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造纸废水处理的技术方法

日期:2015/10/27 16:13:40  点击:1846

造纸废水处理的技术方法

来源:大禹网
     造纸工业是一个与国民经济息息相关的行业,同时也是一个能源及化工原料消耗高、用水量大、对环境污染严重的行业,由于造纸工业废水排放量大,废水中又含有大量的纤维素、木质素、无机碱及单宁、树脂、蛋白质等,废水色度深、碱度大、难降解物质含量高、好氧量大,会造成整个水体的污染和生态环境的严重破坏,造纸废水处理刻不容缓。我国造纸工业污染严重,据统计,我国造纸工业排放的废水量占全国工业废水总排放量的20%~30%。在造纸污水处理工程中积累了丰富的实践经验,生产的造纸废水处理设备具有效率高、成本低、二次污染物少等优点,在造纸污水处理中得到了广泛的应用。


    造纸废水处理的污水主要存在以下问题:


    1、造纸污水排放量大。据统计,每生产1T化学浆要排放150~350m3废水,而由纸浆每生产1T纸约排放20~70m3废水。目前我国每吨浆纸综合排放废水在300~600m3,其中化学木浆排放废水200~300m3,草浆产每吨纸综合排放废水300~400m3,远远超过工业化国家的废水排放量。

    2、造纸污水处理的污水成分复杂、浓度大。我国每年排放的造纸废水中CODcr为327万吨,占工业CODcr总排放量的42%,居第一位。

    3、造纸废水处理的废水中有毒物质含量高。典型的有机物有树脂类化合物、单宁类化合物、氯代酚及其他有机氯代物、有机硫化物等;无机毒性化合物以含硫化合物为主,如硫酸盐、硫化氢等。

    4、造纸污水处理水平落后。造纸企业以中小厂居多,大多采用以麦草为原料的碱法工艺,废水治理比例低。
  
    制浆造纸生产中的造纸废水主要是蒸煮废液、中段废水及造纸白水三部分。蒸煮废液的污染负荷约占全部造纸废水的80%,是最主要的污染源,其次是中段废水。


    与造纸废水处理相关的废水水质指标有:

       1、需氧物质;
       2、合成有机物;
       3、有机卤化物;
       4、色度;
       5、植物营养物;
       6、PH值;
       7、悬浮物;


    造纸污水处理的主要方法有:


    一、物理化学处理法:


    1、重力沉降法:造纸废水中悬浮物质主要有树皮、纤维、纤维碎屑、填料和涂料等。去除的方法有重力沉降、气浮和筛滤。筛滤投资大,应用少。重力沉降和气浮在造纸废水处理中去除悬浮物的主要方法。在一级沉淀池前设置机械格栅和沉沙池,格栅除污机通常可使用链式机械格栅、螺旋细格栅机,格栅用来去除大块悬浮物与漂浮物,沉沙池可以预先除沙,防止沉淀池和管理堵塞、磨损,为防止沉沙中带有有机物,常采用曝气沉沙池,分离的杂质使用螺旋砂水分离机进行输送分离。一级沉淀池,最常用的是辐流式沉淀池,设有机械刮泥机装置,其次是平流式沉淀池。


    2、气浮法:造纸污水处理中的白水气浮法处理技术是使空气在一定压力的作用下溶解于水中,再经过减压释放形成极微小的气泡,使其与处理的白水混合,微小气泡黏附于白水中的纤维或细小填料上,一起上浮于水面并被去除,达到白水净化的目的。气浮设备根据溶气水制备的方法,可分为压缩空气法、插管法、射流法等。


    3、混凝法:化学混凝法是废水处理的常用方法,可以有效降低废水中的浊度和色度,在造纸废水处理的处理中应用十分广泛,既可以作为独立的处理工艺,也可以与其他处理方法配合使用,用于预处理段、中间处理段和最终处理段。可以作为初级处理的手段,也可以作为二级处理、深度处理的一种工艺。采用化学混凝沉淀法,利用适当的絮凝剂,将造纸污水中细小纤维和固体颗粒悬浮物沉淀,沉淀后的泥浆做适当处理后可作为箱板纸浆加以利用,水可以作为工业循环水回用。


