造纸废水处理工艺1 5页

'造纸废水处理工艺引言：造纸术是我国古代科学技术的四大发明之一，是中国人对世界科学文化发展作出的卓越的贡献。造纸行业是与国民经济和社会事业发展关系密切的重要基础原材料产业，纸及纸张的消费水平是衡量一个国家现代化水平和文明程度的标志。2010年我国纸及纸板生产量9270万吨，较2009年增长7.29%，消费量9173万吨，较2009年增长7.05%;2011年我国纸浆、纸制品产量分别为2276.31万吨、4513.55万吨。随着国民经济的发展，纸制造量和消耗量也越来越多。进入21世纪，人们日益认识到环境问题的重要性，减少并消除污染已经势在必行。因此，造纸废水作为环境污染物的源头之一，其治理工艺技术必将作进一步改进和推广。本文对现有造纸废水处理工艺作简单的探讨，期望综合各家之长，对现有造纸技术做出力所能及的改进。摘要：造纸过程主要分为制浆，调制，抄造，加工等主要步骤，而造纸废水主要来源于制浆废液，中段水，纸机白水。现在提倡从源头检测识别并治理污染。治理的方法有多种，废纸造纸废水处理要解决的主要问题是去除SS（悬浮物），COD（化学需氧量，是指在一定严格的条件下，水中的还原性物质在外加的强氧化剂的作用下，被氧化分解时所消耗氧化剂的数量，以氧的mg/L表示）和BOD(BiochemicalOxygenDemand的简写,生化需氧量或生化耗氧量，表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指示)。现在处理造纸废水主要有气浮或沉淀法、物化与生化处理相结合等方法。正文：1.造纸原料造纸原料有植物纤维和非植物纤维（无机纤维、化学纤维、金属纤维）等两大类，目前国际上的造纸原料主要是植物纤维。我国所用的植物纤维原料品种比较多，分为六大类：针叶树木材，如落叶松、红松、马尾松、云南松、樟子松等；阔叶树木材，如杨木、桦木、桉木等；草类植物：如芦苇、竹子、芒秆、麦草、稻草、龙须草、高粱秆、蔗渣等；韧皮纤维类，如亚麻、黄麻、洋麻、檀树皮、桑皮、棉秆皮等；种毛纤维类，如棉花、棉短绒、棉破布；废纸纤维类.2.造纸工艺流程造纸的工艺流程由如下几个主要环节组成：制浆段：原料选择→蒸煮分离纤维→洗涤→漂白→洗涤筛选→浓缩或抄成浆片→储存备用调制段：散浆→除杂质→精浆→打浆→配制各种添加剂→纸料的混合→纸料的流送→头箱抄造段：网部→压榨部→干燥部→表面施胶→干燥→压光→卷取成纸加工段：复卷→裁切平板（或卷筒）→分选包装→入库结束3.造纸废水成分分析 在制浆（化学法）和造纸生产过程中主要产生三类废水：黑液、中段废水和纸机白水。黑液主要是蒸煮制浆废水，中段水包括纸浆洗涤、筛选、漂白废水，纸机白水为抄纸车间废水。其中蒸煮废水的环境污染最严重，占整个造纸工业污染的90%。黑液的主要成分是木质素、纤维素、半纤维素、糖类、有机酸及氢氧化钠等，可以综合回收其中的有用物质；中段废水污染物复杂，含有较高浓度的木质素、纤维素和树脂酸盐等较难生物降解的物质成分，而且富含漂白阶段产生的对环境危害大的有机氯化物，pH为9-11，悬浮物1000mg/l左右，COD600-2500mg/l，色度深；纸机白水采用沉淀或气浮的方法实现白水回用，固体渣也可再制浆。4.造纸废水处理中的研究进展4.1人工湿地处理造纸废水湿地是位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带，在土壤浸泡在水中的特定环境下，生长著很多湿地的特征植物。由水、永久性或间歇性处于水饱和状态下的基质以及水生生物组成，它具有较大的活性与较高的生产能力。人工湿地是由人工优化模拟湿地系统而建造的具有自然生态系统综合降解净化功能，且可人为监督控制的生态系统。人工湿地对造纸废水具有独特而复杂的净化机理，它能利用基质—微生物—植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过共沉、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对造纸废水的高效净化，同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源化和无害化。