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造紙廢水處理工藝

文章來源:本站原創(chuàng) 更新時間:2017-07-06

 造紙廢水按其產(chǎn)生環(huán)節(jié)分為制漿廢液、中段水和紙機白水。制漿廢液通過常規(guī)的堿回收工藝可以得到回收利用;紙機白水通過氣浮或多盤真空過濾等處理后可直接回用于生產(chǎn);通常所說的造紙廢水主要指的是中段水,它含有木素、半纖維素、糖類、殘堿、無機鹽、揮發(fā)酸、有機氯化物等,具有排放量大、COD高、pH變化幅度大、色度高、有硫醇類惡臭氣味、可生化性差等特點,屬于較難處理的工業(yè)廢水。為有效控制造紙行業(yè)帶來的水環(huán)境惡化和緩解水資源日趨緊缺的局面,世界各國不斷加大對造紙行業(yè)的環(huán)境執(zhí)法力度,既要求排放廢水水質(zhì)達標、主要污染物排放總量達標,又要對噸產(chǎn)品新鮮水用量進行控制。

常用于造紙廢水處理的工藝有以下幾種:

1、吸附法

吸附法具有處理效果好、操作簡單、運行費用低等優(yōu)點。田淑卿等通過正交試驗,對粉煤灰處理造紙廢水的影響因素進行了研究,結(jié)果表明:對粉煤灰進行活化,能增加其對造紙廢水化學(xué)需氧量(COD)的去除效果;最佳的試驗設(shè)計方案為:粉煤灰經(jīng)40%硫酸活化、粒度160—200目、投加量為30g/100ml;影響COD去除率的大小順序為:投加量影響最大,粒度次之,活化方式影響最小。

2、絮凝沉淀法

絮凝沉淀法具有工藝簡單、易于操作管理、有較高COD去除率,又可以避免二次污染,成本低且處理效果好,具有較好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。張福寧等將殼聚糖與硫酸鋁進行配比制得復(fù)合凈水劑處理廢水,COD的去除率可達85%以上。高飛等用復(fù)合聚鐵絮凝劑FPAS處理造紙廠中段廢水,結(jié)果表明COD去除率可達88%左右,優(yōu)于傳統(tǒng)的絮凝劑。

在最佳混凝效果控制方面,李臻采用聚硅酸鋁混凝劑處理COD為860~920 mg/L的造紙廢水,在pH 7.80、100 mL廢水中加人質(zhì)量分數(shù)1%的聚硅酸鋁水溶液0.2 mL、攪拌速率45 r/min、攪拌時間15 s、沉降時間15min的最佳條件下,COD去除率達88% ;石中亮等采用殼聚糖處理造紙廢水,在50mL廢水中加入2 mL質(zhì)量分數(shù)1% 的殼聚糖醋酸溶液、pH 6.5~6.7、攪拌速率120 r/rain、絮凝時間12 h的最佳條件下,COD去除率達65% 。

3、高級氧化技術(shù)

喬維川等研究了用臭氧法深度處理制漿造紙廢水的工藝條件,結(jié)果表明:臭氧與廢水接觸時間為5min、pH值8左右、臭氧的濃度為42.55mg/L時,廢水CODCr的去除率為80%以上,色度的去除率為93.34%。劉劍玉等采用臭氧預(yù)氧化一曝氣生物濾池(BAF)工藝對某鈔票紙廠廢水進行深度處理。結(jié)果表明,臭氧預(yù)氧化處理能提高廢水的可生化性,廢水經(jīng)臭氧預(yù)氧化BAF工藝處理后(臭氧用量l00mg/L,臭氧與廢水接觸時間5min,BAF水力停留時間2.0h)出水CODCr濃度約40mg/L,色度幾乎完全去除,能夠達到較高的廢水排放標準或作為中水回收利用。

