造紙環(huán)保技術(shù)2.ppt

,第二章 制漿造紙廢水的污染 與控制,第一節(jié) 概 述,一 自然界的水,地球上水的總量約有14108km3之多，應(yīng)該說是十分豐富的。但地球上的水以各種不同的形式，分布于不同的地方。其中寬廣的海洋覆蓋了地球表面的70以上，海水是含有大量礦物鹽類的“咸水”，不宜被人類直接使用。人類生命活動和生產(chǎn)活動所必需的淡水水量有限，只占總水量的3%不足，其中還有約3/4以冰川、冰帽的形式存在于南北極地，人類很難使用。與人類關(guān)系最密切、又較易開發(fā)利用的淡水貯量約為400104km3 ，僅占地球上總水量的0.3%。,二 水質(zhì)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),水質(zhì)，既水的品質(zhì)，是指水與其中所含雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理、化學(xué)和生物學(xué)的綜合特性。水質(zhì)指標(biāo)用來衡量水質(zhì)的好壞。水質(zhì)指標(biāo)項目繁多，可以分為三大類： 第一類，物理性水質(zhì)指標(biāo) 第二類，化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo) 第三類，生物學(xué)水質(zhì)指標(biāo)。,第一類 物理性水質(zhì)指標(biāo),包括： 感官物理性指標(biāo)。如溫度、色度、嗅和味、渾濁度、透明度等。 其他物理性指標(biāo)。如總固體、懸浮固體、溶解固體、可沉固體、電導(dǎo)率（電阻率）等。,第二類 化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo),包括： 一般的化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)。如ph、堿度、硬度、各種陽離子、各種陰離子、總含鹽量、一般有機(jī)物質(zhì)等。 有毒的化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)。如重金屬、氰化物、多環(huán)芳烴、各種農(nóng)藥等。 有關(guān)氧平衡的水質(zhì)指標(biāo)。如溶解氧（do）、化學(xué)需氧量（cod）、生化需氧量（bod）、總需氧（toc）等。,第三類 生物學(xué)水質(zhì)指標(biāo),包括： 細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、各種病原細(xì)菌、病毒等。,三 水體污染及自凈,1.水體污染 水體定義：水體是指地球表面被水所覆蓋區(qū)域的自然綜合體系，不僅包括江河、湖泊等地表水域，而且包括水中生活的魚類和浮游生物等動植物和底泥。,水體污染也叫水污染，按照中華人民共和國水污染防治法確定的定義為：水污染是指水體因某種物質(zhì)的介入而導(dǎo)致其化學(xué)、物理、生物或放射性等方面特性的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。,根據(jù)污染物的性質(zhì)及其形成污染的機(jī)理，可以將水污染分成以下幾類 ： （1）物理性污染 （2）化學(xué)性污染 （3）生物性污染,（1）物理性污染,懸浮物污染 各類廢水中均有懸浮雜質(zhì)，排入水體后影響水體外觀，增加水體的渾濁度，妨礙水中植物的光合作用，對水生生物生長不利。懸浮物還有吸附凝聚重金屬及有毒物質(zhì)的能力。 感官性污染 廢水中能引起異色、渾濁、泡沫、惡臭等現(xiàn)象的物質(zhì)，雖無嚴(yán)重危害，但能引起人們感官上的極度不快，被稱為感官性污染物。對于供游覽和文體活動的水體而言，感官性污染物的危害則較大。 異色、渾濁的廢水主要來源于印染廠、紡織廠、造紙廠、焦化廠、煤氣廠等。惡臭廢水來源于煉油廠、石化廠、橡膠廠、制藥廠、屠宰廠、皮革廠等。當(dāng)廢水中含有表面活性物質(zhì)時，在流動和曝氣過程中將產(chǎn)生泡沫，如造紙廢水、紡織廢水等。 熱污染 熱電廠、核電站及各種工業(yè)都使用大量冷卻水，當(dāng)溫度升高后的水排入水體時，將引起水體水溫升高，溶解氧含量下降，微生物活動加強(qiáng)，某些有毒物質(zhì)的毒性作用增加等，對魚類及水生生物的生長有不利的影響。 放射性污染 主要由原子能工業(yè)及應(yīng)用放射性同位素的單位引起。,（2）化學(xué)性污染,酸堿污染 酸堿污染會使水體的ph值發(fā)生變化，抑制細(xì)菌和其他微生物的生長，影響水體的生物自凈作用，還會腐蝕船舶和水下建筑物，影響漁業(yè)，破壞生態(tài)平衡，并使水體不適于作飲用水源或其他工、農(nóng)業(yè)用水。 無機(jī)毒物污染 包括重金屬和非金屬。重金屬對人體健康及生態(tài)環(huán)境的危害極大。重金屬排入天然水體后不可能減少或消失，卻可能通過沉淀、吸附及食物鏈而不斷富集，達(dá)到對生態(tài)環(huán)境及人體健康有害的濃度。 有機(jī)毒物污染 各種有機(jī)農(nóng)藥，有機(jī)染料及多環(huán)芳烴、芳香胺等，往往對人及生物體具有毒性，有的能引起急性中毒，有的則導(dǎo)致慢性病，有的已被證明是致癌、致畸、致突變物質(zhì)。有機(jī)毒物主要來自焦化、染料、農(nóng)藥、塑料合成等工業(yè)廢水。這些有機(jī)物大多具有較大的分子和較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，不易被微生物所降解，因此在生物處理和自然環(huán)境中均不易去除。,需氧性有機(jī)物污染 也稱耗氧性有機(jī)物污染。碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和酚、醇等有機(jī)物可在微生物作用下進(jìn)行分解，分解過程中需要消耗氧，因此被統(tǒng)稱為需（耗）氧性有機(jī)物。大量需氧性有機(jī)物排入水體，會引起微生物繁殖和溶解氧的消耗。當(dāng)水體中溶解氧降至4mg/l以下時，魚類和水生生物將難于在水中生存。水中的溶解氧耗盡后，有機(jī)物將由于厭氧微生物的作用而發(fā)酵，生成大量硫化氫、氨、硫醇等帶惡臭的氣體，使水質(zhì)變黑發(fā)臭，造成水環(huán)境嚴(yán)重惡化。需氧有機(jī)物污染是水體污染中最常見的一種污染。,營養(yǎng)物質(zhì)污染 又稱富營養(yǎng)污染。生活污水和某些工業(yè)廢水中常含有一定數(shù)量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。