业废水的1/6，CODcr占1/4，因此造纸废水的处理备受社会的关注。造纸废水的处理与检测已普遍受到各国政府和企业部门的高度重视。近年经过多方不懈努力，造纸工业水污染防治已取得了一定的成绩，本文将就造纸废水的处理工艺和废水检测方法这两个方面的情况做一综述。关键词：造纸废水处理工艺检测方法7 造纸废水处理工艺和检测方法研究1造纸废水处理工艺概述造纸行业是我国的一个支柱产业，目前的年总产量超过3000万吨，仅次于美、日两国，位居世界第三位，高速的发展带来了严重的环境问题，根据1999年统计数据表明，全国制浆造纸工业年排废水两为2.4×109m3，列于化学工业和钢铁工业之后，约占全国工业废水排放总量的11%，其中COD排放总量为321.4万吨，成为全国第一污染行业。造纸是一项传统的工艺技术，是水、电、汽的消耗大户，但过去大家对环保问题和水的消耗并不重视，随着近年经济高速发展，工业发展造成水污染日益严重，水资源不足，大家开始节水并通过各种工艺处理造纸废水，如今大多数造纸废水都经过了处理回用，中小企业多采用气浮池，对其生产用水和纸浆进行回收。7 造纸废水中主要含有硫化物、木质素、糖类、铬、硫醇等有害物质，这些有害物质是由冲洗、蒸煮、漂白等造纸生产过程所产生的。造纸废水若不经过有效的处理就排放出去，会使得水域发臭、恶化水质，造成鱼贝类减产等严重后果。造纸废水处理就是采用各种方法将废水中所含的污染物质分离出来，或将其转化为无害和稳定的物质，从而使废水得以净化。现代造纸废水处理技术将造纸废水处理方法大致分为物理法、生物化学法及物理化学法。在实际应用中，物理化学和生物化学常常联合应用。2造纸废水处理工艺详述2.1造纸废水的物理处理法（1）吸附法①黏土吸附法黏土矿物和黏土因其独特的层状结构而具有优越的表面性能和电化学性质，在环境保护和污染物净化处理技术中得到广泛应用。采用有机交联膨润土吸附剂对造纸废液处理，CODcr的吸附效率可达61.5%。用凹凸棒石黏土处理造纸废水，具有成本低(其价格仅为活性炭的1/5～1/10)、效率高、效果好、再生简单等优点。用提纯硅藻土下脚料制成复合净水剂，处理不同原料的造纸废水，效果优于硫酸铝絮凝法和酸析法。②粉煤灰吸附法粉煤灰自身比表面积大，孔隙率高，呈无定型玻璃球状，具有一定的吸附性能，且价格便宜。但直接用于造纸废水处理效果不好，需进行改性。粉煤灰颗粒分为两类，一类是多孔碳粒，另一类是熔融的多孔玻璃体。前者由于孔穴暴露在表面，具有吸附性能；后者的吸附性能则很小，需用物理或化学方法打开封闭的孔穴，以提高其孔隙率及比表面积。③活性炭吸附法活性炭的细孔结构和巨大的比表面积，对造纸废水中溶解性有机物有较强的分离效果，所以活性炭吸附技术是城市污水和工业废水深度处理必不可少的重要手段。但采用活性炭吸附处理造纸废水，运行成本较高。④水解吸附法水解吸附法处理造纸废水的工艺原理主要是利用石灰把水中大分子的有机污染物水解成小分子后，被吸附、沉淀最终得以分离。（2）絮凝法7 高分子絮凝剂具有良好的絮凝、脱色能力并且使用操作方便，主要分为合成的无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂和天然有机高分子絮凝剂三大类。一般来讲，絮凝剂的分子量越大，絮凝活性越高。①无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂的品种在我国已经逐步形成系列。阳离子型的有聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝（PAS）、聚合磷酸铁(PFP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)等。因为纸浆带负电荷，一般选择阳离子型的高分子絮凝剂，同时起中和电荷和絮凝架桥的双重作用，沉淀效果好。目前常用聚合氯化铝（PAC）作絮凝剂以除去纸浆中的悬浮物和胶体粒子。②有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比，有机高分子具有用量少、絮凝速度快，受共存盐、pH值、温度影响小，生成污泥量少且易于处理等优点，因而具有广阔的应用前景。通过聚二甲基二丙烯氯化铵与带负电的纸浆间的吸附作用，可达到净化水质的目的，而且可以回收重复使用，并能提高纸的强度和防静电性能。③天然有机高分子絮凝剂天然高分子絮凝剂可分为碳水化合物、黄原酸脂类、壳聚糖类和甲壳素类等。天然改性絮凝剂具有价格低廉、容易生物降解、无毒等特点越来越引起人们的关注。以淀粉—丙烯酰胺共聚物为母体而制备的阳离子絮凝剂，成本价格低于阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)，用量也较低，而且提高了生物降解性。用其对造纸污水进行处理，效能明显优于阳离子聚丙烯酰胺和非离子型聚丙烯酰胺。（3）膜分离技术①超滤膜超滤是一种以压力差为推动力，按粒径选择分离溶液中所含微粒和大分子的膜分离操作，荷负电性较高的磺化类膜及低截分子量的超滤膜对造纸黑液具有较好的超滤特性，动态实验超滤膜的超滤特性优于静态实验。