第4章制漿造紙工業(yè)廢水處理

1、第4章制漿造紙工業(yè) 廢水處理制漿是指利用化學方法、機械方法或是化學與機 械結(jié)合的方法，使植物纖維原料離解變成本色紙 漿或漂白紙漿的生產(chǎn)過程。造紙是指將紙漿抄造成紙產(chǎn)品的過程。制漿造紙廢水因其排水量大、污染物濃度高而在 世界范圍內(nèi)受到廣泛關注。第一節(jié)制漿造紙廢水的來源與水量nr制漿造紙廢水主要來源于生產(chǎn)工藝中的備料、蒸煮、 冷凝、洗漿、漂白和抄造紙工序。備料過程中的廢水備料過程中產(chǎn)生的廢水主要包括洗滌水以及濕法剝 皮機排水，其中含有的主要污染物質(zhì)包括樹皮、泥 沙、木屑以及木材中的水溶性物質(zhì)，如果膠、多糖、膠質(zhì)及單寧等。二蒸煮廢液植物纖維原料經(jīng)過蒸煮以后，50%80%轉(zhuǎn)化為紙 漿，其余20%50%

2、的物質(zhì)則溶于蒸煮液中。制漿方法和所用原料不同，則蒸煮廢液的組分也存 在很大差異，其主要成分為木素、糖類及蒸煮所用的化學藥劑。堿法制漿產(chǎn)生的廢液呈黑色,稱為"黑液”酸法制漿產(chǎn)生的廢液呈紅色，稱為“紅液” O制漿造紙廢水的污染以黑液為主。1黑液 堿法制漿采用的蒸煮藥劑為NaOH或NaOH+ Na2S o 黑液中含有的污染物質(zhì)大致上可分為無機物和有機物兩大部分。有機物主要是堿、木素、半纖維素的降解產(chǎn)物。無機物主要是硫酸鈉、碳酸鈉、硅酸鈉，以及NaOH和NS等鈉鹽。對黑液堿進行回收利用是解決制漿廠廢水污染的重要nr途徑之一?；厥罩罂蓽p少紙漿廠的總排污負80%85%,并利用其中有機物燃燒產(chǎn)生

3、的熱能，回收其中所含的化學藥品。2紅液酸法制漿采用的化學藥劑是以鈣、鎂、鈉、鞍等為 鹽基的酸性亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽。紅液的化學成分復雜，其中的有機物主要是木素和 纖維素，還包含有糖類和制漿藥劑。nr亞硫酸鞍法以亞硫酸鞍為蒸煮藥劑，其中肥分（氮、 鉀、磷）很高，可將這部分廢水經(jīng)過一定預處理之 后用于農(nóng)業(yè)灌溉或制作肥料。回收其中的化學品及熱能，是解決紅液污染的基本 途徑。3污冷凝水蒸煮過程的冷凝水是污冷凝水的來源之一。主要含 有烯類化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等 污染物，還可能含有硫化氫、有機硫化物及油類物 質(zhì)。蒸煮過程中產(chǎn)生的污冷凝水是制漿廠污冷凝水的另 一個來源。亞硫酸發(fā)制漿中，紅液蒸

4、發(fā)污冷凝水是重要污染源, 其主要污染物是醋酸，其次是甲醇及糠醛。4機械漿及化學機械漿廢水 機械漿得率較高，因而污染物的產(chǎn)生量較少?；瘜W機械漿屬于兩步制漿法，污染物的排放負荷比化學制漿過程少得多，但比傳統(tǒng)磨木漿排污負荷可能高若干倍。5洗漿、篩選廢水 洗漿廢水主要來源于洗漿機和貯槽的清洗水以及設備的跑、冒、滴、漏。篩選和凈化主要是為了去除粗漿中的生片、木節(jié)、粗纖維素及非纖維素細胞、沙礫和金屬屑。篩選后的濃縮排水也是篩選廢水的來源之一。6廢紙回用過程的廢水廢紙回用需經(jīng)過碎解、凈化、篩選、濃縮等幾個階 段才能制成紙漿。HFJ在以上各個階段中都會產(chǎn)生污染性質(zhì)不同的廢水。 此外，為了使廢紙脫墨，要使用化學

