无公害制浆造纸废水处理(17篇)
1.无公害制浆造纸废水处理 篇一
制浆造纸综合废水深度处理技术
摘要:利用电化学技术与曝气生物滤池技术联合深度处理制浆造纸综合废水,CODCr去除率达到85%以上,色度去除率达到90%以上,实验结果证明该工艺方法有效可行.作 者:李松礼 洪卫 杨海涛 谢益民 作者单位:李松礼,杨海涛(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广洲,510640)
洪卫(山东轻工业学院制浆造纸工程省级重点学科,山东,济南,250100)
谢益民(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广洲,510640;山东轻工业学院制浆造纸工程省级重点学科,山东,济南,250100)
期 刊:中国造纸 ISTICPKU Journal:CHINA PULP & PAPER年,卷(期):,25(6)分类号:X7关键词:电化学 曝气生物滤池 造纸废水 深度处理
2.无公害制浆造纸废水处理 篇二
1概况
某造纸企业始建于1996年,主营文化用纸、生活用纸的生产和加工化机浆业务。废水主要来自化机浆车间产生的电厂废水、废液、纸机废水和碳酸钙车间废水等。设计水量、进水水质如表1所示。设计出水水质执行《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB 3544—2008)中的标准。
2废水处理工艺流程
废水处理工艺流程是用于某种污水处理的工艺方法的组合。在该项目中,废水处理主要包括两部分:①化机浆车间产生的废液处理;②综合废水的处理,包括纸机废水、电厂废水、碳酸钙车间废水和化机浆废液经过处理后产生的少量浊污冷凝水。
该项目的废水处理工艺流程如图1所示。
2.1化机浆废液处理
该项目化机浆废液采用碱回收法蒸发浓缩后焚烧处理的方式,以回收碱和热能。具体工艺流程如图2所示。
2.1.1化机浆废液污染特性
化机浆废液主要来自木片洗涤、预处理和磨浆工段过程。其中,污染物质主要来自纤维原料中溶出的有机化合物,工艺过程中残余的化学药品和流失的细小纤维。另外,废液带有棕红色度。化机浆废液的污染特性主要有以下几点:①有机物浓度高,COD浓度大都在6 000~15 000 mg/L;②SS浓度一般在2 000 mg/L以上,并且含有大量胶状物质,浊度大;③在磨浆过程产生了大量蒸汽,且生产过程水耗低,所以,废水温度比较高;④由于化学浸渍溶出了较多的多酚类物质,因此,废水色度比较大,毒性物质含量高,可生化性比较差。
2.1.2化机浆废液常用处理工艺
化机浆废液温度高、污染负荷大,又含有毒性污染物质,所以,其处理难度要大于一般的工业废水。目前,常用的处理方法主要有好氧、厌氧生物处理法,特定微生物处理技术,臭氧氧化法和膜分离技术等。目前,国内数十个化机浆企业普遍采用以厌氧为核心的生物处理技术处理废液。由于化机浆废液具有复杂性,现有的化机浆废液处理工艺的废水水质很难达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB 3544—2008)中CODCr小于等于80 mg/L的要求。
2.1.3化机浆废液碱回收处理技术
目前,国内化学浆生产企业的黑液多采用燃烧法碱回收处理技术,工艺成熟。而化机浆的初始固形物浓度很低,一般为1.5%~2.0%,无法直接燃烧,国内还没有化机浆废液采用碱回收工艺处理的实例,但是,国外已经有化机浆生产企业采用碱回收方法处理废液的成功经验。采用碱回收工艺处理化机浆废液的厂家详见表2.
该项目采用的化机浆废液碱回收处理工艺与工厂工艺过程基本一致,但是,在八效蒸发器后,使用强制增浓效进一步浓缩废液浓度至55%D.S,碱回收率大于等于95%.
