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造纸工业废水处理中的预处理工艺

文章出处:未知 人气:发表时间:2017-02-04

造纸工业废水是指制浆造纸生产过程中所产生的废水。造纸工业废水的特点是废水排放量大,BOD高,废水中纤维悬浮物多,而且含二价硫和带色造纸工业废水是指制浆造纸生产过程中所产生的废水。

 

造纸工业生产分为两个主要工艺阶段,即制浆和抄纸。制浆是把植物原料中的纤维分离出来,制成浆料,再经漂白;抄纸则是把浆料稀释、成型、压榨、烘干制成纸张。这两项工艺都要耗用大量的水,其中大部分作为废水排出。

 

造纸工业废水的特点是废水排放量大,BOD高,废水中纤维悬浮物多,而且含二价硫和带色,并有硫醇类恶臭气味。

 

制浆造纸废水的成分很复杂,其组分不仅取决于纸浆的方法,也取决于所产品种和原料种类等多种因素。造纸工业废水中的悬浮物质主要来自备料工段的树皮、草屑、泥沙以及随水排放的炉灰、矿渣、制浆造纸各工序流失的纤维、填料等;废水中BOD主要来源于制浆蒸煮工序,如纤维素分解生成的糖类、醇类、有机酸等,在化学浆中,蒸煮废液的BOD5发生量占80%以上;废水中的COD和着色物质主要来源于制浆蒸煮工序的木素及其衍生物;废水中的有毒物质主要有蒸煮废液中的粗硫酸盐皂、漂白废水中的有机氯化物(如二氯苯酚、氯邻苯二酚等),还有微量的汞、酚等,但这些有毒物通常含量甚微,其中关于漂白废水中的有机氯化物的毒性和“三致”作用,在发达国家中已引起越来越大的关注。在我国,由于草类纤维原料比重大(约占60%),企业规模小,生产工艺和设备落后,原材料、能源、耗水量大,使我国的制浆造纸工业的污染格外严重,1985年估算,我国造纸工业年排水量为370亿立方米,仅次于化学工业和钢铁工业,居第三位,约占工业废水总排放量的1/10;排放的BOD5负荷每吨产品为210kg,年排放BOD5为173万t,占全国BOD5总排放量的1/4。

 

制浆造纸废水大致可分为:制浆蒸煮液、洗涤废水、漂白废水和纸机白水等。碱法纸浆蒸煮废液,又称“黑液”,是制浆厂的主要污染源。

 

物理化学方法

 

在造纸废水的深度处理中?物理化学法具有治理快、处理效果好等优点,一般采用的方法包括,高级氧化法、絮凝沉淀法、膜分离法吸附法等。

 

高级氧化法

 

高级氧化法(Advanced Oxidation Processes?简称AOPs)又称深度氧化技术,是20世纪80年代发展起来的一种用于处理难降解有机污染物的新技术。在氧化剂、电、声、光辐照、催化剂等作用下产生氧化能力极强(其电位2.80 V?仅次于氟的2.87V)的·OH?再通过·OH与有机化合物间的加成、取代、电子转移、断键、开环等作用,使废水中难降解的大分子有机物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质,甚至直接分解成为CO:和H:O,达到无害化的目的。该技术具有反应速度快、处理效率高、对有毒污染物破坏彻底、无二次污染、适用范围广、易操作等优点,并被广泛应用于有毒难降解工业废水如制药、精细化工、印染等有机废水的处理中,已经逐渐成为难降解废水处理研究的热点。根据产生自由基的方式和反应条件的不同,可将其分为Fenton类氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法、超声氧化法、电催化氧化法、臭氧氧化法和湿式氧化法等。

 

絮凝沉淀法

 

絮凝沉淀法是由絮凝剂形成的聚合产物,通过一系列作用,对水中悬浮、胶状的大分子质量污染物去除的方法。对于制浆造纸废水的三级处理,此法已有广泛应用。在最佳运行条件下,用絮凝-电浮选连续处理造纸废水,废水的COD cr可从1416mg/L降至48.9 mg/L。

 

膜分离法

 

膜分离法是用一种特殊的半透膜将溶质和溶剂分隔开,使一侧溶液中的某种溶质透过膜或者溶剂渗透出来,从而达到分离溶剂的目的。管运涛等采用传统的两相厌氧工艺(BS)与膜分离技术相结合的系统(MBS)处理造纸黑液配置废水,结果表明,系统COD去除率可以达到73.1,高于BS系统(48.6%),且在厌氧污泥活性及运行稳定性方面优于BS系统;在COD负荷为6kg·(m3·d)-1时MBS酸化率为20.1%,酸化水平为7.5%,略优于BS系统(分别为7.0%和5.0%)。

 
 
 
 
 
 

造纸工业废水处理中的预处理

 

造纸工业所产生的废水具有种类繁多、水量大、有机污染物含量高特点,属难处理的工业废水之一,废水来源于制浆及造纸各个工艺环节中,其物理性质及有机污染物的浓度各不相同,针对废水的特征确定有效的处理工艺,当前用于造纸工业废水处理的主要方法有沉淀、气浮、吸附、膜分离、好氧生物、厌氧生物等处理方法以及几种工艺结合的处理方法。

 

无论采用什么样的方法,废水都需要进行预处理,预处理主要是为了改善废水水质,以便满足各工艺的进水要求,提高废水处理的整体效果,确保整个处理系统的稳定性,因此预处理在造纸工业废水处理中具有非常重要的地位。

 