5、藥品，之后還 要采用洗滌法或浮選法洗除紙漿中的油墨粒子。7漂白廢水紙漿漂白的兩種類型：以氧化性漂白劑破壞木素及有色物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使其 溶解，從而提高紙的純度與白度；以漂白劑改變有色物質(zhì)分子上發(fā)色基的結(jié)構(gòu)，使其 脫色，但不設計纖維組分損失。使用含氯漂白劑產(chǎn)生的漂白廢水污染嚴重；而使用 過氧化物漂白劑產(chǎn)生的廢水污染相對較輕。漂白廢水主要含有有機物、懸浮物，并具有顏色， 還含有剩余漂白劑。8造紙廢水A造紙過程的廢水主要來自于打漿、紙機前篩選和抄造等工序。這部分廢水常稱為“白水”，其中含有纖維碎屑、 小纖維、顏料、淀粉及染料等。污染物主要以溶解性物質(zhì)和懸浮固體物質(zhì)存在，主要來源于原料、少量的輔助化學品及

6、大部分的輔助劑（如防腐劑、殺rn菌劑、消泡劑）O第二節(jié)制漿造紙廢水的水質(zhì)特征ne一制漿造紙廢水的污染指標主要污染指標為COD、BOD、pH和SS。nr由于采用的生產(chǎn)工藝的不同，廢水里可能存在的重 金屬離子和廢水的顏色也是重要的污染因素。漂白硫酸鹽漿廠廢水中二惡英及可吸附有機鹵代物 產(chǎn)生的毒性也是值得關注的問題之一。二制漿造紙廢水的污染負荷制漿造紙廢水的污染負荷與漿得率有直接關系，漿nr得率越高，則廢水的污染負荷越低。由于加工深度、原料種類、工藝條件等因素的影響,不同的制漿方法對水體的污染物排放負荷差別很大。第三節(jié)制漿造紙工業(yè)廢水處理技術(shù)一生物接觸氧化法處理中段廢水1工程概況生物接觸氧化法，設計

7、規(guī)模5萬nP/d。進出水水質(zhì)對比：水質(zhì)指標COD (mg/L)bod5(mg/L)ss (mg/L)pH進水水質(zhì)<800<400<20069出水水質(zhì)<350<150<200692處理工藝(1)生物接觸氧化法1!>生物接觸氧化法是使廢水與附著在填料上的微生物 膜充分接觸，利用微生物的代謝作用使廢水中的有 機物、氮、磷等污染物質(zhì)實現(xiàn)分解和轉(zhuǎn)化，從而使 廢水得到凈化的過程。附著于填料上的生物膜通常由黏膜層、好氧層和厭 氧層組成。廢水與覆蓋有生物膜的填料接觸時，生物黏膜的吸 附和滲透作用使廢水中的污染物質(zhì)進入膜內(nèi)；低分 子有機物在未達到黏膜層即已被外界微生物分

8、解； 高分子和難降解有機物附著在黏膜層上，經(jīng)過微生 物胞外酶分解為小分子，之后進入微生物細胞。生物接觸氧化法與活性污泥法相比，運行簡便，抗沖擊能力強。中段廢水中COD主要成分為溶解于水中的木素，且 BOD5/COD值在3.0左右，為較難生化降解的廢水。采用生物膜法處理造紙中段廢水，BOD5去除率可 達70%以上，而COD去除率僅為30%左右，出水水 質(zhì)難以達到排放標準?？稍诮佑|氧化池后在對出水進行化學混凝沉淀，處理后的出水可以達到排放標準O(2)工藝流程r原有處理系統(tǒng)廢水f沉砂池f污水泵f 一沉池X 泥漿泵二沉池I鼓風機I營養(yǎng)鹽加藥L二沉池濃易池匚出水泥餅外運.離心脫水機<*混合池加藥泥