废液经过蒸发处理后,得到了二次冷凝水,将其全部回用到制浆车间,浓缩液至碱炉焚烧;重污冷凝水经过汽提处理后变为浊冷凝水,其中大部分浊冷凝水回用木片清洗和苛化洗涤白泥、绿泥清洗,多余浊冷凝水进入下一步处理工序。气体处理后的浊冷凝水COD小于400 mg/L。
通常情况下,用过氧化氢漂白纸浆时,需要用一定量的硅酸钠作为漂白稳定剂,但是,使用硅酸钠会使化机浆废液含硅,由于硅易结垢,当含硅量多时,会严重影响蒸发工段的运行,所以,含硅化机浆废液不宜采用碱回收处理工艺。该项目采用无硅稳定剂,化机浆废液不含硅,可以采用碱回收处理工艺,回收碱和热能。
2.2综合废水处理
该项目综合废水采用A/O处理工艺。工艺流程如图1所示。
2.2.1调匀池
该池主要用于均化水质和调节水量,采用钢混结构,有效容积14 400 m3,有效停留时间为3.5 h,处理水量为4 114 m3/h。
2.2.2初沉池
初沉池主要用于去除大部分悬浮物,采用钢混结构,共建3组同时使用,每组有效容积4 500 m3。
2.2.3缺氧池
在缺氧的条件下,废水中的大分子有机物在微生物水解酶的作用下降解为小分子物质,增强其可生化性,同时,反硝化细菌在缺氧条件下生存和增值,达到脱氮的效果。采用钢混结构,共建2组同时使用,每组有效容积540 m3,有效停留时间为3.5 h,处理水量为310 m3/h。
2.2.4好氧池
经过缺氧处理后的废水进入好氧池,然后对废水进行充氧曝气。此时,水中好氧菌占绝对优势,并具有较好的活性。在好氧条件下,各种微生物充分利用废水中的有机物质,在溶解氧为2~4 mg/L的条件下进行好氧生物反应,将废水中大量有机物质转化为CO2和H2O,同时,将氨氮转化为硝酸盐氮。该池为钢混结构,共建3组同时使用,每组有效容积13 500 m3,有效停留时间为8.6 h,其处理水量为4 710 m3/h。
2.2.5二沉池
经过好氧曝气池生物处理后的废水进入二沉池进行固液分离,上清液达标排放,部分污泥回流到厌氧池,剩余污泥进入污泥池处理。该池采用竖流式沉淀池,钢混结构,共建2组同时使用,每组有效容积为5 500 m3。
3运行效果
该项目已经稳定运行多年,从实际检测结果来看,出水COD基本稳定在20~80 mg/L,可达标排放,其他主要水质指标如表3所示。
4结论
造纸废水的处理一直都是造纸厂所要解决的难题,特别是在如今水资源污染日益严重的情况下。因此,人们一直在研究废水处理工艺,并且一直都有新工艺出现。综上所述,本文简要探讨了造纸废水处理技术的应用情况,旨在为废水的处理提供必要的帮助和支持。
摘要:主要探讨了造纸废水处理技术的应用情况,结合具体的工程实例,详细阐述了废水处理的工艺流程,分析了实际运行效果,以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
关键词:造纸工业,废水处理,工艺流程,水质
参考文献
[1]施晓明.探讨造纸废水的处理与再生回用[J].环境与生活,2014(22).
3.好氧接触氧化法处理制浆造纸废水 篇三
关键词:制浆造纸废水生物接触氧化启动与运行
0 引言
制浆造纸废水含有大量的纤维素及其分解产物(低分子量的半纤维素,甲醛、乙酸、糖类等易生物降解的有机物)、多量的腐植酸、木素、蜡质、无机盐等有机污染物,这些有机污染物占化纤行业总污水CODcr的50~60%,是制浆造纸废水治理的关键。由于这类废水有机物污染负荷高, CODcr高达10000-20000mg/l,应首先通过物化方法将CODcr降到3000以下,再通过兼、好氧的方法将废水处理达到国家排放标准。
1 工艺流程
根据制浆造纸废水具有CODcr浓度高、色度大的水质特点,确定的处理工艺流程如下:车间废水首先进入调节池进行均质均量,经调节后的废水由泵提升至兼氧池。由于废水中含有诸多难生物降解的物质,而废水色度的去除首先应破坏有机物的带色基团,本工艺采用兼氧、好氧生物处理工艺,就是利用兼氧菌将废水中的大分子有机物分解为低分子有机物,同时利用兼氧菌的水解作用破坏大分子有机物的有色基团,提高废水的可生化性,然后在好氧池中利用好氧菌的同化和异化作用将兼氧菌所分解的产物进行降解,从而达到脱色、去除COD的目的。由于生化处理出水中夹带诸如脱落的生物膜等难以沉降的悬浮物,故采用二次沉淀的方法以进一步提高处理效果。
2 构筑物及设备
处理构筑物及其主要设备有调节池、兼氧池、好氧池和二沉池。
2.1兼氧、好氧池 兼氧、好氧生物处理工艺采用生物膜法,中心处理构筑物是接触氧化池,该池由池体、填料、布水和布气装置等组成。
2.1.1池体形式 本处理系统采用直流式接触氧化池,这是一种底部同时进水与进气的接触氧化池,在填料上产生液流,生物膜受上升的水流、气流的强烈搅拌而加速更新,使其保持较高生物活性,同时又能克服填料的堵塞现象。另外上升气流撞击填料使气泡破裂,增加了接触面积,提高了氧的转移效率。
