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安徽工程大学 化工水质处理论文姓名：XX班级：应用化学xxx学号：30804052XX完成时间：2011/11/14造纸废水处理方法现状及展望摘要：本文在查阅相关资料的基础上，总结造纸废水处理的常用方法。并指出了今后的趋势，提出了造纸废水的污染防治应从实施清洁生产、污水资源化战略以及新技术的研究等方面着手。关键词：造纸废水；废水处理；清洁生产目前，我国有大中小型造纸厂总数10000余家，年排放废水量高达40多亿m3，占全国废水总排放量的十分之一，造纸废水中的BODs年排放量 200多万 t，占全国废水总排放中BOD5的25。因此，如何应用造纸废水治理技术，化害为利，回收、回用资源，促进生态环境保护与造纸工业可持续发展，具有重要的现实意义。1 造纸废水的来源及特点在制浆(化学法)和造纸生产过程中主要产生三类废水：黑(红)液、中段废水和纸机白水。黑(红)液主要是蒸煮制浆废水，中段水包括纸浆洗涤、筛选、漂白废水，纸机白水为抄纸车间废水。其中蒸煮废水的环境污染最严重，占整个造纸工业污染的90。黑液的主要成分是木质素、纤维素、半纤维素、单糖、有机酸及氢氧化钠等，可以综合回收其中的有用物质；中段废水污染物复杂，含有较高浓度的木质素、纤维素和树脂酸盐等较难生物降解的物质成分，而且富含漂白阶段产生的对环境危害大的有机氯化物，pH为9ll，悬浮物l000mg/l左右，COD600-2500ms/l，色度深；纸机白水采用沉淀或气浮的方法实现白水回用，固体渣也可再制浆。2 化学法制浆蒸煮废液的治理技术2.1 常规的碱回收工艺2.1.1 湿裂化法裂化所用黑液，须浓缩为 1418的固形物，在 19-23MP，350-370进行湿裂化反应 l530min，黑液中的有机物转化成气体、焦油、炭粉和少量有机酸。黑液中的硅酸钠在CO2高分压下转化为SiO2沉淀。在常压下采用沉降方法将湿裂化产物分离，并加以利用。2.1.2 湿式燃烧法该工艺主要是利用有机物燃烧回收碱和热能。采用多效蒸发器将黑液浓缩，使其中有机物燃烧，在高温下无机物变为熔融状态，主要成分为Na2CO2，加人石灰、苛化为NaOH后，再回用到制浆生产中去，从而达到回收碱并循环利用的目的。大型木浆厂碱回收率可达90，苇、蔗渣浆厂达70，稻麦草浆可达60。此外，非木纤维纸浆黑液除硅降粘技术的发展也为草浆湿式燃烧碱回收工艺的应用提供了强有力的技术支持。2.1.3 电渗析法草木浆碱法蒸煮黑液，采用阳离子交换膜及活动阳极式电槽，可回收蒸煮用烧碱以及木素为主的阳极产品。该法的设备费用及钢材的用量都比较低，但电耗大。2.1.4 SCA一比勒若德(Billerud)热解法适用于小厂碱法或硫酸盐及亚硫酸盐法、中性亚硫酸盐化学浆法的碱回收，在我国曾有应用，但未推广。2.1.5 直接回收法该工艺是将黑液浓缩成为固体物，并与赤铁矿混合进行高温反应，生成固体松散的铁酸钠，然后水解生成碱液和赤铁矿固体，赤铁矿固体可浓缩使用。该技术工艺流程短，无苛化和白泥处理工序，成本低，无废物排放。目前，该工艺处于中试阶段。2.1.6 闪速热解汽化该工艺采用热化学裂解，有机物热解汽化形成可燃气体，从热解残渣和热解灰中回收碱。美国几家造纸厂已建立了示范工程。该方法将是未来有发展前景的碱回收技术。2.2 生物法处理化学制浆废液2.2.1 好氧生物法该法主要是对分离木素后的废水，用消耗阳极的铁屑一石墨屑原电池进行预处理去除废水中S2-。，以改善活性污泥中絮凝性的亚铁离子，然后进行生物曝气处理。该工艺操作简便，不加药剂，能耗小，处理效果好。2.2.2 厌氧塘法该方法主要是对黑液进行预处理。将废液排放到大池塘内，停留一段时间降低污染负荷，再用土地处理系统对污染物进一步去除、净化。该方法操作方便，运行稳定，投资少，效益高，但占地面积大，处理周期长，无二次污染。