這類營養(yǎng)物質(zhì)排入湖泊、水庫、港灣、內(nèi)海等水流緩慢的水體，會造成藻類大量繁殖，這種現(xiàn)象被稱為“富營養(yǎng)化”。大量藻類的生長減少了魚類的生存空間，藻類死亡腐敗后會消耗溶解氧，并釋放出更多的營養(yǎng)物質(zhì)。如此周而復(fù)始，惡性循環(huán)，最終將導(dǎo)致水質(zhì)惡化，魚類死亡，水草叢生，湖泊衰亡。,（3）生物性污染,主要指致病菌及病毒的污染。生活污水，特別是醫(yī)院污水，往往帶有一些病原微生物，如傷寒、副傷寒、霍亂、細(xì)菌性痢疾的病原菌等。這些污水流入水體后，將對人類健康及生命安全造成極大威脅。,2. 水體的自凈作用,定義： 水體具有消納一定量的污染物質(zhì)，使自身的質(zhì)量保持潔凈的能力，人們常常稱之為水體的自凈。,水體自凈過程,（1）廢水在水體中的稀釋 稀釋作用的實(shí)質(zhì)是污染物質(zhì)在水體中因擴(kuò)散而降低了濃度。稀釋并不能改變，也不能去除污染物質(zhì)。污染物質(zhì)進(jìn)入水體后，存在兩種運(yùn)動形式，一種是水流沿著前進(jìn)方向的運(yùn)動，稱為推流或平流；另一種是污染物質(zhì)從高濃度處向低濃度處的遷移，這種運(yùn)動被稱為擴(kuò)散。推流和擴(kuò)散是兩種同時存在而又相互影響的運(yùn)動形式，其綜合的結(jié)果是污染物濃度由排放口至水體下游逐漸減低，即發(fā)生了稀釋。,（2）水體的生化自凈 有機(jī)污染物進(jìn)入水體后在微生物作用下氧化分解為無機(jī)物的過程，可以使有機(jī)污染物的濃度大大減少，這就是水體的生化自凈作用。 生化自凈作用需要消耗氧，所消耗的氧如得不到及時的補(bǔ)充，生化自凈過程就要停止，水體水質(zhì)就要惡化。因此，生化自凈過程實(shí)際上包括了氧的消耗和氧的補(bǔ)充（恢復(fù)）兩方面的作用。氧的消耗過程主要決定于排入水體的有機(jī)污染質(zhì)的數(shù)量，也要考慮排入水體中氨氮的數(shù)量，以及廢水中無機(jī)性還原物質(zhì)（如so32）的數(shù)量。氧的補(bǔ)充和恢復(fù)一般有以下兩個途徑：大氣中的氧向含氧不足的水體擴(kuò)散，使水體中的溶解氧增加；水生植物在陽光照射下進(jìn)行光合作用放出氧氣。,（3）水體中細(xì)菌的衰亡 水體中細(xì)菌的衰亡也是一種重要的自凈作用。當(dāng)水體受到有機(jī)物的污染時，水中細(xì)菌數(shù)量會大量增加，但如果污染負(fù)荷沒有超過水體的自凈能力，就可以觀察到細(xì)菌數(shù)量逐漸減少的現(xiàn)象。促使水中細(xì)菌數(shù)量減少的主要作用有：水體的生物凈化作用使水中有機(jī)物量日漸減少，細(xì)菌將因缺少食物及能源而逐漸衰亡；水體中生長的纖毛類原生動物、浮游動物等不斷吞食細(xì)菌，使細(xì)菌數(shù)量減少；其他作用，如日光的殺菌作用，對細(xì)菌生長不利的溫度、ph值等，均可使細(xì)菌數(shù)量減少。,3. 水環(huán)境容量,一定水體所能容納污染物的最大負(fù)荷被稱為水環(huán)境容量 一般，污染物的物理化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定，其環(huán)境容量越??；耗氧性有機(jī)物的水環(huán)境容量比難降解有機(jī)物的水環(huán)境容量大得多；而重金屬污染物的水環(huán)境容量則甚微。,四 制漿造紙工業(yè)廢水常用檢測項目,（1）生化耗氧量（biochemical oxygen demand bod） 表示進(jìn)入水體的有機(jī)污染物質(zhì)，通過微生物生化降解過程，所需要消耗的溶解的氧氣量。單位為：mg/ l。 在實(shí)際測定生化需氧量時，溫度規(guī)定為20，此時，一般有機(jī)物需20天左右才能基本完成第一階段的氧化分解過程，其需氧量用bod20表示。在實(shí)際測定時，20天嫌太長，一般采用5天作為測定時間，稱為bod5。對于生活污水bod50.68 bod20。因此把20，5天測定的bod5作為衡量廢水的有機(jī)物濃度指標(biāo)。 對于制漿造紙廢水，bod5主要是指纖維素和半纖維素的降解產(chǎn)物（多糖類）。,（2）化學(xué)耗氧量（chemical oxygen demand cod） 化學(xué)需氧量是指在酸性條件下，用強(qiáng)氧化劑將有機(jī)物氧化為co2、h2o所消耗的氧量。單位為mg/ l。常用的氧化劑為k2cr2o7，和kmno4。 由于重鉻酸鉀氧化作用很強(qiáng)，能夠較完全地氧化水中大部分有機(jī)物和無機(jī)性還原物質(zhì)，此時化學(xué)需氧量用codcr表示。如采用高錳酸鉀作為氧化劑，則寫作codmn。 制漿造紙廢水導(dǎo)致codcr的主要是木素及衍生物。（codcrbod5）的差值，可以粗略地表示不能被生物氧化的有機(jī)物，bod/cod的比值可作為是否適宜生化處理的衡量指標(biāo)，當(dāng)其大于0.3時，才適合于采用生化處理。,（3）總懸浮固形物（total suspended solid tss） 表示廢水中不能溶解的所有的物質(zhì)，導(dǎo)致渾濁。（gb 1190189）上定義為水樣通過孔徑為0.45m的濾膜，截留在濾膜上并于103105烘干至衡重的固體物質(zhì)。這些物質(zhì)的含量和粒度不同，導(dǎo)致水體呈現(xiàn)不同的渾濁程度。制漿造紙工業(yè)廢水中的懸浮物質(zhì)主要是細(xì)小纖維，其次是膠料、填料、涂料。,（4）總有機(jī)碳（total organic carbon toc ） 表示廢水中各種有機(jī)污染物含碳的總量，能夠比較直接的反映廢水中污染物的總量。bod測定煩瑣費(fèi)時，cod不能準(zhǔn)確表示廢水中的有機(jī)物，而toc測定僅需幾分鐘時間。,（5）總有機(jī)結(jié)合氯（total organically bound chlorine tobcl） 表示有機(jī)氯化合物中氯含量的度量，一般對生物體有毒。其毒性大小根據(jù)化合物的種類不同存在差異。在制漿過程中采用氯化、次氯酸鹽漂白往往產(chǎn)生這類物質(zhì)。表示總有機(jī)結(jié)合氯，還可以采用可吸附有機(jī)鹵化物（absorbable organically bound halogen aox）和總有機(jī)鹵化物（total organic halides tox）來表示，其中aox的使用更為普遍。,（6）溶解氧（dissolved oxygen do） 溶解于水中的氧氣含量。單位mg/ l，與水溫、大氣壓有關(guān)。采用溶解氧測定儀檢測，在20，1atm，水中do=9.17mg/ l 。 