2.1.2填料 填料是生物膜生长的载体,是接触氧化的核心部位,它直接影响生物接触氧化处理的效能。本系统的接触氧化池采用的是新型纤维组合填料。
2.1.3布水 生物接触氧化池的进水必须均布填料层,使废水、空气、生物膜三者之间相互接触。布水管采用穿孔管,孔径为5 mm,间距为20cm。
2.1.4布气 生物接触氧化池的布气主要有三个作用,即充氧、搅拌,防止填料层的堵塞和促进生物膜更新。本处理系统供气选用新型三叶罗茨风机,曝气设备采用微孔曝气软管以保证并提高氧的转移率。
2.2 二沉池 对于生化处理后出水中难以沉降等脱落生物膜,采用二次沉淀的处理方法加以去除,可以进一步提高出水水质。
3 细菌的培养与驯化
3.1接种污泥 接种污泥取用某污水处理厂二沉池后经脱水的剩余污泥,兼氧和好氧两池所接种的活性污泥量共计8 吨。
3.2温度和pH值 对于生化处理过程,一般认为水温在23 ℃~30 ℃时最好。考虑到企业所排放污水的实际水温,调试过程中尽量使得污泥菌种在实际水温下生长。排放的废水PH值在6.5左右,调试中发现生化系统出水pH值在7以上,说明生化系统对废水的pH值调节性能良好。
3.3 微生物的营养 微生物的新陈代谢需要一定比例的营养物质,除了BOD5表示的碳源外,还需要氮、磷和其他微量元素。制浆废水则往往缺乏某些关键的元素如氮和磷。在调试过程中,可补充尿素和磷酸二氢钾来补充细菌需要的氮和磷。一般对氮、磷的需要量可根据BOD5:N:P=100:5:1加以控制。
3.4溶解氧 生化系统采用兼氧和好氧两个系统。所谓兼氧系统采用间歇曝气方法,一般每日曝气8h以维持兼氧池DO为0.5mg/L,曝气的同时起到水力搅拌和兼氧生物膜的强制剥落更新作用。好氧系统则采用连续曝气方式,溶解氧浓度控制在2mg/L左右。
3.5进料方式 调试初期,生化系统所承受的有机负荷应低一些,采用间歇闷曝和连续进水两种方式交替进行调试。进入兼氧池和好氧池的污水按比例逐步增加,同时启动好氧池的回流泵进行回流处理,直至整个系统CODcr去除率基本稳定。
3.6水力负荷和冲击负荷 启动时水力负荷宜低,否则可能造成污泥流失,影响填料生物膜的生长。调试过程中既不宜突然提高负荷,也不宜长期稳定在低负荷下进行,应在出水污泥浓度及去除率都较高的条件下逐渐提高负荷。当兼氧池填料CODcr负荷达到1.6 kg/m3*d;好氧池填料CODcr负荷达到1.18 kg/m3* d时,系统处理效果较好,运行稳定。
3.7微生物的组成 在调试运行稳定后,在好氧池内可以明显看到水中存在大量的固着型纤毛类原生动物,如钟虫、盖纤虫等枝虫和菌胶团。在一般情况下,这几种原生动物多,说明游离细菌少,出水中有机物浓度较低。菌胶团较多,还可以说明污泥吸附、氧化有机物的能力大,填料挂膜已经达到预期效果。一旦填料挂膜成功,微生物培养驯化完成,系统处于连续实运转。
4 工艺运行
本工艺系统主要为生化处理部分,调试的难点是兼氧池、好氧池中填料的生物挂膜及微生物的培养驯化。结合当地气候特点,每天同步监测调节池、兼氧池、好氧池、气浮池出水中的pH值、色度、SS、CODcr等水质指标,每四小时取样化验,取一天6个水样化验的平均值。调试工作为期4月余,处理出水水质稳定。处理出水主要水质指标如表一。
表一:调试期四个月出水监测结果
由上表可以看出,在微生物挂膜及培养、驯化期间,随着微生物的增长和逐渐适应,处理出水中CODcr及色度的去除率逐渐提高,第四个月基本调试正常。稳定运行后经过兼氧、好氧工艺处理,pH值从调节池出水的5.2达到二沉池出水的7.3;色度从252倍降到62倍,去除率在75%;SS从180mg/L降到38mg/L,去除率在79%;CODcr从3834mg/L降到106mg/L,去除率在97%。
5 结论
兼氧、好氧生物接触氧化法处理制浆造纸废水COD、SS、色度去除效果良好,各项主要出水水质指标达到国家的排放标准。
参考文献:
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[2]陈翼新,胡斌.气浮净水技术.北京:中国环境科学出版社.1992.
[3]杨学富.制浆造纸工业废水处理.化学工业出版社.2001:48~49.
4.无公害制浆造纸废水处理 篇四
采用实验室制备的淀粉丙烯酰胺接枝物(GCAS)和聚硅酸硫酸铝(PASS)混凝剂对制浆造纸废水进行处理,考察了pH 值、药剂用量及沉降时间等对COD去除率和透光度的影响,得出了最佳实验条件.实验结果表明:淀粉丙烯酰胺接枝物在pH=2.0左右时处理效果较好,其最佳用量为32 mg/L;聚硅酸硫酸铝在pH=10.0左右时处理效果较好,最佳用量为48 mg/L;采用复合混凝剂时,淀粉丙烯酰胺接枝物和聚硅酸硫酸铝的用量分别为32 mg/L和48 mg/L,pH=8.0~9.0,沉降时间为25 min条件下,COD去除率达85%以上,透光率可达99%.该复合混凝剂既可以有较高COD去除率,又可以避免二次污染,有较好的环保效果.