王兆江等采用Fenton體系氧化一絮凝工藝深度處理制漿造紙廢水,廢水經(jīng)UV/Fenton體系氧化一絮凝處理后,色度、COD、BOD污染負荷基本去除,達到制漿造紙工業(yè)水污染物排放標準,紅外光譜分析表明:廢水中木素結(jié)構(gòu)被UV/Fenton氧化降解,苯環(huán)結(jié)構(gòu)開裂轉(zhuǎn)化為脂肪族羧酸類物質(zhì)。

劉學(xué)文等以過渡金屬氧化物CuO為活性組分,采用催化濕式氧化法處理造紙廢水,考察Cu負載量、催化劑用量、反應(yīng)溫度對廢水COD去除率的影響。結(jié)果表明:固定氧氣分壓在2.5MPa和反應(yīng)時間3h,催化劑用量為3g,Cu負載量為4%,反應(yīng)溫度為220℃,500mL濃度為3250mg/L造紙廢水的COD去除率為90%,色度去除率為89%,pH值由9.6變?yōu)?.8。

歐陽明等以復(fù)合表面活性劑為模板劑,微波法制備不同Ce摻雜量的介~Lwo3光催化劑,采用X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、UV—VisDRS和BET等對所得樣品進行表征。實驗表明,當(dāng)Ce摻雜量為1%時,造紙廢水的光催化降解效果最佳。以1%Ce/W03為催化劑,光催化降解造紙廢水12h,廢水的色度和COD去除率分別為100%和83.4%。

4、生態(tài)廢水處理技術(shù)

基于生態(tài)學(xué)原理的人工濕地污水處理技術(shù)是一項新型的廢水處理技術(shù), 通過對人工濕地系統(tǒng)的合理規(guī)劃與設(shè)計,可以實現(xiàn)污染的零排放,并最終使污水資源化。李麗娜等利用垂直復(fù)合流模擬人工濕地系統(tǒng)對廢紙造紙廢水進行處理實驗研究,結(jié)果表明,廢紙造紙廢水經(jīng)氧化塘系統(tǒng)處理后的pH值7.2~7.4,BOD5、CODCr、SS平均濃度分別為416mg/L、543mg/L、429mg/L,水負荷0.053m3/(m2.d)的條件下,經(jīng)人工濕地處理后BOD5、CODCr、SS的去除率分別為94.9%、91.4%、98.0%,系統(tǒng)性能穩(wěn)定,連續(xù)穩(wěn)定運行12個月,處理后的尾水主要指標達到制漿造紙工業(yè)水污染物排放標準,可用于農(nóng)灌。

發(fā)達國家從20世紀9O年代起廣泛采用人工濕地處理工業(yè)廢水,出水COD、BOD 分別能達30 mg/L和10 mg/L以下。江蘇雙燈紙業(yè)有限公司利用當(dāng)?shù)匮睾┩抠Y源優(yōu)勢,河南聚源紙業(yè)有限公司利用廠區(qū)閑置土地較多的優(yōu)勢,均采用生態(tài)法對造紙廢水進行深度處理,取得了良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

5、生物法

好氧法主要包括活性污泥法和生物膜法兩種。

SBR活性污泥廢水處理制裝造紙SBR(Sequencing Batch Reactor)即序批式反應(yīng)器,是一種間歇式活性污泥處理系統(tǒng),它已經(jīng)成為一種簡單可靠、經(jīng)濟有效和多功能的生化處理工藝,普通活性污泥法的BOD和懸浮物去除率都很高,達到90~95%左右,COD去除率達80%以上。

胡維超采用浸沒式膜生物反應(yīng)器S-MBR進行了造紙廢水的中試處理試驗,結(jié)果表明COD去除率高達95%。季明采用膜生物反應(yīng)器對造紙廢水生化池出水進行深度處理。研究發(fā)現(xiàn),將生化池的出水直接進入反應(yīng)器,解決由于營養(yǎng)低而難以提高污泥濃度的問題,從而提高了CODCr,去除效率;提出了優(yōu)化運行參數(shù),在停留時間l 0小時,污泥濃度89/1時,CODCr,去除效率可以達到45%以上。

