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造纸废水处理工艺的研究

北极星环保网  来源:贤集网  作者:林叶青  2017/7/12 10:41:40  我要投稿  

北极星环保网讯:造纸行业排放的废水含有大量的纤维素,木质素,其COD值很高,非常难进行降解。其废水还同时含有各种各样的化学物质,成分十分复杂,造纸废水属于难处理的特种废水。在我国,造纸行业排放的工业废水量占全部工业废水量的1/6,由此可见我国的造纸废水污染极为严重。根据造纸工艺,在不同的阶段产生的废水不同,制浆造纸废水大致可分为蒸煮废液、制浆中段废水和抄纸废水三大类。

特点

蒸煮废液

蒸煮废液是制浆蒸煮过程中产生的超高浓度废液,该段废液十分难以处理,其包括碱法制浆的黑液和酸法制浆的红液。我国现阶段大部分造纸厂都采用的是碱法制浆,所排放的黑液在整个制浆过程中排放的污染物中属于浓度最高、色度最深的废水,呈棕黑色。蒸煮废液几乎集中了制浆造纸过程中产生的90%的污染物,其中含有大量木质素和半纤维素等的降解产物、色素、戊糖类、残碱及其它溶出物,其排放量相对其他两种废液较小,每生产1t纸浆大约能够排黑液10t,但是该种废液难以进行处理。

制浆中段废水

制浆中段废水是经黑液提取之后,是蒸煮浆料在洗涤、筛选、漂白以及打浆中所排出的废水。这部分废水水量较大,每吨浆大约能够产生50~200t的中段废水。中段废水的污染量约占8%~9%,COD负荷310kg左右,含有较多的木质素、纤维素等十分难以降解的产物、还包括有机酸等有机物,大部分有机物都属于可溶性的COD。

抄纸废水

抄纸废水又称白水,是在纸的抄造过程中产生,主要含有细小纤维和抄纸时添加的填料、胶料和化学品等,这部分废水的水量较大,每吨纸产生的白水量100~150t,但是该种废水的污染物负荷较低,其有机物难溶于水,以不溶性COD为主,易于处理,在回收纤维的同时可以回用处理后的水。

造纸废水的主要处理方法

根据造纸废水的特点,其处理工艺主要采用物化法和生化法,采用化学的方法主要采用一些絮凝沉淀及膜过滤工艺,化学方法主要采用高级氧化技术。生物的方法包括好氧生物处理法和厌氧生物处理法,其中好氧生物处理法主要包括活性污泥法,生物膜法。厌氧处理主要包括厌氧生物滤池、上流式厌氧滤池、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFB)、厌氧附着膜膨胀床(AAFEB)以及厌氧浮动生物膜反应器(AFBBR)和厌氧折流板反应器(ABR)等。对于造纸废水,由于其自身性质复杂,难以降解,因此单一的处理方法不能达到很好的效果,因此在实际应用中多采用组合工艺的形式,将不同的处理方法进行组合,能够得到较好的处理效果。

MBR作为一种组合工艺,将传统的生物处理技术巧妙的与膜过滤处理工艺相结合,通过膜过滤技术可以很好的将微生物截留在反应器内,防止生物处理过程中生物的流失,同时通过膜过滤技术,可以很好的提高出水水质,基本能够实现造纸废水的达标排放。造纸废水中的有机物主要被微生物消耗利用转化成小分子的无机物,而反应器中的膜则可以将大分子的生物难以降解的物质进行截留去除。

主要处理工艺

混凝沉淀法

造纸废水中含有大量的悬浮物质以及木素类有机物,这些悬浮性物质给造纸废水的治理带来了很大的困难,这些悬浮物经常以胶体的形态存在于造纸废水中,通过混凝作用可以有效的对这些高分子胶体类物质进行脱稳,脱稳也是混凝沉淀法中的核心部分,常见的胶体脱稳的方法主要有两种,一种是提高胶体的动能,提高温度可以加速胶体中的布朗运动,但是在实际的工艺过程中,温度的提高受到很多的限制,比如温度提高10℃,其动能只能提高4%左右,并不具有很好的应用价值,另一种方法是减少排斥能,排斥能峰取决于排斥时能与吸引势能的差值,范德华力很难进行人为的改变,因而吸引时能也基本难以改变;而静电斥力与胶粒的电荷量有关,电荷量减少时,能够促进排斥能峰下降,为胶粒聚集提供了可行性。然后再通过工艺进行截留从而实现造纸废水中颗粒物的去除。其中对于造纸废水中含有的木素部分,由于其木素具有复杂的网状结构,在巨大的网状分子中原子与原子之间主要以共价键相联。这些相互连接的原子可以与溶剂分子相互作用,形成溶剂化外壳,分子中的憎水部分则能够继续保留在内部,形成层次分明的木素胶体结构,通过混凝作用,能够对这些高分子量的木素进行很好的去除,防止木素的存在影响进一步的造纸废水处理

延伸阅读:

造纸废水中有机污染物的分析

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