作 者:姚淑华 石中亮 宋守志 作者单位:姚淑华(东北大学资源与土木工程学院,沈阳,110006;沈阳化工学院应用化学系,沈阳,110142)
石中亮(沈阳化工学院应用化学系,沈阳,110142)
宋守志(东北大学资源与土木工程学院,沈阳,110006)
5.造纸中段废水深度处理技术 篇五
造纸中段废水深度处理技术
该文介绍了造纸中段废水深度处理技术的研究现状,讨论了各方的.作用机理及其在造纸中段废水深度处理中的应用,为工程设计和生产工艺提出了一些建议,并在此基础上对造纸废水处理的发展趋势做了分析和展望.
作 者:邓霞 李多松 梁凤焦 程英 作者单位:中国矿业大学环境与测绘学院,江苏,徐州,221008 刊 名:水科学与工程技术 英文刊名:WATER SCIENCES AND ENGINEERING TECHNOLOGY 年,卷(期): “”(z2) 分类号:X703.1 关键词:中段废水 深度处理 回用
6.造纸污水的处理 篇六
刘小平
(南华大学,环境与安全工程学院,2009级,湖南衡阳,421001)
摘要:废纸的回收具有良好的经济和社会效益,但废纸造纸产生的废水也会对环境造成污染。因此,为了使其产生的废水达标排放,应采用合理的处理技术。本文对废纸造纸废水污染特性、目前比较成熟的处理技术及零排放清洁生产工艺进行总结,并对废纸造纸处理技术的进一步发展提出建议。
关键词:废纸造纸废水;废水特点;处理现状引言
造纸废水具有污染物种类多、色度高、COD高和排放量大等特点。废水中含有大量的有机物质、悬浮物、致癌、致畸、致突变的有毒有害物质等,若不经有效处理而直接排放,将对人类的生存环境和自然界的生态平衡造成严重的破坏。制浆造纸废水中或多或少含有木素降解产物及其衍生物 包括氯化苯酚类(CPs)和五氯苯酚类(PCP)等对环境有着重大影响且已被美国 EPA[1]和欧盟决议2455/2001/EC[2]列为首要污染物的持久性有机物 它们都对环境有着严重的污染。造纸废水对水生生物不仅具有明显的急性和亚急性毒性而且具有遗传毒性和潜在的致癌性 能对水生生态系统产生严重危害 甚至通过食物链危及人体健康
[3]。
2纸浆造纸废水特点
废纸造纸废水主要产生于脱墨、洗涤、净化筛选、浓缩和抄纸系统。其废水的特性与原料结构、生产设备、工艺过程、产品品种、水资源及用水水质等因素有关,废水中含有的污染物主要有4类[4]:还原性物质,如木素、无机盐等;可生物降解物质,为半纤维素、树脂酸、低分子糖、醇、有机酸和腐性物质等;悬浮物,如细小纤维、无机填料等;色素类:如油墨、染料和木素等。不同废纸种类及不同制浆方法所产生的污染物总量不同[5],非脱墨再生纸厂废水的CODCr浓度为800~1500mg·L-
1、BOD5 浓度150~350mg·L-
1、TSS 浓度为900~1
200mg·L-1;脱墨再生纸厂废水的CODCr 浓度为200mg·L-
1、BOD5浓度为300~900mg·L-
1、TSS浓度为500~1500mg·L-1;另外,在一些使用次氯酸钠漂白废纸浆的废水中还发现有三氯甲烷,所以废纸造纸废水具有一定的毒性。
总结其主要特点如下:
(1)污染物浓度高。尤其是制浆生产线废水,含有大量的原料溶出物和化学添加剂,其 BOD5 浓度甚至高达 104mg/L 以上
(2)难降解有机物成分多,可生化性差。木素、纤维素类等物质采用活性污泥法难以降解。
(3)废水成分复杂。除原料溶出物外,有的还含有硫化物、油墨、絮凝剂等对生化处理不利的化学品。
(4)废水流量和负荷波动幅度大,并伴有纤维、化学品溢泄。在有多条生产线的工厂这种现象更明显。水量和负荷波动对生化处理系统的稳定运行非常不利
[6,7]。废纸造纸废水处理技术
目前废纸造纸废水的处理方法有物理法、化学法、生物法和物理化学法,实际应用的工艺往往是几种方法组合而成。但由于废纸来源、产品用途及生产工艺各异,废水水质差异较大,因此废纸造纸厂废水的处理也必须根据各企业废水水质的特点进行设计。
3.1 物理处理方法
通过物理作用来清除废水中的污染物称为物理处理法 物理处理法主要有气浮法 过滤法和挤压法等。
目前,在我国用得最多、效果较好的气浮法是浅层气浮法。其气浮进水器为一圆形槽,有效水深只有420mm。进水配水器和出水集水器为同时旋转的行走架,进水和出水的流速相同,这样就使槽体内的水体相对静止,水流速度为零,避免了水流扰动,固体物的悬浮和沉降在静态下垂直进行,极大地提高净水效率废水在净水器中的停留时间约3min,表面负荷达到10m3/(m2•h)溶气装置是一溶气管,其溶气机理是尽量使水流扰动,减少液膜阻力,以增大气液接触面积。