9、餅外運.帶式脫水機V*污泥泵污泥池3運行綜合評價該工程運行穩(wěn)定，日常維護和運行費用較低;與活性污泥法比較，生物接觸氧化法不需要污泥回流，增加了軟性填料，減小了曝氣池容積;接觸氧化法的處理效率不如活性污泥法高;生物接觸氧化法的剩余污泥產(chǎn)生量明顯低于活性污泥法;制約生物接觸氧化法BOD5去除率的主要因素是F/M,只有在較低的F/M下才能取得較高的BOD5去除率;生物接觸氧化法常見的故障是填料結(jié)球，其主要原因有填料選擇不合理、填料空隙過于細密、曝氣強度太低。有機負荷太高等。二Carrousel氧化溝處理麥草漿中段廢水1設計參數(shù)進水水質(zhì)：COD:1800mg/L;SS:2200mg/L; 水量Q=5萬

10、m*d。>出水水質(zhì)：COD<450mg/L;BOD5:600mg/L;pH:89;BOD5<200mg/L;pH:69。2工藝流程出水達標排放干泥焚燒或外運3調(diào)試運行情況及處理效果經(jīng)過設備調(diào)試。污泥馴化和調(diào)試運行之后，排水 水質(zhì)已經(jīng)能夠達到相關標準的規(guī)定。4處理工藝運行綜合評價 (1)制漿造紙廢水的纖維回收造紙企業(yè)排放的中段廢水含有大量的細小纖維，造成廢水中固體懸浮物濃度高O 廢水中的大部分有機物然負荷來自流失的漿料。廢水中纖維得不到回收則不僅造成很大浪費，而且加重了后續(xù)污水處理的負擔。本工藝采用無動力弧形細格柵，使得纖維回收率在80%以上，對懸浮物的去除率不低于40%。(2

11、)物化一生化處理工藝聯(lián)用nr僅釆用好氧生物法處理中段廢水，處理效率遠遠低 于設計指標，不達標的水質(zhì)項目主要是COD。常用的好氧生物處理工藝與物化處理單元聯(lián)用可以 提高出水水質(zhì)，使其達到排放標準的要求?；旌戏磻睾驼{(diào)節(jié)池能夠避免水質(zhì)水量波動對后續(xù) 生化處理系統(tǒng)造成太大沖擊，保證整個處理系統(tǒng)的 正常運行。(3)Carrousel氧化溝具有較強的耐沖擊負荷能力中段廢水處理系統(tǒng)常常要受到高濃度廢水的沖擊，是 好氧生物處理方法應該盡量避免的問題。實際調(diào)試中，Carrousel氧化溝中生物相一直很豐富 且保持較高活性，二沉池的出水水質(zhì)也比較穩(wěn)定，這 充分證明了 Carrousel氧化溝具有較強的抗沖擊負荷

12、 能力。其原因在于Carrousel氧化溝是一個多溝串聯(lián)的系統(tǒng)， 進水與活性污泥混合后在溝內(nèi)不斷循環(huán)流動?？煽醋?是一個完全混合池，對水量和水質(zhì)的沖擊負荷具有一 定的承受能力。(4) Carrousel氧化溝具有性狀優(yōu)良的活性污泥 良好活性污泥的標志：對廢水中可溶性有機物的降解率高；沉降性能良好。制漿造紙廢水含有大量的有機化合物，采用傳統(tǒng)的活性污泥法處理易引起污泥膨脹，采用Carrousel：化溝處理則可以有效地避免活性污泥的膨脹o Carrousel氧化溝中曝氣裝置每組溝渠只安裝一套,且在氧化溝的一端，可以在氧化溝內(nèi)形成好氧、卻氧及厭氧區(qū),自身組成比例不同的A/O或A2/O過程,對提高污泥的

13、沉降性能、抑制泡沫產(chǎn)生及污泥膨脹的發(fā)生都有重要作用。(5) Carrousel氧化溝處理效果好且出水水質(zhì)穩(wěn)定中段廢水經(jīng)Carrousel氧化溝處理后,出水水質(zhì)穩(wěn)定,生化系統(tǒng)對COD的去除率達到80%以上> Carrousel氧化溝內(nèi)交替存在的好氧區(qū)與厭氧(缺氧)區(qū)，實現(xiàn)了動態(tài)水解酸化好氧分解功能,厭氧區(qū)的存在可提高廢水的BOD/COD值，增加廢水的可生化性。(6) Carrousel®化溝對有機鹵代物的去除作用 有機鹵代物(AOX)主要產(chǎn)生于制漿漂白的環(huán)節(jié)。aAOX具有致畸、致癌、致突變作用。AOX很難降解,采用二級生物工藝處理AOX也不能達到國家排放標準。在厭氧或缺氧條件下，