溶解氧是水生生物生存的必要條件，也是水質(zhì)分析的重要參數(shù)之一。當(dāng)do4mg/l 時，影響水生生物；當(dāng)do0.5mg/ l 時，好氧菌無法生活。,（7）ph值 ph值反映了水的酸堿性的強(qiáng)弱。測定和控制水樣的ph值，對于維持廢水處理設(shè)施的正常運(yùn)行，防止廢水處理及輸送設(shè)備的腐蝕，保護(hù)水體的自凈功能和水生生物的生存繁衍，具有十分重要的意義。,（8）色度（colour units c.u.） 色度表示廢水的顏色，色度的測定有三種： 鉑鈷比色法，適用于測定輕度污染并略帶色調(diào)的水，如造紙白水。用氯鉑酸鉀和氯化鈷配制顏色標(biāo)準(zhǔn)溶液，與被測樣品進(jìn)行目視比較，以測定樣品的顏色強(qiáng)度，即色度。 稀釋倍數(shù)法，適用于測定污染較嚴(yán)重的工業(yè)廢水。將樣品用光學(xué)純水稀釋至用目視比較與光學(xué)純水相比，剛好看不見顏色時的稀釋倍數(shù)作為表達(dá)顏色的強(qiáng)度，單位為倍。 cppa標(biāo)準(zhǔn)方法，是加拿大制漿造紙協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)方法。水樣的顏色是其在465nm波長時吸收光波情況的反映。一個色度單位等于465nm時1mg/l 鉑的鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)液對于光線的吸收，500色度單位對應(yīng)于465nm時0.14吸收值（即70%的光線透射）。,（9）毒性（toxicity or poisonousness ） 當(dāng)某些物質(zhì)進(jìn)入動物體內(nèi)，積累達(dá)到一定數(shù)量時，會使肌體組織或者體內(nèi)液體出現(xiàn)生物化學(xué)和生理功能的變化，從而引起暫時性或者永久性的病理狀態(tài)，直至危及生命，這類物質(zhì)稱之為毒性物質(zhì)。利用動物對有毒物質(zhì)的這種病理反應(yīng)可以測定某種物質(zhì)的毒性，確定相應(yīng)的最高容許濃度，這種毒性實(shí)驗(yàn)稱為生物監(jiān)測。 半致死濃度 lc50（median lethal concentration）96h內(nèi)用作毒性試驗(yàn)的魚群死亡一半的濃度。 半致死時間 lt50 （median lethal time）在一定濃度下，魚群死亡一半的時間。,造紙工業(yè)廢水的來源及特征,1 備料工段廢水 2 化學(xué)法制漿廢液 3 高得率制漿廢液 4 廢紙制漿車間廢水 5 洗滌、篩選工段廢水 6 漂白工段廢水 7 污冷凝水 8 造紙車間廢水,1 原木備料廢水,采用水上儲木的方式，原木的濕法剝皮、切片的水洗都會產(chǎn)生污水。備料工段的廢水含有一定量的木材抽出物成分，它們以溶解膠體物質(zhì)的形式存在，是廢水重要的毒性來源。 采用干法剝皮可以大大減少廢水的發(fā)生量。另外盡量使備料系統(tǒng)的用水處理之后回用，或者利用造紙系統(tǒng)的多余白水作為調(diào)木作業(yè)和濕法剝皮用水，都可以使污水的產(chǎn)生和排放量大為減少。,2 非木材原料的備料廢水,草類備料廢水主要含有草屑、泥沙等固體懸浮物，同時草屑及原料中的部分水溶性物質(zhì)進(jìn)入備料廢水中，增加了廢水中bod5和codcr，因此對備料工段的噴淋等廢水應(yīng)進(jìn)行澄清、凈化，并對分離出來的污泥進(jìn)行填埋處理。同時對廢水中bod5和codcr含量進(jìn)行必要的處理。,化學(xué)法制漿廢液是制漿蒸煮過程中產(chǎn)生的超高濃度廢液，包括堿法制漿的黑液和酸法制漿的紅液。我國目前大部分造紙廠采用堿法制漿，所排放的黑液是制漿過程中污染物濃度最高、色度最深的廢水，呈棕黑色。它幾乎集中了制漿造紙過程90的污染物，其中含有大量木質(zhì)素和半纖維素等降解產(chǎn)物、色素、戊糖類、殘堿及其他溶出物。每生產(chǎn)1噸紙漿約排黑液10m3（10be），其特征是ph為1113，bod5為3450042500mg/l，codcr為106000157000mgl，ss為2350027800mg/l。,亞硫酸鹽法制漿主要指酸性亞硫酸鹽法和亞硫酸氫鹽法，所用鹽基為鈣或鎂，廢液呈褐紅色，故又稱紅液。它也集中了制漿造紙過程90%的污染物，其中含有大量木素磺酸鹽、半纖維素降解產(chǎn)物、色素、戊糖類及其他溶出物。每生產(chǎn)1噸紙漿約排紅液10m3（10be），其特征是ph在5以下，bod5為170345kg / t漿，codcr為11061555kgt漿。,亞銨法制漿廢液呈紅褐色，雜質(zhì)約占15，其中鈣、鎂鹽及殘留的亞硫酸鹽約占20，木素磺酸鹽、糖類及其他少量的醇、酮等有機(jī)物約占80。 化學(xué)法制漿廢液一般采取堿回收或綜合利用的方法處理，否則直接排放將對接受水系產(chǎn)生巨大的污染。,高得率制漿廢水主要來自木片洗滌、化學(xué)預(yù)處理殘液及漿料的洗滌、篩選等工藝工程。廢水中的污染物質(zhì)，主要是生產(chǎn)過程中溶出的有機(jī)化合物和流失的細(xì)小纖維。溶解的有機(jī)化合物含量，取決于制漿方法和原料種類。一般來說，化學(xué)機(jī)械法制漿過程的廢液排放量約為2030m3/ t漿，bod5和codcr分別為4090kg/ t漿和65210kg/ t漿，并且含有大量的懸浮物和較深的色度。bod5和codcr的主要成分是木素降解產(chǎn)物、多糖類和有機(jī)酸類等，其中木素降解產(chǎn)物占30%40%，多糖類占l0%15%，有機(jī)酸類占35%40%。顯然，如果不加以處理就直接排放，必然會對水體造成嚴(yán)重的污染。,廢紙再生過程所產(chǎn)生的廢水主要來自廢紙的碎解、疏解，廢紙漿的洗滌、篩選、凈化，廢紙的脫墨、漂白以及抄紙過程。來自廢紙制漿車間的廢水，其中的固體懸浮物（ss）是由纖維、細(xì)小纖維、粉狀纖維，礦物填料，油墨微粒，膠體狀的有機(jī)物或無機(jī)物組成的混合物。,廢水中的有機(jī)物組分也隨著廢紙的種類而變化，其主要成分是碳水化合物，它們或者是來自纖維素或半纖維素的降解，或者是來自淀粉，主要構(gòu)成廢水的bod5。另外還含有木素的衍生物，不僅會造成廢水的codcr ，而且會加深廢水的色度。其它還有一些有機(jī)物組分包括蛋白質(zhì)、粘合劑、涂布膠粘劑、食物殘渣等。它們也會產(chǎn)生bod5、codcr或色度。,多段逆流洗漿的工藝流程，如果管理狀況良好，用水系統(tǒng)是封閉操作的，基本上不排放廢水。但是，在工廠實(shí)際操作中，由于工藝管線長，漿泵和黑液貯槽多，容易發(fā)生跑冒滴漏的現(xiàn)象。