在结构上改变了进气方式,以提供能实现更大进流密度的结构。溶气时间约为l0s过流密度达到2200-2700m3/(m2•h)。广州造纸有限公司采用CQJ型超效浅层气浮净水器处理新闻纸机白水。结果表明,在混凝剂PAC和絮凝剂PAM用量分别为 400 mg/L和10-15 mg/L及气浮器入口SS为3234.0 mg/L、CODCr为3716.9 mg/L 时,SS和CODCr去除率分别为98.5和81.8。每台处理量5760m3/d,回收白水 4930 m3/d16。从这些数据可看出,浅层气浮处理造纸白水具有效率高、投资少及运行可靠的特点,是一种高效的废水处理设施。
德国曾有人用简易的圆盘和低能耗的压力设备过滤净化纸厂中的循环用水 ;在压力容器中缓慢旋转的圆盘和过滤层可使细小纤维分离,再用其他特殊装置在质量控制范围内将3种物质和1种废料分离开来[8]。
一般来说,物理法只能去除废水中的大颗粒物质,如进一步净化废水,还需更深度的处理。
3.2化学处理法
化学处理法主要是利用化学反应、转化、分离和回收处理废水中的污染物质。
(1)臭氧氧化法
吴忆宁等的实验表明 臭氧可以将造纸废水中部分有机物质氧化为CO2和 H2O;废水处理中,分别选定2、5、6、8、10、15和20min等与臭氧接触不同时间并控制不同的臭氧投加量,结果表明,随着臭氧投加量的增加COD去除率和废水可生化性均增加[9]易封萍采用臭氧-混凝法处理造纸废水CODCr悬浮物(SS)等主要污染物去除率均高达99%以上,各项指标超过一级排放标准,水质完全可以回收利用[10]。
(2)光催化氧化法
光催化氧化法是在特殊的光照射条件下发生的有机物参与的氧化分解反应,最终把有机物分解成无毒物质的处理方法。
锐钛型的TiO2 在紫外光的照射下能产生氧化性极强的羧基自由基,对所有的有机物几乎都氧化为CO2和H2O,且除净度高,降解速度快,无二次污染。用水解法制得的纳米级TiO2具有巨大的表面积和更强的紫外光吸收能力,因而具有更强的光催化降解能力,可快速将吸附在其表面的有机物分解掉,比普通的TiO2的降解率高40%。实验发现:CDD(2-氯代二恶英)在2h内降解了98.3%,DCDD(2,3-二氯代二恶英)PeCDD(1,2,3,7,8-五氯代二恶英)和OCDD(八氯代二恶英)在4h内分别降解了87.2%、84.6%和91.23%。生物法
4.1 好氧法
好氧法主要包括活性污泥法和生物膜法等两种方法。(1)性污泥法。SBR活性污泥废水处理制装造纸SBR(Sequencing Batch Reactor)即序批式反应器,是一种间歇式活性污泥处理系统,它已经成为一种简单可靠、经济有效和多功能的生化处理工艺,普通活性污泥法的BOD和悬浮物去除率都很高,达到90~95%左右,COD去除率达到80%以上。(2)生物膜法。胡维超采用浸没式膜生物反应器S-MBR进行了造纸废水的中试处理试验,结果表明COD去除率高达95%。
4.2 厌氧法
厌氧生物处理技术是对普遍存在于自然界的微生物过程的人为控制与强化技术,是处理有机污染和废水的有效手段。造纸废水含大量有机物及难降解物质,适宜用厌氧法进行预处理。IC反应器是在UASB反应器的基础上发展起来的第三代高效厌氧反应器,它具有处理量大,投资少,处理效率高,抗冲击能力强,能耗低,占地省等优点,拥有良好的产业化发展前景,通过采用强制外循环IC反应器完成了造纸废水的启动研究,其COD去除率维持在73%-75%之间,其应用范围已成为废水厌氧生物处理的热点之一。
4.3 酶处理法
吴香波等研究了白腐菌采绒革盖菌Coriolusversicolor漆酶对木素聚合的影响,在有氧条件下,通过添加漆酶和少量ABTS介体到水样中,用紫外分光光度计测定了其中木素浓度变化,利用凝胶色谱法分析了酶催化聚合木素前后的分子量的变化,结果表明:酶处理6h以后,废水中木素浓度从93.1mg/L下降到17.2mg/L,酶处理2h以后,从造纸厂污水分离的木素的分子量从31251上升到58610,造纸废水中木素及其衍生物被聚合后通过絮凝沉淀除去,从而实现废水色度与COD降低,进而为造纸废水回用提供可能。
4.4土地处理法及污灌
土地处理法具有投资少。运行费用低。耗能少及处理效果高的特点[11]。张洪芬等根据扎龙自然保护区独特的地理、地质条件、研究采用土壤渗滤法处理排入湿地的造纸废水,并从技术和实践分析的角度对该地浅表部亚黏土渗滤的稳定性及可行性进行了探讨;结果表明,保护区地表层的亚黏土对造纸废水中各项污染物均有较好的去除效果,其 CODCr、BOD5、Cr6+、NH4+-N及TP的去除率分别达到了70%、84%、90%、78%及80%以上[12]。江苏双灯纸业有限公司利用稳定塘和苇田系统,对碱法稻草制浆造纸废水作深度处理;稳定塘出水CODCr去除率为70.5%,出水再灌溉芦苇,在苇田内废水进一步降解,同时又因蒸发、蒸腾而实现了封闭循环[13]。宝鸡陇县东南造纸厂采用物理化学法-生物塘-人工湿地联合技术处理制浆造纸废水,实践证明,此工艺经济合理,同时具有先进性和实用性[14]。余永东等介绍了地表漫流-地表流湿地工艺在处理废纸造纸生产废水中的应用;在进CODCr、SS浓度分别为454.18mg/L、369.28 mg/L时出水浓度分别达到34.72 mg/L和21mg/L二者去除率分别达到92.4%和94.3%[15]。5 结语