人工湿地系统成熟后,湿地表面和植物根系中生长了大量的微生物，形成生物膜，经过隔栅、絮凝初步处理或二级生物处理后的造纸废水流经人工湿地系统时，大量的悬浮固体被填料和植物根系截留并沉积在基质中，其它污染物则通过生物降解和植物吸收等作用而被去除，通过定期更换和收割栽种在湿地床填料中的植物，最终使污染物从湿地系统中得到去除。4.2厌氧技术在造纸废水处理中的应用厌氧处理技术是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机污染物的处理技术。造纸废水中含有大量有机物，可应用厌氧技术处理或进行预处理，经试验研究证是可行的方法之一。厌氧处理优点：1)有机物负荷高;2)污泥产率低，产生的生物污泥易于脱水;3)营养物需要量少;4)不需曝气，能耗低;5)可以产生沼气、回收能源;6)对水温的适宜范围较广;7)活性厌氧污泥保存时间长。4.3物理法之涡凹气浮法涡凹气浮作为一种新型气浮法，省掉了溶气罐等设备，能耗是传统气浮的10．0％～12．5％。用混凝一涡凹气浮工艺处理造纸废水，工艺流程如图1.COD，BOD，SS去除率分别达92％，87．5％，93．3％。 4.4粉煤灰对造纸废水的处理应用粉煤灰是工业固体废物的一种。煤燃烧所产生的烟气中的细灰，一般是指燃煤电厂从烟道气体中收集的细灰，又称飞灰、烟灰。是煤粉进入1300～1500℃的炉膛后，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的。我国是产煤用煤大国，燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量逐年增加，1995年粉煤灰排放量达1.25亿吨，2000年约为1.5亿吨，到2010年将达到3亿吨。给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。对于生产过程中产生的粉煤灰的合理应用已经用了相当长时间的研究，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段。经研究发现，粉煤灰在造纸废水处理中有着重要的应用，图2是粉煤灰处理造纸废水的工艺流程图。4.4.1粉煤灰的作用机理（1）物理吸附物理吸附效果取决于粉煤灰的比表面积，比表面积越大，吸附效果就越好。物理吸附特征主要是吸附时粉煤灰颗粒表面能降低，放热，故在低温下可自行进行；其次，物理吸附无选择性，因而对各种污染物都有一定吸附去除能力。（2）化学吸附化学吸附主要是粉煤灰颗粒表面有大量的Si-O-Si键和Al-O-Al键与具有一定极性的分子产生偶极—偶极键的吸附，或是阳离子与粉煤灰中次生的带正电的硅酸铝、硅酸钙、硅酸铁之间形成离子交换或离子对的吸附。化学吸附的特点是选择性强，通常是不可逆的。 在通常情况下，上述两种吸附同时存在，但是在不同的条件下(pH、温度等)，体现出的优势不同，导致粉煤灰的吸附性能变化。（3）絮凝沉淀粉煤灰还能与废水中的有害物质作用使其絮凝沉淀，与粉煤灰构成吸附—絮凝沉淀协同作用，这主要是由于粉煤灰中含有氧化钙（CaO）。Erol[4]等研究发现粉煤灰对Cu[2+]和Pb[2+]两种离子的去除主要依赖于粉煤灰中CaO的含量，且随CaO含量的增加，去除效果也相应提高。Cetin[5]等用粉煤灰去除水中的Ni[2+]和Zn[2+]，也得到与Erol等相同的结论。由此可见，用粉煤灰处理重金属废水主要与粉煤灰中CaO的含量有关。（4）过滤截流粉煤灰是多种颗粒的机械混合物，空隙率在60%~70%之间，废水通过粉煤灰时，也能过滤截留废水中一部分悬浮物。5.个人对造纸废水处理的一些观点纸作为人们工作中不可或缺的部分，随着需求量的增加，其生产过程中所带来的污染问题日益严重。如何治理造纸废水给环境带来的污染问题受到人们的关注。现代造纸技术已远非古代造纸技术可比，相对而言污染较小，但是随着人们对环境的要求的提高，污染问题也相当更为严重。