造纸工业是用水量大、污染大的行业,造纸废水排放的有机物(即COD)占我国工业废水有机物总量约25%,严重污染了环境。因此,造纸废水零排放是一项节水和治污并重的生产实用技术,具有较好的经济效益,也具有明显的社会效益和环境效益,也是造纸行业实现可持续发展的必要选择。
造纸工业使用木材、稻草、芦苇、破布等为原料,经高温高压蒸煮而分离出纤维素,制成纸浆。一个典型的碱法制浆造纸厂按工序排出三股水,一是制浆蒸煮废液,通称造纸黑液;二是分离黑液后纸浆的洗、选、漂水,也称中段水;三是抄纸机上的白水。造纸工业废水是一种水量大、色度高、悬浮物含量大、有机物浓度高、成分复杂的难处理有机废水。
在木材湿法备料过程中产生的废水主要含泥沙,在草类原料备料中是水封除尘产生废水,这两种废水均可通过澄清后循环使用。
黑液是指用烧碱法和硫酸盐法直接蒸煮原料(麦草、木片等)而产生的废水。黑液中含有大量的碱木素、半纤维素和纤维素的分解物等有机物,还含有各种钠盐。红液是指用亚硫酸盐法直接蒸煮原料而产生的废水。这部分废水的CODCr高达100g/L,BOD5也有50g/L,必须通过碱回收和红液综合利用来回收原料并减少污染。
洗浆为了最大限度提取黑液,提高化学药品的回收率。如果管理得当、封闭用水,基本上不排出废水。少量的清洗水呈棕黑色,有机污染物浓度很高。
漂白是在多段过程中进行的,并使用不同的漂白剂,常用氯气、次氯酸盐、二氧化氯和烧碱等。该工段是工厂外排废水的主要来源,有毒、处理难度较大。
冷凝水废水是指多效蒸发中各效二次蒸汽的冷凝液、清洗和泄漏的废水。这股废水中含甲醇、乙醇和丙酮等小分子有机物,同时还含有有机硫化物。
制浆废水中的污染物主要是生产过程中产生的溶解性有机物和流失的小纤维,废纸造纸制浆废水中还含有脱墨废水。该废水中含有有机氯化物,CODCr较高。
造纸白水中含有大量悬浮固形物如纤维、填料和涂料等,还有可溶解的有机污染物,CODCr一般500~800mg/L,BOD5为200~350mg/L。为了减少污染、节约用水,造纸厂通常采取部分回用或全部回用。剩余的白水可通过纤维回收、过滤、气浮或沉淀等方法进行简单处理后再回收使用。但是,长期循环使用会导致各类污染物在系统中积累,对造纸系统和产品质量造成不良的影响。因此,应根据实际情况添加合理数量的新鲜水,或者添加经过深度处理(生化处理)的水。
废水基本处理方法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BOD。其典型的处理工艺流程如下:废水→筛网→集水池→气浮或沉淀。
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。
对于吨纸废水排放量较低、废水含COD较高的大中型废纸造纸企业,期望通过单级气浮或沉淀的物化方法达到排放标准有较大的难度,因为可溶性COD、BOD主要需通过生化方法才能有效去除。一般,采用物化加生化的处理方法。典型工艺流程如下:
废水→筛网→调节→沉淀或气浮→A/O或接触氧化→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。
废水零排放利用超滤膜法能够使得造纸废水实现净化,超滤膜发的主要工作原理是:首先对过滤膜的一侧施加足够的压力,这样一来,造纸废水当中的大分子有机物和小纤维物质以及悬浮物、微生物等都会被分离出来,最终造纸废水将会得到净化。
在对造纸废水进行净化处理时可能会损坏动力泵,为了防止这种情况的出现,必须要在废水处理过程中加入自清洗过滤器或者是叠片式过滤器,因为对废水处理时需要经过很多个环节,主要包括气浮、好氧、厌氧和沉淀等几个基本的环节,所以为了能够更好地达到废水处理标准和规范要求,自清洗过滤器和叠片式过滤器的设置是有必要的。
废水零排放在对造纸废水处理时经常会用到反渗透法,这种处理造纸废水的方法可以有效的去除废水当中含有的大量盐分,提高废水水质将。反渗透工艺技术方法对于造纸废水有很好的浓缩作用,通过这种方法可以将造纸废水的浓度提高,有效的保留住废水当中含有的有效成分。
造纸废水中通常会有很多复杂的有机物杂质产生,所以会对渗透膜造成很严重的污染,为了保证渗透膜的清洁,需要对渗透膜进行频繁地清洗。使用电渗析膜法可以有效的对造纸废水进行清洁处理,能够将造纸废水中含有的碱分进行回收利用,还能够将造纸废水中含有的聚木糖进行有效的提取,同时可以去除废水中有机物料的盐分,真正的做到废水的零排放处理。
造纸废水处理工艺流程主要为下列几种方法:
(1)脱墨废水:废水→调节池→混合反应池→一级气浮→混合反应池→二级气浮→无阀过滤器→达标排放
(2)白水废水:白水→集水池→气浮池→清回池→至生产浆液池
(3)造纸黑液:黑液→除硅反应槽→混凝反应槽→混合液分离设备→清液槽→排入中段水处理站
(4)中段废水:污水→沉砂池→一沉池→氧化池(加药)→氧化池→二沉池→出水
废纸造纸废水零排放有效应用各种废水处理技术, 将其有机结合起来, 形成一套完备的处理工艺是解决废水污染问题的关键。目前, 在国家大力推进节能减排工作的环保形势下, 针对废水污染问题,推行废纸造纸废水零排放处理工艺。
( 1)针对废纸造纸废水处理的不同阶段, 从物理、化学、物化和生物等方面, 优化现有的技术, 并不断开发新技术。
( 2)研究适合于各种情况的废水零排放清洁生产工艺, 以普及行业废水零排放。
( 3)加强废水处理设备、处理使用药剂的研发,增强处理效果。
相信废纸造纸行业定会在处理技术日趋完善的形势下, 符合环保要求, 实现经济效益、环境效益和社会效益的统一。
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