由于造纸废水组分复杂,污染物浓度高、可生化性差,单一的废水处理方法,难以达到排放标准,或废水处理成本高。通过多种技术的联合运用,可以实现造纸废水的达标排放,降低废水处理成本。
对于造纸废水,应针对造纸的生产过程,推行清洁生产。一是从生产过程的源头减少原辅材料的消耗,降低废水中污染物的浓度,二是通过对生产过程的控制,减少生产过程中废水和污染的产生,并通过生产过程的循环回用,实现废水污染物排放的最小及废水中污染物浓度的最低。
参考文献
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7.造纸废水处理工程设计 篇七
1 废水水量、水质及处理标准
1.1 废水水量
根据各个车间的生产状况, 生产废水24h连续排放, 污水处理站设计24h连续运转, 污水处理构筑物的设计流量为1000m3/d。
1.2 进水水质
废水中主要的污染因子为CODC r1600mg/l、BOD5 500mg/l、SS1200mg/l、pH值6~9。
1.3 出水水质要求
根据当地环境保护部门的要求, 该厂外排废水应满足《造纸工业水污染物排放标准》 (GB3544-2001) 中的要求, 即;CODCr≤100mg/l、BOD5≤60mg/l、SS≤100mg/l、pH值6~9。
2 废水处理工艺流程
该厂生产废水的特点是可悬浮颗粒SS含量大且BOD5/CODCr比值较低, 废水可生化性比较差。根据国内外中段水处理的实际运行情况, 采用斜板沉淀池+水解酸化+SBR污水处理工艺是一种比较稳妥可靠的方案, 即污水在生化处理前, 利用物化处理, 即斜板沉淀池, 降大大降低悬浮物的含量, 同时提高废水的可生化性。
原水经预处理工段分离残浆后进入调节池, 调节池出水泵送至旋流反应斜板沉淀池、沉淀池出水依次自流进入水解酸化池、SBR反应池, 出水达标排放。旋流反应斜板沉淀池中的污泥、水解酸化池的污泥、SBR反应池的剩余污泥均自流进入污泥贮池, 污泥贮池污泥进脱水机房进行脱水后, 泥饼装车运至厂外 (如图1) 。
3 主要构筑物和设备
预处理;尺寸为20.0m×4.5m×4.5m, 有效水深为3.0m, 有效容积为720m3。内设污水提升泵3台, 二用一备。
调节池;尺寸为5.0m×10.0m×4.0m, 水力停留时间4.0h。
斜板沉淀池;尺寸为5.0m×5.0m×4.0 m, 设计流量为4 1.7 m3/h, 有效水深为3.7 m, 沉淀时间为2.0 h, 池内设提耙式刮泥机一台。
水解酸化池;尺寸为10.0m×6.0m×5.5 m, 设计流量为4 1.7 m3/h, 停留时间为7.0 h, 上升流速为0.7 m/h。
SBR反应池:数量为两座, 单池尺寸为15.0m×5.0m×5.5m, 最高水位为5.0m, 最低水位为3.0m, 超高为0.5m, 污泥负荷为0.1kgBOD5/kgMLSS·d, 污泥浓度为3000mg/l, 反应池运行周期为8h。
鼓风机房;尺寸为14.0m×7.0m×5.0m, 室内设3台SBR池专用鼓风机, 二用一备。
污泥贮池;尺寸为5.0m×5.0m×4.5m, 有效容积为100m3, 超高为0.5m,
为了使浮渣和剩余污泥充分混合以利于污泥脱水, 设置高速潜水推流器1台。
污泥脱水间;尺寸为10.0m×8.0m×4.5m, 设1套带式压滤机。
4 处理效果分析
采用该工艺能有效地去除水中的CODCr、BOD5及SS, 排放废水满足《造纸工业水污染物排放标准》 (GB3544-2001) 。具体检测结果见表1所示。
5 经济分析
工程总投资估算为100万元, 其中直接投资80万元, 间接投资20万元。直接运行费为2617.6元/天, 折合吨水成本为0.72元/吨水。
6 结语与建议
该方法处理的废水水质好, 且具有良好的环境效益, 而且投资少, 占地小, 且具有较好的经济效益, 同时运行效果稳定可靠, 操作简单, 有很高的推广价值。
摘要:采用沉淀+水解酸化+SBR污水处理工艺处理某造纸厂的废水, 并介绍了各处理构筑物, 及其运行参数及经济技术指标。运行结果表明:用该工艺处理造纸废水, 其出水水质达到《造纸工业水污染物排放标准 (》GB3544-2001) 中的要求。
关键词:造纸废水,水解酸化,SBR,工程设计
参考文献
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8.无公害制浆造纸废水处理 篇八
关键词:造纸废水 水解酸化 SBR 工艺设计