另外，正常檢修時的停機(jī)開機(jī)清洗也需要用水，這是洗漿廢水的主要來源。,不管是化學(xué)法、機(jī)械法，還是化學(xué)機(jī)械法，所得粗漿中都會含有生片、木節(jié)、纖維束及非纖維素細(xì)胞，甚至還有砂粒、金屬屑等，因此都要進(jìn)行篩選和凈化。這一工藝環(huán)節(jié)需要大量的水，而且篩選后還要濃縮排水，它們是篩選廢水的主要來源。 篩選后濃縮排水及尾漿凈化排水，一般稱為“中段廢水”。,漂白廢水的基本特性：,（1）色度 在針葉木硫酸鹽漿和闊葉木硫酸鹽漿傳統(tǒng)漂白廢水中，氯化與堿處理段廢水色度含量占漂白廢水總顏色的90%以上，僅僅堿處理段廢水就占漂白廢水總顏色的70%80%。廢水色度隨著氯化段二氧化氯取代率的增加而降低。氧氣預(yù)漂白降低漂白廢水的顏色達(dá)63%80%，而在ecf漂白工藝中，若第一段用臭氧取代二氧化氯，則可以顯著降低漂白廢水的顏色。,（2）化學(xué)耗氧量（cod） 紙漿漂白廢水中的cod值取決于未漂漿的卡伯值。采用二氧化氯漂白時，其漂白廢水的cod負(fù)荷隨二氧化氯取代率的增加而降低，當(dāng)二氧化氯完全代替元素氯漂白時，廢水cod負(fù)荷可降低20%25%。采用氧脫木素同樣可降低漂白廢水的cod負(fù)荷，一般可降低40%50%，tcf紙漿漂白廢水中cod負(fù)荷在3050kg / t漿。,（3）生化耗氧量（bod） 由于在漂白過程中，漿中殘余木素及殘余黑液中的成分溶出，使漂白廢水的bod與未漂漿的卡伯值和洗滌程度密切相關(guān)。在漂白工藝前采用氧氣脫木素預(yù)處理，可降低bod到70 %。在tcf漂白工藝中，每噸紙漿所排放的bod負(fù)荷為1239kg / t漿。,（4）可吸附有機(jī)鹵化物（aox） 紙漿中的木質(zhì)素是紙漿漂白廠廢水中aox的來源。采用預(yù)漂工藝，例如延時脫木素制漿新技術(shù)和氧脫木素預(yù)處理技術(shù)，可大大降低待漂漿的卡伯值，從而降低漂白廢水的aox。 典型漂白廢水的aox負(fù)荷為3.76.8kg/t漿；而ecf漂白的aox負(fù)荷僅為0.91.7kg/t漿。在傳統(tǒng)漂白工藝和采用氧脫木素的漂白工藝中，漂白廢水a(chǎn)ox負(fù)荷與氯化段二氧化氯取代率的增加呈線性下降關(guān)系。當(dāng)用二氧化氯完全代替元素氯時，廢水中aox的發(fā)生量很小。aox的形成是復(fù)雜的，取決于漂白工藝中漂白劑的種類、有效氯在各漂白段的分配情況、氯的加入形式等。減小有效氯用量及采取分步加入的漂白工藝可降低漂白廢水中aox的負(fù)荷。tcf漂白廢水中基本上檢測不到aox的存在。,（5）ph 傳統(tǒng)漂白氯化段廢水的ph值很低，呈很強(qiáng)的酸性；而堿處理段的廢水的ph值很高，呈很強(qiáng)的堿性。,降低漂白車間廢液的污染負(fù)荷,降低漂白車間廢液的污染負(fù)荷可以通過以下途徑：采用強(qiáng)化脫除木素的制漿工藝，達(dá)到深度脫除木素的目的，以降低漂白處理的化學(xué)藥品消耗；采用氧堿漂白工藝，廢液可以和蒸煮工段廢液一起送堿回收車間處理；采用漿料逆流洗滌工藝，減少廢液總體積和增加固形物濃度；漂白工藝采用二氧化氯取代氯，減少廢液中aox的含量；后續(xù)漂白工段采用氧、過氧化氫、臭氧等處理工藝，進(jìn)一步降低廢液的污染負(fù)荷。,化學(xué)制漿過程中，蒸煮鍋小放氣和蒸煮結(jié)束時放鍋排出的蒸汽，經(jīng)直接接觸冷凝器或表面冷凝器冷卻產(chǎn)生的冷凝水，是污冷凝水的來源之一。堿法蒸煮過程中產(chǎn)生的污冷凝水，主要含有萜烯化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等污染物；硫酸鹽法制漿過程中，還有硫化氫及有機(jī)硫化物。制漿原料是針葉木時，冷凝液表面還會漂有一層松節(jié)油。,黑液與紅液在綜合利用或送堿回收爐燃燒前，都要通過多效蒸發(fā)器濃縮，蒸發(fā)濃縮過程中產(chǎn)生的污冷凝水是漿廠污冷凝水的另一來源。 帶有甲醇、硫化物，有時還會有少量黑液。堿法制漿產(chǎn)生的污冷凝水，經(jīng)過汽提法處理之后，方能回用或者排放。,在亞硫酸鹽法漿廠中，紅液蒸發(fā)污冷凝水是重要污染源，具有很高的污染負(fù)荷，可以達(dá)到30kgbod5/ t漿以上。其中主要成分是乙酸，其次是甲醇及糠醛?？梢酝ㄟ^中和的方法，在蒸發(fā)前的稀紅液中加入與蒸煮相同鹽基的堿性化學(xué)藥品，降低冷凝水中的乙酸含量。也可以將冷凝水用于可溶性鹽基的制酸工段。采用汽提處理污冷凝液的方法，可以使得甲醇和糠醛揮發(fā)除去，但是不能除去乙酸。綜合利用也是亞硫酸鹽法制漿廢液的重要處理途徑。,造紙車間排出的廢水習(xí)慣上稱之為造紙白水。造紙白水的成主要分以固體懸浮物為主，包括纖維、填料、涂料等，還有添加的施膠劑、增強(qiáng)劑、防腐劑等。其中添加的防腐劑（如醋酸苯汞等）具有一定的毒性。,制漿廢液的資源化利用,1 概述,在化學(xué)法制漿過程中，原料中50%以上的物質(zhì)經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后溶入到蒸煮廢液中，是化學(xué)法制漿廢水的主要污染源。在蒸煮廢液中有機(jī)物約占70%，無機(jī)物占30%多 制漿廢液的資源化綜合利用技術(shù)是指利用物理方法、化學(xué)方法或物理、化學(xué)、生物相結(jié)合的方法，將廢液中的木素、低聚糖與單糖、揮發(fā)性有機(jī)物等有機(jī)物分離并加以綜合利用的工藝。資源化綜合利用制漿廢液，不僅有效的治理了制漿廢水的污染；而且對天然資源實(shí)現(xiàn)了梯級利用。,1.1工業(yè)木素的分離與提純,從堿法制漿黑液中分離木素的方法，概括起來主要有三種： 降低黑液的ph值，使堿木素沉淀出來； 在黑液中加入電解質(zhì)，破壞木素的膠體性質(zhì)，使其沉淀； 采用超濾法分離。,（1）酸沉淀法 由于堿木素不溶于水和酸，在黑液中通入co2（煙道氣）、so2或直接加入無機(jī)酸降低ph值，堿木素便會沉淀出來。酸沉淀法的主要缺點(diǎn)是分離木素的純度低，廢酸易造成二次污染，對于草漿黑液沉淀木素的顆粒細(xì)小，加上硅膠體的干擾，木素的洗滌、過濾和分離都較困難。,（2）電解質(zhì)沉淀法 采用fecl3、alcl3、a12(so4)3等作絮凝劑或利用粉煤灰、鋁礦及其他原料、輔料與無機(jī)酸混合加熱精制而得絮凝劑，雖然也可以沉淀分離麥草黑液中的堿木素，但化學(xué)絮凝沉淀與酸沉淀過程不同，木素沉淀率較低，沉淀木素的純度也較低（小于38），且木素沉淀疏松，分離操作困難。