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  • 1 # 他說我是小糊塗

      造紙生產過程中用水很多,生產1t紙約需水300~500m3,在造紙廢水中,不僅含有大量造紙原料(約有20%原料隨廢水流失),而且含有大量化學藥品及其他雜質,所以如果造紙廢水不經處理任意排放,會對水體造成極大的危害。造紙廠汙水如何處理,我們只有在瞭解其特點的基礎上才能選擇出合適的處理方法和工藝。

      造紙汙水的特點

      1、蒸煮木漿(或草漿)所生成的廢液,又稱黑液。

      2、打漿機和精漿機排出的汙水,稱打漿汙水。

      3、造紙機汙水,其中可以直接使用的稱為白水。

      這些汙水中含有的主要汙染有以下幾種:

      1、懸浮物 包括可沉降懸浮物和不可沉降懸浮物,主要是纖維和纖維細料(即破碎的纖維碎片和雜細胞)

      2、易生物降解有機物 包括低分子量的半纖維素、甲醇、乙酸、甲酸、糖類等。

      4、毒性物質 黑液中含有的松香酸和不飽和脂肪酸等。

      5、酸鹼毒物 鹼法制漿汙水ph值為9~10;酸法制漿汙水ph值為1.2~2.0.

      6、色度 製漿汙水中所含殘餘木質素是高度帶色的。

      基本處理方法

      廢紙造紙汙水的SS、COD濃度較高,COD則由非溶解性COD和溶解性COD兩部分組成,通常非溶解性COD佔COD組成總量的大部分,當汙水中SS被去除時,絕大部分非溶解性COD同時被去除。因此,廢紙造紙汙水處理要解決的主要問題是去除SS和COD。廢紙造紙汙水中的BOD5值較低,BOD5與COD的比值一般為0.15~0.25,可生化性較差。混凝處理方法只能去除部分BOD5,絕大部分BOD5的去除主要應採用生化方法解決。

      1、 氣浮或沉澱法

      採用氣浮或沉澱方法,透過投加混凝劑,可去除絕大部分SS,同時去除大部分非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD5。其典型的處理工藝流程如下:

      汙水→篩網→集水池→氣浮或沉澱→排放

      氣浮和沉澱均為物化處理方法,處理效果與選用的裝置、工藝引數、混凝劑等有關,其COD去除率一般高於製漿中段水的COD去除率,通常能達到70%~85%。對噸紙汙水排放量>150m3、濃度較低的中小型廢紙造紙企業,透過氣浮或沉澱處理,出水水質指標可達到或接近國家排放標準。

      2.汙泥需經濃縮後脫水

      近幾年來,在氣浮法中高效淺層氣浮異軍突起。高效淺層氣浮具有水力停留時間短(<5min)、池體水深淺(僅500mm)、處理效果好等優點。它應用淺池理論和“零速度”原理,徹底改變了傳統推流式氣浮池的進出水及汙泥分離方式,汙水在氣浮池中處於相對靜止狀態,微氣泡吸附汙泥後可垂直向上浮起,固形物上浮速度為4~10cm/min,可在短時間內獲得優質出水,其SS、COD去除率可略高於沉澱法,對中型規模的汙水處理有其一定的優越性。

      2、 物化與生化處理相結合

      對於噸紙汙水排放量較低、汙水含COD較高的大中型廢紙造紙企業,期望透過單級氣浮或沉澱的物化方法達到國家一級排放標準有較大的難度,因為可溶性COD、BOD5主要需透過生化方法才能有效去除。一般,當執行COD≤100mg/L的排放標準時,原水COD濃度不宜超過600~800mg/L;當執行COD≤150mg/L的排放標準時,原COD濃度不宜超過800~1000mg/L。因此,在原水SS和COD濃度較高時,應在一級物化處理之後接生化方法處理,使處理出水zui終達到國家排放標準的要求。

      物化加生化處理方法的典型工藝流程如下:

      汙水→篩網→調節→沉澱或氣浮→A/O或接觸氧化→二沉池→排放

      A/O(缺氧—好氧)處理工藝,透過缺氧段的微生物選擇作用,只是對有機物進行吸附,吸附在微生物體的有機物則在好氧段被氧化分解。因此A段停留時間短,約在40~60min。

      由於A段微生物的篩選和對有機物的吸附作用,能有效地抑制O段絲狀菌生長,控制汙泥膨脹。當汙水經過混凝沉澱或氣浮處理後,A/O工藝的有機負荷為0.5kgCOD/(kgMLSS•d)時,其COD去除率可達90%左右。寧波中華紙業有限公司的廢紙造紙汙水的COD在1500~3000mg/L,經混凝沉澱加A/O生化法處理,出水COD為60~100mg/L,各項指標均達到國家排放標準的要求。