中图分类号:X793文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(b)-0147-01
1 工程概况
某纸业有限公司主要生产并经营高强度瓦楞纸、新闻纸、纸盒及纸箱。排出废水量为1000m3/d,最高日平均时设计处理能力为41.7m3。该厂的主要污染物是生产废水,废水主要来源于打浆、洗浆工段和抄造工段,废水中主要的污染因子为SS、CODCr、BOD5。废水中含有大量难降解有机物质,这些物质如不经过处理,排入河流中将严重影响纳污水系的水体功能,所以必须控制污染源,使企业能够达标排放,减轻对周边环境的污染。
该污水处理工程的水质如下:CODCr:1600mg/L,BOD5:500mg/L,SS:1200mg/L,PH:6~9。该厂外排废水应满足该省地方标准《造纸工业水污染物排放标准》(DB41/389-2004)中的要求,即:CODCr≤100mg/L,BOD5≤40mg/L,SS≤100mg/L,PH6~9,色度≤100。
2 污水处理工艺选择及主要构筑物及设备参数
2.1 污水处理工艺选择
该公司生产废水有以下特点。1)SS含量较大;2)BOD5/CODCr比值较低,不易生化。采用物化处理+生化处理即污水在生化处理前,利用物化处理,降低污水中CODCr、BOD5的浓度,大大降低悬浮物的含量,提高废水的可生化性。物化方法采用旋流反应斜管沉淀的方法。好氧处理工艺采用序批式活性污泥法。本工程污水处理工艺,采用低负荷污水处理工艺,计算泥龄超过15d,污泥已接近稳定,不需设置消化池。污泥可直接经浓缩后脱水。其效果与经消化后脱水相近。污泥处理工艺采用带式压滤机脱水的污泥处理工艺。污水处理工艺流程见图1。
2.2 主要构筑物及设备参数
(1)预处理。
预处理设施主要包括收浆系统,业主可以自行完善现有的收浆系统。
(2)调节池。
1座。尺寸:5.0×9.0×4.0m,HRT4.0h。内设潜污泵两台,一用一备,潜污泵型号:80QW45-7-2.2,流量45m3/h,扬程7.0m,功率2.2kW。
为減轻后续工艺的冲击负荷,避免调节池淤积,需进行强制搅拌,设计采用鼓风曝气搅拌。
(3)旋流反应斜管沉淀池。
1座。设计流量41.7m3/h,尺寸5.0×4.0×4.2m,有效水深3.7m,采用重力排泥排渣装置。
(4)水解酸化池。
1座(分两格),设计流量41.7m3/h,尺寸10.0×6.0×5.5m,有效停留时间7.0h上升流速0.7m/h,水解酸化池产生的剩余污泥重力排至污泥贮池。
(5)SBR反应池。
2池。设计流量41.7m3/h,单池尺寸14×5×5.5m,最高水位5.0m,最低水位2.62m,超高0.5m污泥负荷0.1kgBOD5/kgMLSS·d,污泥浓度3000mg/L反应池运行周期8h。
每池内设1套滗水器,滗水速度200m3/h,SBR反应器曝气系统采用散流式曝气器。SBR反应池产生的剩余污泥采用重力排至污泥贮池。
(6)鼓风机房。
1间。尺寸13.2×7.2×4.2m,室内设3台鼓风机,2用1备。型号3L32WC,流量6.33Nm3/min,风压58.8kPa,功率11kW,转速1310rpm。
(7)污泥贮池。
1座,该工程污泥产生量约150m3/d,均自流进入污泥贮池。尺寸4×4×3.5m,超高0.5m,总有效容积50m3,为提升污泥,设污泥泵2台。型号25QW7-8-0.55,流量7m3/h,扬程8m,功率0.55kW。
(8)污泥脱水间。
1间。污泥采用带式压滤机压滤脱水后泥饼外运。尺寸9.9×7.2×4.2m,压滤机型号DYQ1000,1套,单台功率12kW。
3 运行效果及效益分析
3.1 工艺处理效果
通过对该工艺的调试运行,工艺出水CODCr85mg/L,BOD534mg/L,SS25mg/L,出水水质稳定并达到了要求的排放标准。
3.2 环境效益
根据完全混合模式法预测,本污水处理工程建成后能很大程度地改善外排污水的水质,各项污染因子浓度值下降幅度均很大,而且出厂排水进入地表水体后,对地表水体造成污染程度将有所降低。CODCr排放量减少约450吨/年,BOD5138吨/年,SS360吨/年。
3.3 经济效益
工程总投资估算为76.87万元,直接投资估算为67.87万元,间接投资9.0万元。运行费用主要包括电费、人工费和药剂费。本工程总装机容量50.05kW,其中备用容量为13.75kW,运行容量36.3kW,日耗电量为553.6度,电价0.6元/度,则每日电费为332.16元/天。污水处理站设工作人员8人,工资为1200元/人·月,则人工工资为320元/天。每天投加有机和无机絮凝剂,每天的药剂费用为500元。直接运行费为1152.16元/天。折合吨水成本为1.16元/吨水。
4 结语
9.无公害制浆造纸废水处理 篇九
介绍Carrousel氧化沟系统处理某纸厂造纸中段废水设计与运行情况,以及存在问题与建议.
