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      造紙廢水處理詳解

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      • 更新日期:2017-04-28
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      詳細介紹
       造紙的廢水處理一直是行業關注的重點之一,如何在新的政策下實現經濟與環境的雙重效益值得我們思考。本文將主要從技術角度介紹造紙廢水的處理問題。
          造紙廢水按其產生環節分為制漿廢液、中段水和紙機白水。制漿廢液通過常規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;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廢水。為有效控制造紙行業帶來的水環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的環境執法力度,既要求排放廢水水質達標、主要污染物排放總量達標,又要對噸產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,結果表明:對粉煤灰進行活化,能增加其對造紙廢水化學需氧量(COD)的去除效果;最佳的試驗設計方案為:粉煤灰經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,具有較好的經濟效益和環境效益。張福寧等將殼聚糖與硫酸鋁進行配比制得復合凈水劑處理廢水,COD的去除率可達85%以上。高飛等用復合聚鐵絮凝劑FPAS處理造紙廠中段廢水,結果表明COD去除率可達88%左右,優于傳統的絮凝劑。
          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廢水中加人質量分數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質量分數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
          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。結果表明,臭氧預氧化處理能提高廢水的可生化性,廢水經臭氧預氧化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,達到制漿造紙工業水污染物排放標準,紅外光譜分析表明:廢水中木素結構被UV/Fenton氧化降解,苯環結構開裂轉化為脂肪族羧酸類物質。
          劉學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、反應溫度對廢水COD去除率的影響。結果表明:固定氧氣分壓在2.5MPa和反應時間3h,催化劑用量為3g,Cu負載量為4%,反應溫度為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變為7.8。
          歐陽明等以復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、生態廢水處理技術
          基于生態學原理的人工濕地污水處理技術是一項新型的廢水處理技術, 通過對人工濕地系統的合理規劃與設計,可以實現污染的零排放,并最終使污水資源化。李麗娜等利用垂直復合流模擬人工濕地系統對廢紙造紙廢水進行處理實驗研究,結果表明,廢紙造紙廢水經氧化塘系統處理后的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%,系統性能穩定,連續穩定運行12個月,處理后的尾水主要指標達到制漿造紙工業水污染物排放標準,可用于農灌。
          發達國家從20世紀9O年代起廣泛采用人工濕地處理工業廢水,出水COD、BOD 分別能達30 mg/L和10 mg/L以下。江蘇雙燈紙業有限公司利用當地沿海灘涂資源優勢,河南聚源紙業有限公司利用廠區閑置土地較多的優勢,均采用生態法對造紙廢水進行深度處理,取得了良好的環境效益和經濟效益。
          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)即序批式反應器,是一種間歇式活性污泥處理系統,它已經成為一種簡單可靠、經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器S-MBR進行了造紙廢水的中試處理試驗,結果表明COD去除率高達95%。季明采用膜生物反應器對造紙廢水生化池出水進行深度處理。研究發現,將生化池的出水直接進入反應器,解決由于營養低而難以提高污泥濃度的問題,從而提高了CODCr,去除效率;提出了優化運行參數,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,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,適宜用厭氧法進行預處理。IC反應器是在UASB反應器的基礎上發展起來的第三代高效厭氧反應器,它具有處理量大,投資少,處理效率高,抗沖擊能力強,能耗低, 占地省等優點,擁有良好的產業化發展前景, 通過采用強制外循環IC反應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,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
          目前造紙廢水的聯合處理法較多。Alfred等 采用臭氧氧化一固定床生物膜反應器工藝提高外排水的水質,發現該工藝對COD、色度和AOX的去除效果較好,且需要的臭氧量較少?;瘜W絮凝一氣浮串聯生物接觸氧化工藝處理再生紙生產廢水的研究結果表明,該工藝能夠將中段水的回用率提高至88%。李穎等采用還原鐵床與固定化曝氣生物濾池聯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(折流板反應器)&BAF(曝氣生物濾池)組合工藝處理造紙廢 水,運行結果表明:在進水CODcr400~500mg/L,BOD5200~300mg/L時,處理后出水水質可達到 制漿造紙工業水污染物排放標準 (GB3544—2008)第二時段一級標準之現有企業水污染排放限值: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(內循環)厭氧反應器-SBR一氣浮”三級處理工藝處理制漿造紙廢水,處理效果穩定,各項出水考核指標(BOD、COD、SS)均能夠達到設計值,就目前污水處理的技術水平來說,是較理想的處理工藝。
          綜上,造紙廢水處理技術較多,各種技術都有一定的不足之處,在實際應用中多采用組合工藝,取長補短,達到經濟性和實用性的統一。
       
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