厭氧生物處理技術(shù)是對普遍存在于自然界的微生物過程的人為控制與強化技術(shù),是處理有機污染和廢水的有效手段。造紙廢水含大量有機物及難降解物質(zhì),適宜用厭氧法進行預(yù)處理。IC反應(yīng)器是在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的第三代高效厭氧反應(yīng)器,它具有處理量大,投資少,處理效率高,抗沖擊能力強,能耗低, 占地省等優(yōu)點,擁有良好的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景, 通過采用強制外循環(huán)IC反應(yīng)器完成了造紙廢水的啟動研究,其COD去除率維持在73%一75g之間,其應(yīng)用范圍已成為廢水厭氧生物處理的熱點之一。

李燕,刁智俊采用爆破制漿工藝生產(chǎn)高墻瓦楞紙,具有漿得率高、污染物排放少的特點,排放的造紙廢水含有較高的糖類物質(zhì),BOD/COD較高,可采用UASB一好氧的廢水處理工藝,提高廢水排放的水質(zhì)標準,可達到了《污水綜合排放標準》一級排放標準。

吳香波等研究了白腐菌采絨革蓋菌Coriolusversicolor漆酶對木素聚合的影響,在有氧條件下,通過添加漆酶和少量ABTS介體到水樣中,用紫外分光光度計測定了其中木素濃度變化,利用凝膠色譜法分析了酶催化聚合木素前后的分子量的變化,結(jié)果表明:酶處理6h以后,廢水中木素濃度從93.1mg/L下降到17.2mg/L,酶處理2h以后,從造紙廠污水分離的木素的分子量從31251上升到586l0,造紙廢水中木素及其衍生物被聚合后通過絮凝沉淀除去,從而實現(xiàn)廢水色度與COD降低,進而為造紙廢水回用提供可能。

6、組合工藝

目前造紙廢水的聯(lián)合處理法較多。Alfred等 采用臭氧氧化一固定床生物膜反應(yīng)器工藝提高外排水的水質(zhì),發(fā)現(xiàn)該工藝對COD、色度和AOX的去除效果較好,且需要的臭氧量較少?;瘜W(xué)絮凝一氣浮串聯(lián)生物接觸氧化工藝處理再生紙生產(chǎn)廢水的研究結(jié)果表明,該工藝能夠?qū)⒅卸嗡幕赜寐侍岣咧?8%。李穎等采用還原鐵床與固定化曝氣生物濾池聯(lián)合工藝深度處理中段水,COD由320 mg/L降至30 mg/L左右,色度由251倍降至18倍。

畢芳等采用ABR(折流板反應(yīng)器)&BAF(曝氣生物濾池)組合工藝處理造紙廢 水,運行結(jié)果表明:在進水CODcr400~500mg/L,BOD5200~300mg/L時,處理后出水水質(zhì)可達到 制漿造紙工業(yè)水污染物排放標準 (GB3544—2008)第二時段一級標準之現(xiàn)有企業(yè)水污染排放限值:CODcr≤100mg/L,BOD5≤30mg/L,該工藝簡單, 占地面積小,運行方便,運行費用低。廣紙南沙污水處理廠采用“IC(內(nèi)循環(huán))厭氧反應(yīng)器-SBR一氣浮”三級處理工藝處理制漿造紙廢水,處理效果穩(wěn)定,各項出水考核指標(BOD、COD、SS)均能夠達到設(shè)計值,就目前污水處理的技術(shù)水平來說,是較理想的處理工藝。

綜上,造紙廢水處理技術(shù)較多,各種技術(shù)都有一定的不足之處,在實際應(yīng)用中多采用組合工藝,取長補短,達到經(jīng)濟性和實用性的統(tǒng)一。

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