,（3）超濾法 超濾的基本原理是，由于分離膜對溶劑或溶質(zhì)的透過表現(xiàn)出一定的選擇性，在壓力差的作用下，溶劑、無機(jī)鹽和低分子有機(jī)物有選擇性地通過分離膜，從而實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮或不同溶質(zhì)的分離。超濾分離過程無相變化，因而能量消耗少；將黑液固含量由8.5%提高到23.0%，其能耗僅為四效蒸發(fā)濃縮的30%；超濾處理運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。超濾分離提純的木素的純度高，表面活性和分子量均得到較大的提高。廢液經(jīng)超濾處理后，污染負(fù)荷大幅度下降，色度、bod、cod可減少70%80%，還可除去大部分sio2。但超濾處理存在水通量小，截留率低和處理量不大等問題。,1.2 工業(yè)木素的特性與分類,木素是苯基丙烷單元以碳碳健和醚鍵連接的高度取代的復(fù)雜的天然高分子聚合物。制漿過程中產(chǎn)生的工業(yè)木素，其特性取決于纖維原料、制漿方法、工藝條件以及木素的分離提取方式。評價工業(yè)木素的指標(biāo)主要有純度、溶解性、分子量分布情況、熱塑性和活性基團(tuán)含量（化學(xué)反應(yīng)活性）等。工業(yè)木素按照來源可分為四類：,水解木素 來源于天然植物酸水解的殘渣；水解木素的溶解性和反應(yīng)活性很低，大部分已發(fā)生縮合，其用途也受到限制，主要用作填料和燃料。全世界每年約有150萬噸水解木素產(chǎn)生，主要分布在俄羅斯聯(lián)邦等地。,堿木素 來自硫酸鹽法、燒堿法、燒堿aq法等制漿過程；堿木素可溶于堿性介質(zhì)，含硫量較低，不超過1.5%。堿木素的反應(yīng)性較好，全世界每年約產(chǎn)生4500萬噸堿木素，絕大多數(shù)在堿回收中被燃燒，僅有約10萬噸堿木素用作各種化工原料。,木質(zhì)素磺酸鹽 主要來自傳統(tǒng)的亞硫酸鹽法制漿和其他改性的亞硫酸鹽制漿過程，其硫含量高達(dá)10%左右，有很好的水溶性和廣泛的應(yīng)用途徑，每年全世界約有500萬噸。,來源于其他新制漿工藝的木素 如溶劑法制漿、乙酸溶劑木素（來源于乙酸蒸煮）、蒸汽爆破木素等，純度高，反應(yīng)活性好，但產(chǎn)量不多。,上述不同種類的工業(yè)木素，雖然品種很多，但具有許多共性：都具有甲氧基、酚羥基、烷羥基、羧基等官能團(tuán)，可利用這些活性基團(tuán)進(jìn)行化學(xué)改性；工業(yè)木素具有很好的吸附性、粘結(jié)性、流變性和膠體性等物理特性。但作為化工原料，工業(yè)木素還具有許多不利因素：如分子量分布的均一性很差、功能基分布差異很大、碳碳鍵聯(lián)結(jié)較難打開等。尤其是草類原料的堿木素平均分子量較低，甲氧基含量高，反應(yīng)活性也相對較低。從制漿黑液中提取的堿木素理化性能差異較大，產(chǎn)品穩(wěn)定性差，純度也不夠理想，應(yīng)用途徑受到限制。,1.3 工業(yè)堿木素的改性,（1）羥甲基化和磺化 工業(yè)堿木素可溶于堿性介質(zhì)，在ph9時，苯環(huán)上的游離酚羥基可發(fā)生離子化。同時，酚羥基的鄰、對位兩個反應(yīng)點(diǎn)活化，可與甲醛反應(yīng)引入羥甲基。經(jīng)羥甲基化后的堿木素，可作粘合劑或酚醛塑料。 羥甲基化的堿木素還可以進(jìn)一步與na2so3、nahso3或so2發(fā)生磺化反應(yīng)，堿木素的磺化包括側(cè)鏈的磺化和苯環(huán)的磺甲基化?；腔竽舅赜泻芎糜H水性、分散性和低的表面活性，可用作染料分散劑、石油鉆井泥漿稀釋劑、水泥減水增強(qiáng)劑等。,（2）烷基化接枝改性 堿木素的酚羥基在堿性條件下，可與環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、鹵代烷烴（如溴代十二烷）及工業(yè)rx試劑等發(fā)生醚化反應(yīng)。側(cè)鏈的羥基也會發(fā)生醚化接枝反應(yīng)。堿木素經(jīng)環(huán)氧化物醚化改性后可形成線性柔性鏈，再用異氰酸酯交聯(lián)，可制備粘合劑或硬泡沫塑料等。木素烷基化改性的另一個意義是在木素酚羥基上引入不同鏈長的烷烴，使改性產(chǎn)品具有良好的親水、親油性，合成木素基表面活性劑。,（3）脫甲基化 工業(yè)木素在高溫（180300）下，和na2s或單質(zhì)硫在堿性介質(zhì)中反應(yīng)，可使木素苯環(huán)上甲氧基發(fā)生脫甲基反應(yīng)，生成二甲硫醚副產(chǎn)物，在原甲氧基（och3）的位置上形成具有較高反應(yīng)活性的酚羥基。同時木素發(fā)生降解反應(yīng)，平均分子量降低。反應(yīng)溫度愈高，時間愈長，脫甲基越完全，但同時也會加劇產(chǎn)物的交聯(lián)化反應(yīng)?？刂七m當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度、時間和甲基脫除率，形成的脫甲基木素含較多的愈瘡木酚和兒茶酚，其反應(yīng)活性接近間苯二酚，高于苯酚，可完全代替苯酚生產(chǎn)木材粘合劑。,（4）溫和氧化降解 控制一定的反應(yīng)條件，工業(yè)堿木素在kmno4、naio4、mno2、o2等氧化劑作用下，可發(fā)生溫和氧化降解反應(yīng)。堿木素大分子被部分降解，改善了堿木素分子量的均一性，可賦予其較強(qiáng)的反應(yīng)活性。溫和降解后的堿木素，再經(jīng)烷基化等化學(xué)改性后，表現(xiàn)出更為理想的物理化學(xué)性能。,2 制漿廢液在農(nóng)業(yè)上的利用,木素是自然界中能從再生資源獲得的高聚合度的芳香有機(jī)原料，具有無毒、價廉、能被微生物降解的特性。木素是一種含有許多負(fù)電基團(tuán)的多環(huán)高分子有機(jī)物，對土壤中的高價金屬離子有較強(qiáng)的親和力。木素的反應(yīng)活性強(qiáng)，還具有螯合性和膠體性質(zhì)。它是土壤腐殖質(zhì)的前體物質(zhì)，在土壤中降解過程非常緩慢。正是木素這些特性，使其在農(nóng)業(yè)有著廣泛的用途。,2.1 木素長效緩釋控釋氮肥,經(jīng)過特定化學(xué)反應(yīng)和物理吸附工藝，在木素上接上植物生長所需要的營養(yǎng)元素（如n、p、k和微量元素等）時，由于植物只能吸收游離態(tài)的營養(yǎng)成分，且由于木素是一種遲效成分，需要經(jīng)過微生物降解，隨著木素本身的降解而使得其上營養(yǎng)元素得以釋放，從而為作物吸收利用。正是這種緩慢釋放的特性使得木素可以成為一種含有多種營養(yǎng)元素，并且能較好地控制淋失的完全肥料。肥料釋放平緩，肥效穩(wěn)長，其養(yǎng)分利用率可達(dá)80%以上，肥效可以持續(xù)20周之久。