造纸工业废水处理中的预处理可分为厂内预处理和厂外预处理,厂内预处理主要是对白水中的纸浆进行回收,常采用过滤、气浮等进行回收利用,能够避免大量的纸浆进入废水处理系统中,既提高了纸浆的得率又节约了废水处理的成本;厂外预处理主要是为了保证进入物化、生化等处理系统的废水能够最大程度的满足工艺要求,能够使系统稳定运行。

 

 预处理工艺主要有:格栅、筛网、纤维回收系统、调节水量及水质、等工艺组成。可根据不同的造纸工业废水水质采取不同的预处理手段,去除一部分污染物,改善废水水质,使整个废水处理系统的处理效果达到最佳。

 

1
格栅、筛网
 

 

由于造纸工业废水中常含有树皮、木屑、塑料、纸浆纤维屑等细小的悬浮物,如以木材为原料的制浆厂在备料过程中排放的废水中往往含有树皮、木屑等,在造纸过程中的抄纸等工序中会产生大量的白水,白水中含有较高的纤维浓度。这些物质会对水泵等造成损害对主体处理工艺造成影响,特别是对生物处理中UASB、水解酸化等工艺的布水系统造成严重堵塞,因此在进入水泵及主体处理系统之前对其进行拦截,设置格栅拦截大悬浮物,设置筛网拦截细小悬浮物。

 

格栅一般用在大水量的造纸废水处理中,由于废水水量大,且悬浮物颗粒种类较多,设置格栅能够有效拦截较大的悬浮物,处理能力高,不易堵塞,针对造纸废水的特点我公司在工程实践中一般设置粗细格 栅,粗格栅栅缝间隙常采用10-15mm,细格栅栅缝间隙通常采用1-5mm。格栅机主要有回转式机械格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机、反切式旋转细格栅机等,我公司常用的主要有反切式旋转细格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机等。

 

筛网通常应用在水量相对较小、废水中含有大量的细小悬浮物如纸浆等,同时还可以去除大颗粒的漂浮物,对悬浮物及大颗粒物质的去除率可达到90%以上。工程实践表明,筛网间隙一般为30~60目,安装形式采用固定式安装,安装角度为40~50°,安装角度不易过大,过大则造成过水负荷降低,使处理能力降低同时也增加了部分投资,过小则易造成筛网堵塞,加大了清渣难度,影响处理效果。

 

2
纤维回收系统
 

 

造纸废水中含有大量的纸浆纤维,如果不对纸浆纤维进行回收,将有大量的纸浆进入废水处理系统中,严重影响废水处理系统的处理效果,同时造成纸浆浪费。厂内纤维回收系统主要用于造纸白水的纤维回收,一方面进行白水循环减少白水的排放量,另一方面采用筛网、多圆盘过滤、气浮、沉淀等方法进行回收纸浆纤维,厂外纤维回收常采用筛网过滤的方法进行纸浆纤维的回收。

 

筛网过滤主要有:重力自流式筛网过滤、普通旋转过滤机、反切单向流旋转过滤机、双向流旋转过滤机等。

 

重力自流式筛网过滤是废水通过集水槽溢流堰均匀布水到筛网上,由于重力作用,滤液从筛网的缝隙中流出,纸浆纤维在重力及水的冲力作用下沿筛网流入集渣槽中,达到浆水分离的作用。

 

普通旋转过滤机过滤滚筒与安装地面有一角度,废水从上部进入滚筒,进水口滤网内壁程90度角,过滤滚筒在旋转的过程中滤液从滤网的缝隙中排出,纸浆自动排到滚筒的另一端。

 

反切单向流旋转过滤机采用卧式滚筒结构,传动方式可分为链条式和齿轮式,废水均匀布水到逆水流方向的滤网内壁上,水流与滤网形成反切相对运动,滤液从网的缝隙中排出,纸浆纤维被截留在网的内壁,在导板的作用下,从排渣端自动排出。从而达到纸浆与废水的分离作用;反切双向流过滤机的原理与单向流相同。

 

3
调节
 

 

由于造纸工业在生产过程废水排放的多样性,使排出的废水的水质及水量在一日内有一定的变化,因此要求对废水进行进行调节,均衡水质,使其能够均匀进入后续处理单元,提高处理效果。废水的调节主要分为:水量调节和水质调节。

 

废水处理设备及构筑物都是按一定的水量标准设计的,要求均匀进水,特别对生物处理系统更为重要,为了保证后续处理系统的正常运行,在废 水进入处理系统之前,预先调节水量,使处理系统满足设计要求。

 

根据造纸工业工艺的不同,废水的水量、水质不同,调节池的停留时间也各不相同,当处理水量比较小时,停留时间可选大些,当处理水量比较大时,停留时间可根据具体情况选小些,一般为4~8个小时。

 

虽然废水在进入调节之前通过格栅、纤维回收等措施去除了大部分的悬浮物,但还是会有一部分的悬浮物特别是纸浆流进调节池, 为了防止沉淀,同时为了加强废水的均匀性,可考虑在调节池内增加曝气装置,可有效改善废水的水质特性。

 

4
结论
 

 

总之,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、组分复杂的难处理有机废水,通过大量的工程实践证明,造纸工业废水的综合治理工艺路线中废水的预处理工艺是非常重要的,它关系到整个系统的稳定运行和达标排放,同时也涉及到运行成本的高低,废水进行预处理后可大大改善废水水质,有利于造纸废水进行进一步处理,最终达到去除污染物之目的。因此预处理工艺在造纸工业废水处理中是必不可少的关键技术之一。

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