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浅谈造纸废水处理
发布时间:2017-11-10        浏览次数:126        返回列表

造纸工艺

现代的造纸程序可分为制浆、调制、抄造、加工等主要步骤:
1.制浆的过程 制浆为造纸的第一步,一般将木材转变成纸浆的方法有机械制浆法、化学制浆法和半化学制浆法等三种。
2.调制过程 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
3.抄造过程 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,故一般常见之流程如下:
    a.纸料的筛选
  b.网部
  c.压榨部
  d.压光
  e.卷纸
  f.裁切、
  g选别
  h包装

 

 

 

造纸水处理工艺

造纸生产过程中用水很多,生产1t纸约需水300~500m3

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。

造纸厂污水如何处理,我们只有在了解其特点的基础上才能选择出合适的处理方法和工艺。

 

造纸污水的特点

造纸废水主要来自造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程。制浆是把植物原料中的纤维分离出来,制成浆料,再经漂白,这个过程会产生大量的造纸废水;抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干,制成纸张,这个过程也容易产生造纸废水。

制浆产生的造纸废水,污染最为严重。洗浆时排出废水呈黑褐色,称为黑水,黑水中污染物浓度很高,BOD高达5—40g/L,含有大量纤维、无机盐和色素。漂白工序排出的造纸废水也含有大量的酸碱物质(传统的纸浆漂白技术包括氯化、碱处理、次氯酸盐漂白、二氧化氯漂白、过氧化氢漂白、氧脱木素、臭氧漂白及亚硫酸钠漂白,在漂白废水中含有大量有毒、三致物质)。抄纸机排出的造纸废水,称为白水,其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。

 

1、蒸煮木浆(或草浆)所生成的废液,又称黑液。

2、打浆机和精浆机排出的污水,称打浆污水。

3、造纸机污水,其中可以直接使用的称为白水。

 

造纸污水的主要污染物

1、悬浮物SS

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)

2、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。

3、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。

4、毒性物质

黑液中含有的松香酸和不饱和脂肪酸等。

5、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.

6、色度

制浆污水中所含残余木质素是高度带色的。

 

造纸污水的基本处理方法

         废纸造纸污水的SS、COD浓度较高,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,当污水中SS被去除时,绝大部分非溶解性COD同时被去除。因此,废纸造纸污水处理要解决的主要问题是去除SS和COD。

废纸造纸污水中的BOD5值较低,BOD5与COD的比值一般为0.15~0.25,可生化性较差。混凝处理方法只能去除部分BOD5,绝大部分BOD5的去除主要应采用生化方法解决。

 

在污水处理设施的总体工艺方案确定中,遵循以下原则:

1、所选工艺必须技术先进、成熟,对水质变化适应能力强,运行稳定,能保证出水水质达到工厂使用标准及国家污水排放标准的要求。

2、所选工艺应减少基建投资和运行费用,节省占地面积和降低能耗。
3、所选工艺应易于操作、运行灵活且便于管理。根据进水水质水量,应能对工艺运行参数和操作进行适当调整。
4、所选工艺应易于实现自动控制,提高操作管理水平。
5、所选工艺应最大程度减少对周围环境的不良影响(气味、噪声、气雾等)。

目前国内大部分造纸厂采用碱法制浆,而碱法制浆所产生的“黑液”污染最为严重,占整个造纸行业污染的90%,产生“黑液”的主要成分是木质素和碳水化合物的降解产物等,其次“黑液”提取后浆料在洗涤筛选和漂白过程中排出的废水成分与制浆废水相近但浓度低,而且富含漂白阶段产生的对环境危害大的氯苯酚、氯化脂肪酸等有机氯化物,不同工段产生的主要污染物大相径庭,所以一般分别采用不同的处理工艺,而MBR技术由于它工艺上的优势和特点逐渐被引入不同工段的造纸废水处理中。

 

MBR在造纸废水处理中的应用

根据MBR中膜组件与生物反应器的组合方式不同,可将MBR分为内置式和外置式两种类型,见图1、2。


内置式MBR是将膜组件置入反应器内,在泵的负压抽吸作用下滤出液透过膜组件,为减少膜面污染,延长运行周期,一般采用间歇出水方式运行。外置式MBR是指膜组件与生物反应器分开设置,反应器内混合液通过泵进入膜组件,在压力作用下混合液滤出液透过膜组件,浓缩液则返回反应器。

膜组件的形式可分为中空纤维式、平板式、管式、螺旋式等。在外置式MBR中,平板式、管式应用较多;在内置式MBR中,多采用中空纤维膜和平板膜。目前在全球能源危机的大背景下,内置式MBR的研究和应用远超过了外置式MBR(内置式MBR占65%、外置式MBR占35%)。

 

采用中空纤维膜生物反应器处理造纸废水的试验结果表明:MBR在处理造纸废水这种难降解有机废水方面有其明显的优势,废水的COD去除率较高,可达到85%以上,处理后的水可回用,出水稳定性较好。

采用移动床生物膜反应器(MBBR)深度处理造纸中段废水,结果表明:MBBR工艺可进一步削减经过生化处理的中段废水中的有机污染物,运行稳定且处理效果良好。在相同原水和条件下,浸没式MBR系统运行更加稳定可靠,出水水质也明显优于外置式MBR。浸没式膜生物反应器系统COD去除率可稳定在90%~95%,而外置式在运行期间则存在较多问题,并且能耗较高。

在同样的进水条件下,MBR出水水质明显好于原有系统二沉池出水水质。在污泥浓度9000mg/L、水力停留时间22h的条件下,MBR出水COD平均66.4mg/L,COD去除率达94.6%。

采用混凝协同好氧生物膜技术深度处理造纸废水,结果表明:以氯化铁为絮凝剂协同好氧生物膜技术效果最为显著,色度去除率高达69.3%,且各项指标均超过一级排放标准,出水可回用。采用浸没式MBR作为反渗透进水前的预处理系统,初步进行了浸没式MBR处理后出水满足RO系统进水条件的可行性研究。

在浸没式MBR与反渗透组合处理造纸中段废水和白水的实验中,结果表明:浸没式MBR出水SDI值稳定在3以内,可以满足后续反渗透组件稳定运行的要求,并且在原水COD值为1500mg/L的情况下,最后RO系统出水COD可降至10mg/L。

采用电解一MBR组合工艺处理造纸废水,利用电解产生的自由基、过氧化氢和氢氧化物的絮凝等物质将废水中难降解的有机物吸附去除,从而有效降低COD并提高废水可生化性,实验结果表明:处理后出水COD降至80mg/L左右,色度降至4O倍,去除率分别达到95%和75%。而单独采用MBR工艺处理后出水COD和色度分别为200mg/L和140倍。

 

造纸废水深度处理

随着水资源日益紧缺、水污染物排放总量控制加严以及《制浆造纸工业水污染物排放标准》(B3544—2008)的发布、实施,相对于原有标准,新标准roUr、BCD、SS的排放指标降低了约50%——70%。许多造纸企业现有的废水排放水平与新排放标准相比存在相当大的差距。一般经过二级生化处理的造纸废水大多数不能达到新标准的排放要求,主要存在COD>100mg/L、色度仍然较高的问题,因此有必要对其进行深度处理以实现达标排放,甚至能够回用。这对减少废水的排放、削减企业的排污费、减少水资源的消耗方面具有十分重要的意义。