14、AOX顯示出較好的厭氧可生化性。 Carrousel氧化溝由于好氧、厭氧交替存在，對中段廢水中AOX的去除率有顯著提高。(7)適當控制進水濃度并保持高污泥濃度，是防止大量泡沫產(chǎn)生的關鍵 廢水處理中泡沫的產(chǎn)生不僅與產(chǎn)生泡沫的微生物類群相關，而且與廢水性質(zhì)、活性污泥狀況和工藝運行條件等因素相關。麥草漿中段廢水含有部分殘堿、皂化物及表面活性 劑，易起泡沫。 Carrousel氧化溝中控制進水COD濃度，并使污泥濃度控制在一定范圍的情況下，可抑制泡沫的產(chǎn)生。三完全混合式活性污泥法處理造紙廢水 1完全混合式活性污泥法的特點在完全混合式活性污泥系統(tǒng)中，生物反應器內(nèi)的微 生物濃度和污染物質(zhì)濃度均一穩(wěn)定，達到

15、完全混合 狀態(tài)。2水質(zhì)指標水質(zhì)指標COD(mg/L)bod5(mg/L)ss (mg/L)pH進水水質(zhì)1200-1600300-400600-800出水水質(zhì)<300<100<100673處理工藝壓縮空氣溶氣水一二沉池混凝劑溶氣水溶氣水岳嗣懣飪"4運行綜合分析本工藝的生物處理采用鼓風加攪拌聯(lián)合供氧方式的完全混合式活性污泥法。良好的攪拌作用使微生物保持均勻懸浮狀態(tài)，池內(nèi)各點微生物所處的狀態(tài)均勻一致，可通過調(diào)整池內(nèi)污泥負荷等方式使生化處理控制在最佳條件下運行,保持較好的去除效果。進入曝氣池的廢水在攪拌作用下與池中有機物濃度較低的大量混合液充分混合，使廢水得到很好的稀釋，可

16、承受較大程度的水質(zhì)變化和負荷沖擊。生物處理可去除90%左右的BOD5,后續(xù)化學混4氣浮對COD的去除量占全流程去除量的30%左右。5處理設施及改造情況在一沉池之前對紙漿加以回收，不僅可以降低后續(xù) 工序的處理負荷，還能使資源得到回用。將曝氣池平板葉輪攪拌器改為潛水曝氣機，降低了 能耗，且安全可靠。對原有消沫器進行改造，降低了能耗，使其運行更 加穩(wěn)定、可靠。將原污泥濃縮池刮泥機膠輪改為鋼軌及鋼輪后，運 行穩(wěn)定。6某大型造紙污水處理廠工藝流程 流程分析討論：該處理工藝中存在哪些可以改進的地方？/造紙廢水經(jīng)該流程處理后，COD的去除率較低。該類廢水中COD主要來自于木質(zhì)素，而木質(zhì)素為帶負電荷的大分子有

17、機物，因此，可在生物處理工藝之后再加上化學混凝的方法去除木質(zhì)素，從而降低出水中COD的含量。/污泥處理系統(tǒng)中污泥濃縮和污泥脫水車間產(chǎn)生的廢 水應該回流到污水處理裝置的前部進行再處理。工藝和運行綜合分析/本工藝在生物處理之前設置纖維回收裝置，使資源得到回收利用，同時能夠減輕后續(xù)處理的負荷。“生物池內(nèi)的攪拌作用使微生物保持均勻懸浮狀態(tài)， 可將生化處理控制在最佳條件下進行?！吧锾幚砜扇コ旒垙U水中90 %左右的BOD5,但對 COD的去除率略低。/可在生物處理工藝后采用混凝等方法進一步去除廢 水中的CODo四高溫厭氧法處理紙漿廠廢水1廢水的污染物指標水質(zhì)指標COD (mg/L)bod5(mg/L)硫(mg/L)TKN (mg/L)TP(mg/L)PH污冷凝水8001200055006000300400未檢