2.2.3 两相厌氧膜一生化系统采用传统两相厌氧工艺(BS)与膜分离技术相结合的系统MBS处理造纸黑液废水，COD去除率平均可达73.1。高于BS系统48.6。MBS系统具有更高的稳定性。2.3 蒸煮废液资源化综合利用技术指利用物理、化学或物理化学、生化相结合的方法，将废液中的木素、低聚糖与单糖等有机物分离并加以综合利用的工艺。是目前处理草浆蒸煮废液的有效途径之一。2.3.1 木素的利用和分离来源于制浆废液的木素，经浓缩后可用作粘结剂或乳化扩散剂。用烟道气中的CO2或无机酸沉淀黑液中木素或用点渗析法分离木素，可以得到较纯的木素。木素的用途有：表面活性剂，应用碱木素或磺化碱木素，作为乳化稳定剂，对陶土、水泥、染料、颜料、杀虫剂、钻探泥浆起扩散作用。用于高分子工业如树脂塑料橡胶等工业。常用酸析法分离木素，由于木素不溶于水和酸，在黑液中通入CO2或SO2烟道气或直接加入无机酸木素便会沉淀出来。酸沉淀法的主要缺点是分离木素的纯度低，且易造成二次污染，对于草浆黑液沉淀木素的细小颗粒，加上硅胶体的干扰、木素的洗涤过滤和分离都较困难。此外，还有沉淀法、超滤法等。2.3.2 糖分的利用废液中均含有糖类和糖尾酸类。木浆废液中含6碳糖较多，草类废液中含5碳糖较多，6碳糖主要是半乳糖和葡萄糖等。3 中段污水处理技术3.1 物理法物理法就是采用各种筛网、斜形筛、格栅等作为中段污水预处理，主要阻截回收水中较大的废纸浆纤维，供给生产普通板纸，掺加量一般在1015。 目前微滤与振动筛技术作为一种简单的机械过滤方法，也逐渐被应用到中段污水的预处理中去，它适用于把废水中存在的微小悬浮物有机残渣及其它悬浮固体等最大限度得地分离出来，大大降低了后处理负荷，且处理水量大，管理方便，回收废纸浆品质好，在造纸中段污水预处理中是一项很有发展前途的技术。3.2 物理化学技术物理化学法主要是混凝沉淀法及混凝气浮法。近年来有不少企业将平流式沉淀池改造成斜板沉淀池，提高了处理负荷，增加了去处效率。混凝沉淀与气浮法处理碱法草浆中段污水处理技术比较成熟，一般情况下SS及COD去除率分别在 70及 30以上，BOD浓度去除率在20左右，达到了进一步控制污染的目的。处理设备简单，运行费用较低。3.3 生物处理法据统计，碱法草浆中段污水用生物处理技术治理的造纸厂很少，有些只进行了中间实验，投入运行的更少。采用的处理工艺主要有：活性污泥法、生物滤池、生物转盘法、生物接触氧化法及氧化塘与曝气氧化塘等。氧化渠技术是近几年开发应用于造纸污水处理的一种新工艺，和其它一些生物处理技术相比较，它操作方便，运行稳定且投资省、处理费用低、是较符合我国国情，具有发展前途的碱法草浆中段污水处理方法。4 纸机白水的处理4.1 气浮法包括溶气气浮、射流气浮及高效浅层气浮和微涡气浮技术。4.2 多盘真空过滤机使用该机处理白水特点是过滤过程连续，工艺稳定，设备占地面积小，基建费用低；不用真空泵，运行费用低；纤维、境料回收率高达95以上；清滤液的固形物含量低，可直接用于造纸过程，从而实现水封闭循环。4.3 化学混凝法白水经过滤处理回收纤维后，加入混凝剂，使白水中细小纤维、境料、胶体性物质及部分溶解性有机物聚沉，处理后回用于生产。该法投资少，操作简便，处理效果理想。5 造纸废水治理的新趋势5.1 膜技术采用膜技术进行各种工业废水的处理，是目前的一个研究热点和难点，在我国也取得了一定的成果。黄江丽等采用0.8Ixm微滤(MF)与50nm超滤(UF)无机陶瓷膜组合工艺对造纸废水进行了处理，在温度为 15、压力为0.1MPa的操作条件下，0.8m膜对比COD去除率为3045，50nm膜对COD去除率为55-70。5.2 人工湿地处理技术所谓人工湿地是指通过模拟天然湿地的结构与功能，选择一定的地理位置与地形，根据需要人为设计与建造的湿地。人工湿地对造纸废水具有较强的有机物去除能力，主要是通过湿地床的物理截留沉淀和生物吸收降解作用来去除有机物。