木素緩釋肥料是一種無污染、無害化、適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求的生態(tài)型新肥料。,2.2 木素緩釋放微量元素螯合肥料,木素的分子中存在1/3的游離酚羥基和鄰苯二酚基，因此具有螯合能力，能與鹽類和金屬離子（fe3+，zn2+，cu2+，mn2+，co2+，mg2+，mo2+等）作用，生成多種螯合物和絡(luò)合物。在硫酸鹽法蒸煮中，木素發(fā)生堿性降解和硫化反應(yīng)，還發(fā)生一定程度的縮合反應(yīng)，反應(yīng)中生成的酚羥基和羧基有一定的螯合能力。先把硫酸鹽漿廢液的堿木素磺化，制得水溶性的木素磺酸鹽的陽離子交換劑，然后與金屬無機(jī)鹽在特定條件下發(fā)生螯合作用制得螯合肥料。,2.3 木素作為緩釋農(nóng)藥的載體,木素比表面積大、質(zhì)輕，能與農(nóng)藥充分混合，尤其是木素分子結(jié)構(gòu)中有眾多的活性基團(tuán)，能通過簡單的化學(xué)反應(yīng)與農(nóng)藥分子產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合，即使不進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，兩者之間也會產(chǎn)生各種各樣的次級鍵結(jié)合，使農(nóng)藥從木素的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中緩慢釋放出來。堿木素能吸收紫外線，對光敏及氧敏農(nóng)藥有穩(wěn)定作用，且具有無毒、能夠生化降解、不殘留污染物等優(yōu)點(diǎn)，可用作農(nóng)藥緩釋劑。,2.4 木素的成膜性,木素是一種可溶于堿的天然高分子化合物，有一定的成膜性，也有一定的強(qiáng)度，且此堿性地膜對于土壤和農(nóng)作物無害。如果再添加少量甲醛和少量短纖維以增強(qiáng)其強(qiáng)度和成膜性，再添加一些表面活性劑和起泡劑，通過噴霧器噴到土壤表面，即可成為液體地膜。這種液體地膜在降解前，覆蓋土壤表面，具有保墑、防止水分蒸發(fā)和雜草生長的作用；被微生物降解變成腐殖酸，可以改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤通透性，防止板結(jié)。,3 制漿廢液在建筑業(yè)上的利用,制漿廢液中的木素及其聚糖，由于具有粘結(jié)性和分散性，所以在建筑業(yè)有著廣泛的用途?？勺鳛橹谱髂突鸫u的粘結(jié)劑，碎石路的粘結(jié)劑，陶瓷坯的粘結(jié)劑；并可作為水泥減水劑，瀝青鋪路時的乳化劑。,4 制漿廢液在石油工業(yè)上的利用,制漿廢液在石油工業(yè)上有著廣泛的運(yùn)用，其中有一大部分集中在木素油田化學(xué)品上，通過木素的改性制成一系列的木素磺酸鹽石油開采助劑：泥漿稀釋劑、堵水劑等，改性木素磺酸鹽還用在稀表面活性劑驅(qū)油體系中，可減少石油磺酸鹽的吸附損失。,5 制漿廢液在高分子材料領(lǐng)域的利用,（1）粘合劑 （2）塑料與橡膠的填充劑,6 制漿廢液在其他行業(yè)上的利用,（1）生產(chǎn)低分子化學(xué)試劑 （2）堿木素絮凝劑 （3）高分子表面活性劑 （4）生產(chǎn)酵母 （5）生產(chǎn)酒精,第四節(jié) 物理法處理廢水,物理處理方法主要用于廠內(nèi)治理、廠外治理的一級處理，或作為二級和三級處理的預(yù)處理。它的設(shè)備簡單、操作方便、處理成本低。并可減輕二級或三級處理的負(fù)荷。其處理對象是廢水中的固體懸浮物和油脂，如制漿造紙廠廢水中的木節(jié)、樹皮、漿渣、砂礫以及纖維、填料、涂料和膠料等。它利用懸浮物顆粒的大小、形狀、比重不同，借助物理作用將其分離或回收。,1 均和調(diào)節(jié),不論何種廢水，在送入主體處理構(gòu)筑物之前，通常需要先進(jìn)行水質(zhì)水量的均和調(diào)節(jié)，為后續(xù)主體處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行創(chuàng)造必要的條件。一般把均和調(diào)節(jié)操作作為預(yù)處理操作。,1.1.均和調(diào)節(jié)的作用,工業(yè)企業(yè)由于生產(chǎn)工藝與所用原料的不同，使其排出的廢水水質(zhì)和水量在24小時內(nèi)是不均衡的。不同生產(chǎn)工序排放的廢水不僅數(shù)量不同，其中的污染物的性質(zhì)、濃度、ph值及水溫等也都有很大的差別。會造成排水水質(zhì)和水量的劇烈變化。而水處理裝置，尤其是生物水處理裝置，需要廢水的水質(zhì)與水量是穩(wěn)定或基本穩(wěn)定的。,因此廢水處理廠內(nèi)要設(shè)置調(diào)節(jié)池。實(shí)際上調(diào)節(jié)池也是水的預(yù)處理設(shè)施，通過這一設(shè)施，酸、堿廢水可以中和，不同溫度的廢水可以溫度均一，不同濃度的廢水可以混合均勻，然后，根據(jù)水質(zhì)情況或進(jìn)一步處理或直接排放。,調(diào)節(jié)池具有下列作用：減少或防止沖擊負(fù)荷對處理設(shè)備的不利影響；使酸性廢水和堿性廢水得到中和，使處理過程中的ph值保持穩(wěn)定；調(diào)節(jié)水溫；當(dāng)處理設(shè)備發(fā)生故障時，可起到臨時的事故貯水池的作用。當(dāng)前我國一些工廠所設(shè)置的廢水處理廠，因未設(shè)調(diào)節(jié)池或其容積偏小，已從實(shí)踐中認(rèn)識到設(shè)置必要容積的調(diào)節(jié)池是保證后續(xù)處理構(gòu)筑凈化效果穩(wěn)定的一個重要因素。,1.2調(diào)節(jié)池的形式,（1） 對角線式調(diào)節(jié)池,（2）折流式調(diào)節(jié)池,2 過濾法,過濾法是分離廢水中懸浮物的方法之一，當(dāng)廢水通過一層有孔眼的過濾介質(zhì)或裝置時，尺寸大于孔眼的懸浮物顆粒則被截留。當(dāng)使用一段時間濾水阻力增大時，需用反沖洗或機(jī)械方法將截留物從過濾介質(zhì)中除去。過濾裝置或介質(zhì)有：格柵、篩網(wǎng)、石英砂、尼龍布、微孔管等，應(yīng)按廢水中懸浮物的性質(zhì)來選擇，才能收到良好的效果。,2.1 格柵 由鋼制柵條組成。用來截留廢水中粗大的懸浮物和漂浮物，以免堵塞水泵、管道、閘門等。一般傾斜地放置在排水溝內(nèi)。設(shè)在水泵前時用粗格柵，柵條的間距為4090mm。設(shè)在廢水處理構(gòu)筑物（調(diào)節(jié)池、沉淀池等）前時則用細(xì)格柵，柵條間的距離為1625mm，格柵放置的傾角一般采用60，可用人工或機(jī)械清渣。