污水处理问题最好就是变废为宝或者循环利用，再者就是回收其中的有价值部分，其余通过处理好达到国家规定标准后直接排放。现代造纸废水处理显然属于后者，因为造纸废水组成复杂，成分无机有机混杂，想要实现分离不是容易的事，况且其中某些成分价值不大，处理没多少意义，分离更是不可能的事。个人觉得以废治废是个不错的选择，造纸废水处理中粉煤灰的利用给废水治理指出了新的方法。现代生产生活中各种产后废物或许本可相互克制，互相利用。这也是人们建立工业园区的目的之一吧，多种企业同存，合理布局，绿色循环就可能建立，这是现代人们的共同追求。6.小结本文对造纸废水的治理做了比较简单的介绍，对个人觉得比较好的处理方法做了较为详细的论述。对于人工湿地处理造纸废水的方法，可能处理效果不尽如人意，但也颇有值得利用之处。首先，湿地不一定用人工的，大自然用很多未经开发的天然湿地，我们可以多加利用，应用自然地自净能力，外加一些人工辅助，相对而言既经济又省力；对于物理法处理造纸废水，当然单纯的物理方法还不能处理得到合格的排放标准，只能对废水中的颗粒状悬浮物做一个简单的沉淀处理，对于可溶性物质，物理法不会起多大作用，但对于废水的预处理却是不错的选择；对于粉煤灰在造纸废水处理中的应用，这给了我们处理废水指出新的思路，合理利用资源，才能最大限度的开发自然又能最大限度保护环境。多种方法综合应用处理造纸废水，这是现在追寻的可行方法.7.参考文献[1]废纸造纸废水特点及其处理技术万金泉马邕文王艳张燕聪 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室；[2]张秋根,王桃云,魏立安.造纸废水处理新方法—人工湿地系统[J].中华纸业,2003,10.[3]冯培勇,陈北平,靖元孝.人工湿地及其去污机理研究进展[J].生态科学,2002,21(3):264-268. [4]ShenY.Newtechnologiesforbiologicalwastetreatmenttheoryandapplication[M].Beijing:ChinaEnvironmentalSciencePress,1999.[5]张荣社,周　琪,李旭东等.自由表面人工湿地脱氮效果中试研究[J].环境污染治理技术与设备,2002,3(12):9-11.[6]刘鹏飞,刘建青,赵杰.制浆造纸废水灌溉芦苇的试验研究[J].辽宁化工,1994,5:55-56.[7]梁继东,周启星,孙铁珩.人工湿地污水处理系统研究及性能改进分析[J].生态学杂志,2003,22(2):49-55.[8]刘衍君.人工湿地在污水处理中的应用及其展望[J].云南环境科学,2003,22(4):42-45.[9]白晓慧,王宝贞,余敏等.人工湿地污水处理技术及其发展应用[J].哈尔滨建筑大学学报,1999,32(6):88-92.[10]杜中典,崔理华,肖乡.污水人工湿地系统中有机物积累规律与堵塞机制的研究进展[J].农业环境保护,2002,21(5):474-476.[15]杜中典,崔理华,肖乡.污水人工湿地系统中有机物积累规律与堵塞机制的研究进展[J].农业环境保护,2002,21(5):474-476.[16]RyszardBlazejewskiandSadzideMural-Blazejewska.Soilcloggingphenomenainconstructedwetlandswithsubsurfaceflow[J].WatSciTech,1997,35(5):183-188.[17]JonesJHandTaylorGS.Septictankeffluentpercolationthroughsandsunderlaboratoryconditions[J].SoilSci,1965,99:310-309.[18]王裕金，白斌,高莉.水解酸化-厌氧-好氧-混凝工艺处理造纸废水[J].新乡师范高等专科学校学报.2002,16(2):35-36.[19]艾翠玲，贺延龄.制浆造纸废水的厌氧可处理性[J].长安大学学报(自然科学版).2002,22(1):80-84.'