      生物接觸氧化法具有掛膜快、無汙泥迴流系統、無汙泥膨脹危害、日常執行管理容易等優點,在中小型有機汙水處理中應用較多。寧波八方集團造紙廠1×104t/d黃板紙生產汙水,採用氣浮加生物接觸氧化法處理工藝,取得了良好的效果,各項指標均達到國家一級排放標準。但是在相同條件下,接觸氧化法處理效果不如活性汙泥法,雖然無汙泥膨脹,但在二沉池需要更低的表面負荷,而且填料的定期更換問題也應引起重視。

      3、 汙泥處置與綜合利用

      回收漿料

      造紙過程中漿料的流失不可避免,做好流入汙水中的廢漿回收有兩個好處:一是回收的漿料可回用於造紙或外售作為低檔紙的原料,產生直接經濟效益;二是降低汙水處理負荷,減少藥劑消耗。

      廢漿的回收,一般採用篩網微濾,用60~70目尼龍網或機械格柵,篩網的規格和材質的選用與水質有關,如生產塗布白板紙汙水的纖維比較細小,需要選用細篩網,但太細則過水效果差,影響汙水處理量。一般機械格柵的柵距在0.15~0.25mm時,截留纖維效果不錯,SS去除率為30%~50%,COD去除率為20%~30%,既能滿足過水量的需要,又能達到提高回收率的目的。

      汙泥脫水

      汙水經物化、生物方法處理後,其中的懸浮物有90%以上分離出來成為汙泥。通常原料廢紙有5%左右進入汙水,噸紙將產生70~80kg的絕幹汙泥,摺合:氣浮汙泥(沉澱濃縮汙泥)含水率97%,汙泥量約2.3~2.6t/t紙;機械脫水後汙泥含水率75%左右,幹汙泥量約0.3~0.4t/t紙;自然幹化汙泥含水率較高,汙泥量>0.7t/t紙。

      汙泥脫水採用壓濾機脫水,大中型企業以帶式壓濾機為多,中小型企業以板框壓濾機為多。也有一些小企業採用自然幹化方法,自然幹化容易造成二次汙染,南方地區尤甚,zui好應避免採用。

      造紙廠汙水如何處理,下面我們介紹一下工藝的選擇:工藝方案的選擇對於汙水處理設施的建設、確保處理設施的處理效果和降低執行費用發揮著zui為重要的作用,因此需要結合設計規模、汙水水質特性以及當地的實際條件和要求,選擇技術可行、經濟合理的處理工藝技術,經全面技術經濟分析後優選出不錯的總體工藝方案和實施方式。

      在汙水處理設施的總體工藝方案確定中,遵循以下原則:

      1、所選工藝必須技術先進、成熟,對水質變化適應能力強,執行穩定,能保證出水水質達到工廠使用標準及國家汙水排放標準的要求。

      2、所選工藝應減少基建投資和執行費用,節省佔地面積和降低能耗。

      3、所選工藝應易於操作、執行靈活且便於管理。根據進水水質水量,應能對工藝執行引數和操作進行適當調整。

      4、所選工藝應易於實現自動控制,提高操作管理水平。

      5、所選工藝應zui大程度減少對周圍環境的不良影響(氣味、噪聲、氣霧等)。

      造紙汙水的回收利用方法

      由於造紙汙水由三種汙水組成:黑液、打漿機汙水和造紙機汙水,因此它的回收利用主要是針對這三種汙水展開。

      1、黑液的回收利用

      對造紙黑液的處理是造紙業廢水處理的關鍵,目前,常用的造紙黑液處理技術有鹼回收法、絮凝沉澱法、膜分離法、酸析法、好氧活性汙泥法及生物技術法等。其中鹼回收法是目前技術zui成熟、工業中應用zui廣泛的造紙黑液處理方法。鹼回收技術是造紙黑液處理較為成熟的技術,在各地取得了廣泛的應用。根據不同的工作原理,又可分為燃燒法、電滲析法及黑液氣化法等。燃燒法鹼回收技術的完整流程分為提取、蒸發、燃燒、苛化-石灰回收四道工序。基本原理是將黑液濃縮後在燃燒爐中進行燃燒將有機鈉鹽轉化為無機鈉鹽,然後加入石灰將其苛化為氫氧化鈉,以達到回收鹼和熱能的目的。

