造纸废水处理工艺探析.doc 5页

'造纸废水处理工艺探析　摘要：造纸业是传统的用水大户，也是造成水污染的重要污染源之一，本文介绍了造纸厂废水的来源及特点，针对废水的特性选用不同的工艺，对不同工艺进行了对比探析。　　关键词：制浆；造纸；废水处理；工艺　　　　目前，我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居各类工业排放量的首位，造纸工业对水环境的污染为严重，它不但是我国造纸工业污染防治的首要问题，也是我国工业废水进行达标处理的首要问题。吨纸排水量一般在100～200m3/t，最低已达到22m3/t纸(中华纸业)，最高超过250m3/t纸，在造纸废水中，不仅含有大量造纸原料（约有20%原料）随废水流失，而且含有大量化学药品及其他杂质，所以如果造纸废水不经处理任意排放，会对水体造成极大的危害。　　　　一造纸废水的来源与特点　　1.1蒸煮工段废液　　黑液中所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90%以上，且具有高浓度和难降解的特性，它的治理一直是一大难题。黑液中的主要成分有3种，即木质素、聚戊糖和总碱。木质素是一类无毒的天然高分子物质，作为化工原料具有广泛的用途，聚戊糖可用作牲畜饲料。　　1.2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。　　1.3、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，提高白水回用率，减少多余白水排放。　　这些污水中含有的主要污染有以下几种：　　A、悬浮物：包括可沉降悬浮物和不可沉降悬浮物，主要是纤维和纤维细料（即破碎的纤维碎片和杂细胞）。　　B、易生物降解有机物：包括低分子量的半纤维素、甲醇、乙酸、甲酸、糖类等。　　C、难生物降解有机物：主要来源于纤维原料中所含的木质素和大分子碳水化合物。　　D、毒性物质：黑液中含有的松香酸和不饱和脂肪酸等。　　E、酸碱毒物：碱法制浆污水ph值为9~10；酸法制浆污水ph值为1.2~2.0.　　F、色度：制浆污水中所含残余木质素是高度带色的。　　　　二废水处理工艺　　2.1物理化学法　　物理化学法包括对悬浮物、粒子、色度和有毒化学物的沉积、浮选、吸附、筛选、凝固、氧化、臭氧化作用、电解、反渗透、超滤和纳滤等。　　2.1.1气浮和沉淀　　采用气浮或沉淀方法，通过投加混凝剂，可去除绝大部分SS，同时去除大部分非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD5。其典型的处理工艺流程如下：　　污水→筛网→集水池→气浮或沉淀→排放 　　气浮和沉淀均为物化处理方法，处理效果与选用的设备、工艺参数、混凝剂等有关，其COD去除率一般高于制浆中段水的COD去除率，通常能达到70%～85%。对吨纸污水排放量＞150m3、浓度较低的中小型废纸造纸企业，通过气浮或沉淀处理，出水水质指标可达到或接近国家排放标准。。　　2.2生物处理　　2.2.1活性污泥法　　Knudsen等人报道通过二级活性污泥工艺处理废水对于BOD、可溶性COD有很高的去除效果;Hansen等人报道改进的活性污泥床工艺处理废水，COD、BOD的去除效果分别从51%上升到90%，70%上升到93%。Chandra报道通过活性污泥中的微生物群(如假单孢菌、柠檬酸细菌、肠道细菌等)的生物降解可有效去除废水中的色度、BOD、COD、酚类和硫化物等。施英乔等人研究发现，活性污泥法处理过程的厌艺处理废水，COD、BOD的去除效果分别从51%上升到90%，70%上升到93%。Chandra报道通过活性污泥中的微生物群(如假单孢菌、柠檬酸细菌、肠道细菌等)的生物降解可有效去除废水中的色度、BOD、COD、酚类和硫化物等。施英乔等人研究发现，活性污泥法处理过程的厌氧、缺氧、好氧环境抑制了引起污泥膨胀的丝状菌的繁殖生长，同时证明了活性污泥法的优势。　　2.2.2厌氧处理　　1980年以前，厌氧工艺基本不用于制浆造纸废水的处理，认为更适合处理高浓度有机废水。厌氧过滤、上流式污泥反应器(UASB)、流化床、厌氧塘以及厌氧接触反应器等厌氧工艺现已被用于制浆造纸废水的处理。Chen和Horan研究报道用UASB工艺处理制浆造纸废水，废水停留时间为6h，废水中的COD、硫化物的去除率达66%和73%。　　2.3物化与生化处理相结合　　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或氧化沟→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。　　2.3化学处理　　为降低外排水的COD、色度等指标，进一步去除废水中的污染物，必须采取有效的方法进行深度处理，其中有　　2.3.1化学氧化法　　对于大多数常规方法不能奏效的难降解污染物，化学氧化法常起到相当重要的作用。而高级氧化法由于明显的优势近年来得到广泛研究。以H2O2和微电解法联用对生化处理后的中段废水进行深度处理，脱色率达98％以上，CODCr去除率达78％，效果良好。　　高级氧化技术是利用活性极强的羟基自由基(HO・)有效降解水中污染物的化学反应。高级氧化技术是深度处理废水的有效途径，它是利用强氧化剂把污染物氧化成较易生物降解或较易吸附除去的终产物或中间产物。该方法具有反应时间短，易于自动控制，无二次污染等特点。　　　　三结语　　随着科技的不断进展，制浆造纸废水处理和资源化技术日新月异。传统的废水处理回用技术不断被革新和发展，同时，出现了许多更新的、更先进的技术。对于黑液的处理，碱回收仍是最经济、最有效的途径。除了漂白段废水由于对厌氧菌毒性高，不适宜采用厌氧法处理外，各种不同工艺生产的制浆造纸废水均可采用厌氧和好氧法，厌氧法与好氧法结合处理效果更佳，可以充分利用两种方法的优势性。废水和资源是对立统一的，废水可以被认为是有待于开发的资源，只要技术过关、措施得当，废水完全可以转化为资源。　　　　参考文献：　　1.熊晓妹，陈介南，造纸废水处理工艺的应用辽宁化工20012年7月　　2.陈永林中国造纸工业废水污染治理及技术发展中国环境保护优秀论文集（2010） '