    4、化学氧化法:造纸污水处理中一般使用化学氧化法来去除造纸污水中的色度。常用的化学氧化剂包括氯、二氧化氯、臭氧、过氧化氢、高氯酸及次氯酸钠等。为使工艺过程经济,往往把化学氧化处理放在生物处理的前边,作为预处理,去除不易生物降解的物质,减少色度和有毒物质等。使用臭氧发生器、次氯酸钠发生器、二氧化氯发生器等环保设备来制取相应的氧化剂。


    5、还原法:采用还原剂改变有毒、有害污染物质的价态,可消除或减轻其污染程度。


    6、高级氧化工艺AOPs:以产生氧化自由基为主体的氧化技术,利用高活性自由基进攻大分子有机物并与之反应,从而破坏有机分子结构,达到氧化去除有机物的目的,实现高效的氧化处理。具体有湿式空气氧化法、超临界水氧化法、光化学氧化法、化学氧化法、物理方法等。


    7、吸附法:现代化制浆厂由于蒸煮废液已充分回收利用,因此排放废水中的漂白废水已成为主要污染源。漂白废水不仅含有较高的BOD和COD,而且更突出的是色度和氯酚类的毒性。吸附法对生化处理后的造纸废水处理的深度处理有着广泛的前景。吸附法是使用过滤器,利用多孔性的固体物质,使水中的物质被吸附在固体表面上,用于除臭、除有机物、胶体、微生物和余氯等。吸附的特点是处理效果好、吸附剂可以再生。


    常用的吸附剂有:


    (1)、活性炭吸附剂,活性炭过滤器能有效去除水中大多数有机污染物;
    (2)、离子交换树脂,具有较高的比表面积,虽然微孔不如活性炭丰富,但是孔径大小、表面极性可以方便控制,抗有机物污染能力强;
    (3)、黏土矿物类吸附剂,包括硅藻土、蒙脱土、膨润土、高岭土、沸石、氧化铝、锰矿石等。吸附法在造纸废水处理的深度处理中具有重要作用,活性炭是去除水中氯化物最有效的方法,随着排放标准的不断提高,吸附法将成为造纸废水处理不可缺少的处理工艺。


    8、膜分离技术:膜分离技术是20世纪初出现,60年代后迅速崛起的新型高效分离技术,现已发展成为重要的分离方法,具有操作压力低、操作过程无相变化等优点。利用高分子膜对混合溶液在压力下进行处理,按膜孔径的大小,一般可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透。造纸污水处理中应用的膜分离技术主要是超滤和反渗透,可极大地降低环境污染负荷,具有成本低、效率高、运行管理方便、自动化程度高等特点,MBR膜生物反应器近年来在造纸废水处理中也得到了应用。


    二、生物处理技术:


    利用微生物的新陈代谢功能,使造纸废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害稳定的物质,从而净化废水的造纸污水处理方法。是去除BOD、COD不可缺少的二级生物处理过程,兼有去除SS、脱色、除臭等作用。


    1、好氧生物处理:在有氧条件下,借助于好氧微生物(主要是好氧菌)的作用来降解污染物。根据好氧微生物在处理系统中的不同状态可分为活性污泥法和生物膜法。通常采用微孔曝气器、转碟曝气机、转刷曝气机进行曝气充氧。


    2、厌氧生物处理:利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧的条件下降解有机污染物,复杂的有机化合物被降解和转化为简单、稳定的化合物,同时释放能量,大部分能量以甲烷的形式出现。不需另加氧源,运行费用低,产生的污泥量少且性质稳定、易于处理,不仅可以用于高浓度和中浓度有机废水的处理,也适用于低浓度有机废水的处理。造纸废水处理的厌氧生物处理工艺和环保设备有:厌氧生物滤池、上流式厌氧滤池、升流式厌氧床UASB、厌氧流化床AFB、厌氧附着膜膨胀床AAFEB、厌氧浮动膜生物反应器AFBBR和厌氧折流板反应器ABR等。


    3、好氧厌氧组合处理:把厌氧法与好氧法组合起来对废水处理的组合工艺,造纸污水处理的好氧厌氧组合方法有厌氧-好氧(AO)、缺氧-好氧(A2-O)以及厌氧、缺氧和好氧三段处理(A-A-O或A2/O)等。

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