廢水穿過格柵的流速一般為0.81.0m/s。為防止格柵前壅水，柵后渠底比柵前渠底低1015cm。,2.2 過濾機(jī) 過濾機(jī)是一種篩網(wǎng)過濾裝置。它的種類很多，有轉(zhuǎn)鼓式、圓盤式、履帶式等。按操作壓力不同，又有真空式和壓榨式等。,過濾機(jī)廣泛用于去除廢水中懸浮物和漂浮物。如用于白水處理的雙鼓（履帶式）過濾機(jī)、盤式過濾機(jī)，污泥脫水用的真空過濾機(jī)和壓榨過濾機(jī)等。 在較小的工廠中應(yīng)用的帶式過濾機(jī)較為普遍，其最高流量約為5000l/min。而流量大者中最常使用的過濾機(jī)是圓盤過濾機(jī)，它的特點(diǎn)是：單位過濾能力高；回收物中干固物含量高；易于操作和管理；操作費(fèi)用低。 多圓盤過濾機(jī)的過濾介質(zhì)為塑料網(wǎng)加濾層漿，濾層漿加于進(jìn)料箱前的白水中，一般使用未經(jīng)打漿的長纖維漿作濾層漿。進(jìn)入過濾機(jī)前廢水的濃度在35g/l之間，若廢水中細(xì)小纖維和填料含量高時會影響過濾機(jī)能力。,3 重力沉降法,密度比廢水大的懸浮物質(zhì)，借助重力作用，從廢水中沉降下來，使其與水分離，這一過程稱為重力沉降法。所用設(shè)備一般稱為沉淀池。,3.1沉降類型 按照水中懸浮顆粒的濃度、性質(zhì)及其絮凝性能的不同，在沉淀池中的沉降有4種可能的類型，即離散粒子沉降、絮凝粒子沉降、區(qū)域沉降和壓縮沉降。,（1）離散顆粒沉降 離散顆粒沉降也稱自由沉降。在離散顆粒沉降中，沉降顆粒之間沒有相互作用。在沉降過程中，沉降顆粒的形狀、粒徑及密度均不變；一個顆粒在下沉運(yùn)動過程中不受器壁及其它顆粒的影響；顆粒在運(yùn)動開始后，瞬間就達(dá)到等速運(yùn)動的狀態(tài)。 在離散顆粒沉降中，有決定性影響的參數(shù)是微粒直徑，其次是水的密度和粘度，提高廢水的溫度將降低水的密度和粘度，從而會提高沉降速度。,（2）絮凝顆粒沉降 在絮凝顆粒沉降中，絮凝物之間存在有限的相互作用，絮凝顆粒之間互相碰撞、聚集；因?yàn)檩^高密度和較大直徑的絮凝物沉降較快，在其沉降過程中，可能與較緩慢沉降的絮凝物作用，改變了顆粒原來的大小、形狀及密度，顆粒沉降速度也隨之改變。,（3）區(qū)域沉降 二沉池污泥、混合污泥及高濁度水在沉降柱中濃縮、澄清時，往往會出現(xiàn)區(qū)域沉降的特性。所謂區(qū)域沉降，就是絮凝物形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在沉降開始后，立即出現(xiàn)清水層，它與下面的懸浮層之間有一個明顯的界面，稱為渾液面，渾液面勻速下沉。懸浮層稱為受阻沉降層，該層內(nèi)濃度是均勻的；同時，在沉降柱底部出現(xiàn)密實(shí)層，其中懸浮物濃度也是均勻的；懸浮層與密實(shí)層之間是過渡層，過渡層的懸浮物濃度由上向下逐漸增加。,（4）壓縮沉淀 一般發(fā)生在高濃度的懸浮顆粒的沉降過程中，顆粒相互接觸并部分地受到壓縮物支撐，下層顆粒間隙中的液體被擠出界面，固體顆粒群被濃縮。濃縮池中污泥的濃縮過程屬此類型。,在常規(guī)的沉淀池中，一般來說，在上部發(fā)生離散粒子沉降和絮凝粒子沉降，在下部發(fā)生區(qū)域沉降和壓縮沉淀。,3.4 沉淀池類型與特征,（1）平流式沉淀池 1-進(jìn)水槽；2-檔板；3-浮渣槽；4-出水槽；5-污泥斗,平流式沉淀池的主要優(yōu)點(diǎn)是：有效沉淀區(qū)大，沉淀效果好，造價較低，對廢水流量的適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)是占地面積大，排泥較困難。,1-浮渣坑 2-浮渣管 3-浮渣槽 4-過橋 5-欄桿 6-支架 7-傳動裝置 8-轉(zhuǎn)盤 9-帶出水孔的支架頂蓋 10-中心支架和進(jìn)水上升管 11-傳動器罩 12-進(jìn)水擋板 13-表面撇渣板 14-池頂 15-撇渣器支架 16-桁架式耙架 17-出水流槽 18-旋轉(zhuǎn)式撇渣板 19-浮渣擋板 20-出水堰 21-排泥管 22-進(jìn)水管 23-刮泥板 24-可調(diào)節(jié)橡皮刮板,（3）豎流式沉淀池 1-進(jìn)水槽； 2-中心管； 3-反射板； 4-出水槽； 5-污泥斗,（4）斜板（斜管）式沉淀池,從理想沉淀池u0q/a可知，如果廢水量q不變，增大沉淀面積a，u0即減小，就有更多的懸浮物沉淀下來，而提高沉淀效率；u0h/t，如保持u0不變，隨著沉淀有效水深h的減小，沉淀時間t則按比例縮短。因此斜板（斜管）沉淀池與一般沉淀池相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：利用了層流原理，水流在板間或管內(nèi)流動，具有較大濕周，較小的水力半徑，所以雷諾數(shù)小，對沉淀很有利；極大地增加了沉淀池的沉淀面積，因此，沉淀效率高；縮短了顆粒沉降距離，使沉淀時間大為縮短。據(jù)國內(nèi)某些資料指出，斜板沉淀池能使處理能力提37倍。斜管沉淀池的處理能力可提高10倍以上，因此，這是一種投資省、效果好、占地面積小的高效能沉淀設(shè)備。,3.4 沉淀池池型的選擇,在選擇沉淀池的池型時，應(yīng)考慮以下主要因素： 廢水量大小 如處理水量大，可考慮采用平流式、輻流式沉淀池；廢水量小，可用豎流式、斜流式沉淀池。 懸浮物質(zhì)的沉降性能與泥渣性能 流動性差、比重大的污泥，不能用水靜壓力排泥，需用機(jī)械排泥，則不宜采用豎流式沉淀池子，而可考慮用平流式、輻流式沉淀池。對于粘性大的污泥，不宜用斜板（管）沉淀池，以免堵塞斜板。,總體布置與地質(zhì)條件 用地緊張的地區(qū)，宜用豎流式、斜板式沉淀池。地下水位高、施工困難地區(qū)，不宜用豎流式沉淀池，宜用平流式沉淀池。 造價高低與運(yùn)行管理水平 平流式沉淀池的造價低，而斜板式、豎流式沉淀池造價較高。從運(yùn)行管理方面考慮，豎流式沉淀池的排泥較方便，管理較簡單；而輻流式沉淀池，因排泥設(shè)備復(fù)雜，要求具有較高的運(yùn)行管理水平,一級沉淀池后的廢水往往還要進(jìn)行二級生物處理。如果從工廠排出廢水的水量或水質(zhì)波動很大，則應(yīng)在一級沉淀池和生物處理系統(tǒng)之間增置一個調(diào)節(jié)池，可有效地解決這一問題，如果二級處理系統(tǒng)是高效生物處理系統(tǒng)，這樣做尤其必要。根據(jù)出現(xiàn)濃度波動的頻率，盡可能使廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)的停留時間長些。,4 氣浮法,4.1 氣浮的基本原理 廢水中比重大于1的懸浮物在重力作用下，能自然沉降而被分離。而比重接近于1，難于沉降或上浮的懸浮物顆粒，可以被廢水中無數(shù)分散的微小氣泡附著，隨同氣泡一起上浮至水面而被分離。