      黑液與漿料分離後,提取出來的木(草)漿稀黑液濃度較低,必須將其透過蒸發系統去掉大部分水分,濃縮至45-80%的濃度,再將濃縮後的黑液噴入鹼回收鍋爐爐膛燃燒,黑液燃燒產生的熱量可用於工藝或發電。黑液中的有機鈉鹽在爐內發生化學反應轉變為熔融的碳酸鈉,同時把補充的芒硝還原成硫化鈉,熔融物從鹼爐底部排出,溶解後形成含少量鐵離子的綠液。所得綠液與石灰進行反應,其中的碳酸鈉被苛化為氫氧化鈉。苛化後澄清的液體稱為白液,即可重新用於製漿蒸煮。將苛化產生的白泥進行高溫煅燒,可以回收石灰用於苛化過程。

      燃燒法鹼回收工藝技術成熟,執行穩定,但工程投資較大,適用於規模較大的造紙企業,當前各國對黑液處理主要採用燃燒法回收鹼的技術路線。但燃燒法鹼回收容易受到黑液中矽成分的干擾:黑液中的二氧化矽與鹼作用生成矽酸鈉,在燃燒過程中易形成結垢,影響了鹼回收過程的順利進行。木漿中矽含量較低,因此鹼回收進行較順利,鹼回收率可達95~98%。但中國森林資源緊張,草類資源相對豐富,因此形成了以草漿造紙為主的造紙產業結構,草漿黑液中較高的矽含量影響了鹼回收的效果。近年來,草漿黑液鹼回收同步除矽技術已成功進行了生產性試驗,該技術的推廣必將大幅提高中國造紙黑液鹼回收整體效率。我省泰格林紙集團永州湘江紙業股份有限公司以馬尾松為原料生產本色硫酸鹽木漿,其造紙黑液處理即採用傳統的燃燒法鹼回收工藝。2006年,該廠進行擴建並形成木漿為主輔以少量竹漿,年產10萬噸的紙漿生產規模。新的鹼回收系統同時投產,設計日處理黑液4000m3,鹼回收蒸發站採用8體6效全板式降膜蒸發器(I效蒸發為3體,II~VI效蒸發為單體),鹼爐為日處理固形物量530-630噸的次高壓低臭式鹼爐,苛化工段採用壓力過濾器工藝;產生的白泥採用拋棄填埋處理,未進行綜合利用處理。配套熱電車間選用90T/H迴圈硫化床鍋爐,配備2.5/3.0MW汽輪發電機組。總體上實現了黑液處理排放合格,為造紙行業汙染治理提供了成功的範例。

      電滲析法

      電滲析法工藝一般採用迴圈式流程,黑液透過陽極室迴圈,稀鹼液透過陰極室迴圈。在直流電場作用下,Na+透過陽膜進入陰極室,與電解產生的OH–結合生成NaOH而得以回收鹼;陽極室黑液由於電解產生H+而不斷被酸化,到一定程度時,將大部分木質素沉澱析出。電滲析法鹼回收具有工藝過程簡單,操作方便、裝置投資少,易於自動化等特點。為了進一步提高鹼回收率並降低耗電量,尚需對電極和膜片進行改進。

      黑液氣化法

      黑液鹼回收除了常採用上述兩種方法外,在國外還普遍使用的一種方法是黑液氣化法。其原理是將黑液在高溫快速反應器中氣化,使其中的有機物轉化為清潔的可供燃氣輪機使用的燃料氣體。黑液氣化法比傳統的燃燒回收更有效,且環境友好性強,是製漿造紙工業能源生產與回收的一種有前景的技術。

      對比以上三種工藝,總體上講,燃燒法鹼回收能夠比較充分、全面地回收利用資源,對於規模在年產量在1.7萬噸以上的造紙企業,該技術在經濟上可收回成本或有一定收益。但中國由於木材短缺,採用非木纖維原料生產的紙漿佔紙漿總量的70%以上,這樣的原料結構限制了工廠的生產規模,80%以上是年產2萬噸以下的中小型造紙廠,這些企業基本上不具備鹼回收系統。

      2、打漿機汙水回收利用

      紙漿經過打漿機排出的汙水,其所含成分與黑液相同,只不過濃度較低。由於所含的有機物質(纖維和鹼等)數量少,回收較困難,但汙水 中的總固體、懸浮物和BOD5仍然很高,直接排放對水體汙染仍很嚴重,因此需要進行處理。主要處理方法包括混凝沉澱法、氣浮法、活性汙泥法、穩定塘法、生物濾池法及A/O法等。

      3、造紙機汙水回收利用

      從造紙機上排出的汙水中含有大量纖維,如不回收利用,將造成很大浪費,因此,對造紙機器汙水必須加以充分的回收和重複利用。這些水部分可以用來稀釋紙漿(如案錕排出的白水),部分送至打漿工程使用(吸水箱和伏錕所壓出的汙水),打漿工程用不了的汙水,應送到回收裝置進行飼料回收。

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