一方面，造纸废水中的不溶性有机物通过湿地床中填料床的沉淀、过滤等物理沉积作用很快地被截留下来，并可为部分兼性或厌氧微生物所利用；另一方面，废水中的溶解性污染物，则通过植物根系及填料表面生物膜的吸附、吸收及生物代谢作用而被降解去除。造纸废水中大部分有机物最终被异养微生物转化为微生物体及CO2、和H2O，这些新生的有机体通过填料定期更换，最终从湿地系统去除。我国已有造纸厂采用人工湿地处理技术处理废水，并取得了好的效果 。5.3 实施清洁生产清洁生产的最初概念成型于上世纪70年代中期，对环境问题和工业废物管理的思考使人们认识到预防策略的重要性，由此涌现出了“污染预防”、“零排放技术”等基于污染防治原则的概念。1989年，联合国环境署(UNEP)在总结工业污染防治概念和实践的基础上提出了清洁生产这一说法，在 1990年英国堪特布里召开的第一次国际清洁生产高级研讨会上推出了清洁生产的定义，即：对工艺和产品不断地运用综合性的预防战略，以减少其对人体和环境的风险 。清洁生产作为崭新的集成性和预防性的环境管理策略，已经被公认为实现可持续发展的技术手段和实现工具。作为当前最受关注的污染防治的策略和方法，世界范围内的清洁生产推行已经取得了瞩目的成就，被誉为技术创新的推动者、企业管理的催化剂、工业模式的革新者、连接工业化和可持续发展的桥梁。5.4 实施污水资源化战略污水资源化，即将经过处理的污水作为水源加以利用，可以说，它是污水处理的延伸。实施污水资源化战略，能较大程度上缓解有限的水资源与用水量日增二者之间的矛盾。笔者不打算讨论实施污水资源化的必要性、可行性以及途径等方面，仅就在实施污水资源化战略中应重视的问题谈几点不成熟的看法：a充分认识到污水的价值。净化后的污水是一种可贵的水资源，应当将其作为水资源开发利用的一个方向；应该消除原有的旧观念：即使经过了处理的污水也是一种“脏水”，不能使用。b加大科技投入，保障净化后的污水水质。应当说，水质是最重要的方面，只有水质达到了标准，人们才能安全地使用。目前，污水资源化的途径大多是用作中水或回用于工业生产，作为饮用水水源其处理成本太高。但是随着人们对各种污水性质认识的日益加深以及水处理技术的进一步发展，将净化后的污水作为生活饮用水水源是有可能的。c提供实施污水资源化战略的政策保障。污水资源化战略是一个系统工程，需要国家提供政策上的支持，比如拓宽污水利用的渠道，引导污水资源的开发的利用等。据报道，东京大学教授板山贤治使用苛性钾和氨代替氢氧化钠与稻草纸浆一同煮沸，使造纸废水成为农田肥料。据报道，在以木材作原料的造纸工艺中，为了除去纸浆中的木质素，一般要使用氢氧化钠与纸浆一同煮沸，使木质素溶解。板山说，使用稻草作造纸原料时，因稻草是一年生植物，并不是木材，不必使用氢氧化钠，可用0.25mol的苛性钾和2mol的氨混合液代替1mol浓度的氢氧化钠。使用这种方法，木质素的清除率达到85，造纸成品率达58，比使用氢氧化钠高15。稻草造纸排出的废水中含有的氮、钾和有机木质素等成分有益于植物的生长，因而它能够用作农田肥料。中山联合鸿兴造纸有限公司主要以废纸为原料，生产瓦楞原纸和箱纸板，去年机制纸产量为18.5万t。该公司按企业的实际，自行研究，自己设计，自己施工，投入600万元完成了用粉煤灰处理造纸气浮后废水的工程，经近一年来的运行。该处理系统运行正常，处理后的废水降低了色度，去除了大部分SS，COD，水质清澈，可全部回用于造纸，实现废水全部封闭循环，达到了废水零排放的预期目的。参考文献：1张柯，周思毅主编造纸工业蒸煮废液的综合利用与污染防治技术M中国轻工业出版社。19922高丹，王英刚，林静文造纸工业废水治理技术进展J有色矿冶，2003，19(3)：41443潘安济，苗田林碱法造纸制浆中段污水处理技术的现状与展望J西南给排水，2003，26(3)：17184黄江丽，施汉昌，钱 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