但這僅對疏水性的懸浮顆粒有效，因?yàn)楣腆w的疏水性越大，則越易被空氣所潤濕，就越易附著于氣泡上。,可是有些比重較小的懸浮物，如直徑小于0.51.0mm的紙漿、纖維、煤粉等，親水性很強(qiáng)，整個表面能被水潤濕，在水中不易粘附到氣泡上。要使這些粒子附著在氣泡上，必須改變它們的親水傾向，即進(jìn)行疏水化處理，其辦法之一是向廢水中加入一種稱為浮選劑的表面活性物質(zhì)。這種物質(zhì)大多數(shù)是極性分子化合物，溶于水后，其極性基團(tuán)選擇性地被親水性粒子吸附，非極性基團(tuán)則向著水，這樣親水性粒子的表面轉(zhuǎn)化成疏水性表面就能附著于氣泡上，同時浮選劑還有促進(jìn)起泡的作用，可使廢水中的空氣形成穩(wěn)定的小氣泡，更有利于氣浮。,常用的浮選劑有：松香油及石油產(chǎn)品；長鏈脂肪酸及其鹽類，如硬脂酸、環(huán)烷酸、油酸鈉等；極性基團(tuán)上含兩價硫的化合物，如硫醇、二硫代碳酸鹽、三硫代碳酸鹽等；烷基硫酸鹽類；脂肪胺酸、吡啶等。紙漿可采用動物膠、松香等浮選劑。,日常生活中，有時可以觀察到比水輕的油脂，并不都浮到水面上，而是以細(xì)小的油粒分散在水中，呈乳化狀態(tài)，即乳化油。因此，要使油水分離，必須破壞乳化，一是向廢水中投加石灰，使親水性的鈉皂轉(zhuǎn)化成疏水性的鈣皂，以促使油?；ハ嗾尘?。二是向廢水投加電解質(zhì)，以壓縮油粒的雙電層，使其達(dá)到電中性，而使油粒互相粘聚。,氣浮時單位體積的廢水中氣泡的比表面積越大，則氣浮效率越高。即要求氣泡的分散度越大越好。一般認(rèn)為直徑為50m左右的氣泡最好，它輕、細(xì)、濃，穩(wěn)定性好。在一定條件下，氣泡在廢水中的分散程度是影響氣浮效率的直接因素。,4.2 氣浮分類,根據(jù)產(chǎn)生氣泡的方法可分為：加壓氣浮、射流氣浮、葉輪氣浮、曝氣氣浮等。常用的是加壓氣浮和射流氣浮。 (1)加壓氣浮 加壓氣浮是用水泵將廢水加壓到3、4個大氣壓，同時注入空氣在溶氣罐中，使空氣溶解于廢水中。廢水經(jīng)減壓閥進(jìn)入氣浮他，由于突然減壓，溶解于廢水中的空氣便形成許多細(xì)小的氣泡逸出，而進(jìn)行氣浮。,氣浮系統(tǒng)有非循環(huán)式（圖210）和循環(huán)式（圖211)兩種形式。 非循環(huán)式加壓氣浮流程 1-集水池 2-水泵 3-溶氣罐 4-氣浮池(浮選池) 5-水射器 6-流量計 7-減壓閥 8-收集槽 9-放氣管 10-刮沫,循環(huán)式加壓氣浮流程,造紙工業(yè)廢水處理廣泛采用循環(huán)式氣浮系統(tǒng)，循環(huán)式氣浮池處理的水質(zhì)好，所耗動力費(fèi)用少，處理凝聚性懸浮固形物或投加混凝劑時，絮凝體不會被破壞。采用循環(huán)式氣浮池濃縮膨脹的污泥或沉降性差的污泥，可使污泥濃度由0.5%提高到4%左右，污泥體積減小到原體積的1/81/l0。尤其是當(dāng)投加了凝聚劑時，其脫水時間短、效率高、設(shè)施小和處理的水質(zhì)好。,(2) 射流氣浮 射流器（空氣注射器）是應(yīng)用較多的一種進(jìn)氣方法，其特點(diǎn)是設(shè)計制造簡單，沒有空壓機(jī)的噪聲，它由噴嘴、氣室、混合管等部分組成。,(3)超效淺層氣浮 超效淺層氣浮池是目前在國內(nèi)用來處理造紙白水，使用比較廣泛而且效果較好的一種氣浮設(shè)備。這種設(shè)備是美國krofta公司70年代發(fā)明的技術(shù)，90年代進(jìn)入我國。,超效淺層氣浮池的工作原理,（1）進(jìn)水：原水及加壓水（絮凝劑）混合后，由池中心的旋轉(zhuǎn)進(jìn)水管進(jìn)入，通過旋轉(zhuǎn)布水管（徑向）沿氣浮池圓周布水。布水管移動速度和進(jìn)水速度相同，從而產(chǎn)生了零速度，即所謂“零速原理”。這樣布水不會對池水產(chǎn)生橫向擾動，使顆粒的懸浮和沉降在相對靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行。 （2）收漿：上浮至池面的浮渣，由螺旋浮渣戽斗收集，然后借助重力作用，排放至池中央進(jìn)水管外的靜止圈內(nèi)，由排渣口送入浮渣槽。螺旋戽斗是專利產(chǎn)品，在一根軸上裝1至3個戽斗，視處理量的大小而定。,（3）回收清水：集水管與隔離圈連接并與其一起旋轉(zhuǎn)。經(jīng)氣浮處理的清水經(jīng)由集水管進(jìn)入到隔離圈與靜止圈之間，一部分回送溶氣缶溶氣，大部分送清水池。集水管與布水管之間由旋轉(zhuǎn)布水機(jī)構(gòu)隔開。原水氣浮的時間，就是中央旋轉(zhuǎn)部分回轉(zhuǎn)周期。 （4）刮泥：進(jìn)水中密度大的沉淀，由安裝在移動的旋轉(zhuǎn)布水機(jī)構(gòu)上的刮泥板將池底和池壁上的沉泥刮集到泥斗中，間歇地從排空口排放。 （5）溶氣系統(tǒng)：溶氣管內(nèi)的特殊結(jié)構(gòu)微孔布?xì)獍逡彩莐rofta公司的專利產(chǎn)品，它把壓縮空氣切割成微細(xì)氣泡，然后在擾動非常劇烈的情況下與加壓水溶解、混合，氣泡直徑小至10m左右。,超效淺層氣浮池性能及特點(diǎn),超效淺層氣浮池是依據(jù)“淺池理論”及“零速理論”設(shè)計，強(qiáng)制布水，進(jìn)、出水都呈靜態(tài)，消除橫向干擾；廢水在池內(nèi)停留時間很短，僅35 min.(傳統(tǒng)氣浮池1 520 min)；表面負(fù)荷高812 m3/m2h (傳統(tǒng)氣浮池為25m3/m2h)；氣浮池池深不超過650mm（傳統(tǒng)氣浮池深2.02.5m）；ss去除率高達(dá)99%，出水ss30mg/l；,運(yùn)轉(zhuǎn)過程中自動清除池底和池壁的沉泥；浮渣瞬時清除，隔離排除，水體擾動小，浮渣濃度高（35%）；溶氣管設(shè)計獨(dú)特，體積小，停留時間短，溶氣效率高；設(shè)備輕巧，結(jié)構(gòu)合理，拆裝容易，便于運(yùn)輸安裝；而且可以多層重疊安裝（最多可重疊3層）從而節(jié)省了占地和投資；具多項調(diào)節(jié)功能，能隨水質(zhì)、水量變化而變化。,第五節(jié) 化學(xué)法處理廢水,化學(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)的作用來處理廢水中的溶解物質(zhì)，如中和法、化學(xué)沉淀法、鐵氧體法、氧化還原法。,1 中和法,(1)酸堿廢水互相中和 一般是酸性廢水和堿性廢水引入中和池進(jìn)行中和。因?yàn)樯a(chǎn)過程中排出的酸性或堿性廢水的水量和濃度變化幅度大，同時排出口的位置相距較遠(yuǎn)，管道連接不便等，此法用得較少。,(2) 投藥中和