②微滤膜微滤膜系统将污水中尺寸大于膜微孔孔径的絮聚体和悬浮物截留在膜纤维微孔外部，而水在压力驱动下穿过纤维壁，从而实现水与絮聚体和悬浮物的分离，达到去除废水中絮聚体和悬浮物的目的。③纳滤膜7 纳滤技术介于反渗透和超滤之间。在造纸工业中，用纳滤膜对木浆漂白液进行处理，可有效去除氯代木质素和90%以上的COD高色度物质。用陶瓷纳滤膜处理纸厂漂白废水，可实现造纸用水封闭式运行。④电渗析技术电渗析是一种以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，从溶液中脱除或富集电解质的膜分离操作。电渗析与传统碱回收系统相结合的生产流程，处理造纸稀黑液可以得到碱和木质素。⑤超声波膜与其它膜电解技术相比，超声波膜电解技术能明显提高造纸废水的回收处理效果。虽然膜电解技术是水处理中的一个常用技术。但是如果用来处理造纸废水，则由于膜污染严重，无法达到实用的目的。而对于超声波来说，由于它具有空化作用，保证了膜的正常使用和电解的顺利进行。又由于它具有搅拌作用，和其它膜电解技术相比，有较好的实用性。2.2造纸废水的化学氧化处理法（1）水热氧化法水热氧化技术是一种非常有效的新型化学氧化技术，它是在高温高压的操作条件下，在热水相中用空气或氧气以及其它氧化剂，将造纸废水中的溶解态和悬浮态的有机物或者还原态无机物在热水相中氧化分解，水热氧化技术的明显特征就是反应在热水相中进行，所以能耗较高。（2）光催化氧化由于TiO2具有无毒、化学稳定性好、光催化活性高等优点，已被广泛应用于各种有毒有害且生物难降解有机物的光催化降解过程。将TiO2和ZnO固定在玻璃上处理造纸废水，能使水中高分子有机物基本被完全降解。用于处理造纸漂白产生的含氯废水的降解效果也很好。利用亚甲基蓝光催化氧化法处理高浓度造纸废水，具有处理效率高、容易控制、不需热源，而且亚甲基蓝具有可重复使用的优点，也显示出良好的应用前景。（3）湿式氧化法湿式氧化法是在高温(150～350C)高压(5～20MPa)下用氧气或空气作为氧化剂，氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物，使之生成二氧化碳和水的一种处理方法。采用湿式氧化法处理造纸黑液，控制一定的反应温度、压力，使黑液中有机物氧化降解，处理后废水CODcr去除率可达90%以上。（4）超临界水氧化法7 超临界水氧化技术(SCWO)是一种能够彻底破坏有机物结构的新型氧化技术。在超临界的状态下水成为非极性有机物和氧的良好溶剂，这样有机物的氧化反应就可以在富氧的均相中进行，不受相间转移的限制而使造纸废水中所含的有机物被氧气分解成水、二氧化碳等简单无害的小分子化合物，从而达到净化的目的，但该技术对设备和操作条件要求较高。2.3造纸废水的生物处理法（1）活性污泥处理造纸废水含大量有机物，可生化性好，用好氧活性污泥处理造纸废水一般可得到很好的效果。（2）厌氧消化法厌氧法适用于石灰草浆蒸煮废液、碱法制浆废水等。因为这些废水pH、COD、色度都很高，而BOD5/CODcr较低，直接好氧生化较困难。（3）真菌技术处理造纸废水中的木质素是结构复杂的天然有机化合物，不易被细菌降解。造纸废水中纤维素含量也很高，联合利用降解木质素与纤维素的真菌，处理造纸废水，并使之变废为宝的工业化还有待于进一步研究。2.4物化与生化处理相结合对于吨纸废水排放量较低、废水含COD较高的大中型废纸造纸企业，期望通过单级气浮或沉淀的物化方法达到国家一级排放标准有较大的难度，因为可溶性COD、BOD5主要需通过生化方法才能有效去除。一般，当执行COD≤100mg/L的排放标准时，原水COD浓度不宜超过600～800mg/L；当执行COD≤150mg/L的排放标准时，原COD浓度不宜超过800～1000mg/L。因此，在原水SS和COD浓度较高时，应在一级物化处理之后接生化方法处理，使处理出水最终达到国家排放标准的要求。物化加生化处理方法的典型工艺流程如下：废水→筛网→调节→沉淀或气浮→A/O或接触氧化→二沉池→排放A/O(缺氧—好氧)处理工艺，通过缺氧段的微生物选择作用，只是对有机物进行吸附，吸附在微生物体的有机物则在好氧段被氧化分解。因此A段停留时间短，约在40～60min。由于A段微生物的筛选和对有机物的吸附作用，能有效地抑制O段丝状菌生长，控制污泥膨胀。当废水经过混凝沉淀或气浮处理后，A/O工艺的有机负荷为7 0.5kgCOD/(kgMLSS·d)时，其COD去除率可达90%左右。宁波中华纸业有限公司的废纸造纸废水的COD在1500～3000mg/L，经混凝沉淀加A/O生化法处理，出水COD为60～100mg/L，各项指标均达到国家排放标准的要求。2.5纸浆废液最新处理工艺简介工艺流程：造纸废水总固体中约有70%为有机物,内含木质素、腐植酸、多糖类及纤维降解物等;30%为无机物,内含钠盐、硅铝化合物等。对这类复杂混合物体系采用单项的治理技术,很难将多种有害物同时除去。本法采用酸化热解、粉煤灰吸附、高铁净水剂氧化、絮凝多级处理工艺,其流程见图1。7'