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造纸工业废水处理

发表时间:2021-04-02 08:29

造纸工业生产分为两个主要工艺阶段,即制浆和抄纸。制浆是把植物原料中的纤维分离 出来,制成浆料,再经漂白;抄纸则是把浆料稀释、成型、压榨、烘干、制成纸张。这两项工艺都耗用大量的水。在中国,生产1吨纸约需水100吨(木浆)至400吨(草浆),其中大部分作为废水 排出。


造纸工业生产分为两个主要工艺阶段,即制浆和抄纸。制浆是把植物原料中的纤维分离出来,制成浆料,再经漂白;抄纸则是把浆料稀释、成型、压榨、烘干、制成纸张。这两项工艺都耗用大量的水。在中国,生产1吨纸约需水100吨(木浆)至400吨(草浆),其中大部分作为废水排出。造纸废水中含 BOD(生化需氧量)和SS(悬浮物)浓度很高,并含有大量化学药品和杂质。

制浆产生的废水,污染最为严重。洗浆时排出废水呈黑褐色,称为黑液。每生产 1吨纸浆,排出10波美度(10°Be′)的黑液约10吨。黑液中的污染物浓度很高,BOD高达5000~40000毫克/升,纤维总量有时高达产品总量15%以上。还含有大量无机盐和色素。漂白工序排出的废水中也含有酸、碱等物质。在抄纸工艺中,抄纸机前端排出的废水,称为白水,其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料,大多是有用物质。黑液和白水是造纸工业的主要废水。黑液处理 目前广泛采用的黑液处理方法是燃烧法,以回收氢氧化钠、硫化钠、硫酸钠以及同有机物结合的其他钠盐。首先用真空洗浆机或压力洗浆机把黑液从蒸煮后的浆料中提取出来,经过3效至5效蒸发器,将黑液蒸发浓缩至固体含量达45%以上,然后送入燃烧炉。在燃烧炉中,加入硫酸钠,在1100℃温度下燃烧。燃烧的作用在于继续蒸发黑液中水分,促使黑液中钠盐遇热分解。在燃烧炉中,有机物和空气混合燃烧,无机物成为熔融物。有机杂质分解如下:

制铵肥法 黑液含碱量大,一般pH值在10以上。在黑液中加入废酸,把pH值调至1~2,然后加氨中和到中性,即为胡敏酸胺,其中含氨1%左右,呈液态,用作农肥,肥效高而持久,并能增进土壤疏松。这种处理方法投资少而收效大,简单易行。

制磷肥法 将黑液蒸发浓缩至25波美度浓度,使其与磷石、钾石一起在1100℃温度下燃烧,利用黑液中部分热量和在高温燃烧时生成的碳酸钠,烧制成磷肥。这种磷肥的肥效较好。此法设备投资较大,黑液中的某些有用成分也不能回收。

电渗析法 从60年代起,中国开始用电渗析法综合利用碱法制浆黑液的试验研究,碱的回收率可达70%以上;有机阴离子在阳极反应,逐渐氧化成为有机酸类;木质素沉淀下来可以回收利用。

经脱碱和分离木质素后的黑液,可调整pH值,并加氨水中和,成为胡敏酸胺。这种方法能回收利用黑液中大量有用物质,又不产生新的废物,但是电耗过大,回收1吨烧碱约耗电5000千瓦小时。

漂白废水处理 纸浆一般要进行三段漂白工艺。在氯化段,产生酸性废水;在碱处理段,产生碱性废水;在漂白段,产生氧化物废水。这些废水可与抄纸机废水混合一起处理。主要处理方法有:

物理法 通过过滤、沉淀、上浮等方法,主要去除废水中固体悬浮物如木节、树皮、浆碴、纤维、填料、胶料和涂料等。一般可去除悬浮物80%以上,去除 COD(化学需氧量)50%左右。

生物法 用活性污泥法生物膜法等。如有可能,也可用氧化塘法或在曝气池内去除有机物。

化学法 采用中和、氧化脱臭等。中和处理常用在澄清前调节pH值,使漂白废水满足生物法处理所需条件。也可在废水排放前进行中和以达到排放要求。漂白废水常在生物处理前段或后段进行脱臭、脱色等处理。

此外还有吸附和凝聚法,用以脱色,去除悬浮物和胶体物质。如利用石灰、活性炭或混凝沉淀法脱色,并可去除大量有机物。某些国家也采用反渗透、超过滤、电渗析以及离子交换等处理法。

白水处理 抄纸产生的废水是在抄纸机的案辊部分由稀释纸浆分离出的水(白水),含有大量纸浆纤维以及高岭土、滑石粉等填料和松香胶料。白水可以直接送回纸浆稀释槽重复利用,水和原料都有利用价值。吸水箱吸出的废水和压榨出的废水,所含各种成分和纤维都低于白水,可以送到打浆机回用,或用分离法回收其中的纤维、填料。分离的方法是先用筛网过滤,再用沉淀、气浮法处理。这种方法可使悬浮物降低到15~20ppm,纤维回收率达90%以上,处理水可回用。

酸法造纸的废水呈酸性,所含BOD高,色浓,含有戌糖、己糖、木质素等。木浆废水可经中和后发酵,利用其中糖类制造酒精,每吨废水可制酒精1公斤左右。也可把废水浓缩后直接制成粘合剂(如苇草制浆废水)、分散剂、鞣剂,或加工提取饲料酵母、硫代木质素、香兰素等副产品。这些方法的经济效果还不理想,技术上还有问题,未能推广。各国一般是采用燃烧法回收热量和化学药品如镁盐等。造纸工业废水的处理应主要着眼于提高循环用水率,减少用水量和废水排放量,同时也应积极探索各种可靠、经济和能够充分利用废水中有用资源的完善处理手段。





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