作 者:闫新萍 滕红文 Yan Xinping Teng Hongwen 作者单位:闫新萍,Yan Xinping(深圳市银台环保工程技术有限公司,深圳,518003)
滕红文,Teng Hongwen(深圳晓清环境工程设备有限公司,深圳,518026)
10.无公害制浆造纸废水处理 篇十
采用Carrousel氧化沟工艺对草制浆造纸中段废水进行处理.设计规模为3000m3/d,运行结果显示,该工艺处理效果好,运行稳定.耐冲击负荷能力强,其对CODCr、NH3、SS的`去除率分别达到95.6%、93.2%和93.8%.但在实际运行过程中,应注意纤维回收及二沉池设备的选型问题.
作 者:宋永富 宋兴安 张学杨 于军亭 王立鹏 张帅 SONG Yong-fu SONG Xing-an ZHANG Xue-yang YU Jun-ting WANG Li-peng ZHANG Shuai 作者单位:宋永富,SONG Yong-fu(山东铭远设计咨询有限公司,山东,青岛,266013)
宋兴安,SONG Xing-an(日照碧海房产公司,山东,日照,262302)
张学杨,于军亭,王立鹏,张帅,ZHANG Xue-yang,YU Jun-ting,WANG Li-peng,ZHANG Shuai(山东建筑大学市政与环境学院,济南,250101)
11.无公害制浆造纸废水处理 篇十一
一、新密市制浆造纸企业概况
新密市地处淮河流域, 该流域水污染状况较为严重, 主要是以COD和氨氮为主要污染物的结构型有机污染。而其中造纸企业的污染又是重中之重。为此, 新密市政府成立了领导小组, 进行污水处理厂项目的筹建工作, 以期到2010年底前, 出境水COD浓度必须达到40mg/L, 基本实现“水质得到明显改善, 达到水功能区的要求”, 恢复山清水秀的自然风貌的目标, 最终达到维护流域生态系统良性循环的长远目标。
根据新密市政府提出的要求, 目前新密市的主要造纸企业均已建成或正在建设污水处理场, 其中绝大多数企业采用了活性污泥法污水处理方法, 也有部分企业采取了接触氧化法进行污水处理。本文将对目前已投入运行的主要污水处理工艺进行简要介绍。
二、新密市一些制浆造纸企业的污水处理工艺
新密市造纸企业主要以废纸为原料进行生产。废纸浆及造纸废水污水中N、P含量较低, 污染物质主要是以COD形式反映的木质素及其衍生物、无机原料等以及以悬浮物形式反映的纤维等。因此, 造纸废水主要污染物质为COD和悬浮物。其中悬浮物一般可通过物化过程除去, 但COD需要生物处理过程才能够进一步去除。造纸污水不同于市政污水的主要方面就是可生化性较差, B/C比较低, 因此造纸工艺生物处理过程所选择的工艺方式非常重要。工艺方案的选择将直接影响到工程投资、工程占地、污水处理效果、运行费用、运行稳定性及可靠性等方面。因此选择技术上先进可行、经济合理的处理工艺是工程成功的关键。
目前, 新密市造纸企业采用的主要活性污泥法有氧化沟工艺、百乐克工艺和SBR工艺。以下, 本文分别进行论述。
1. Carrousel氧化沟工艺。
氧化沟是活性污泥法的一种变型, 废水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断循环流动。具有特殊的循环流态, 既是完全混合式又具有推流式的特征。
Carrousel氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气机, 每组沟渠安装一个, 均安设在同一端, 表曝机可以确保在整个环形沟道中混合液以湍流形式流动, 充分掺氧并完全混合。混合液要反复经过好氧、缺氧的环境, 这也使Carrousel氧化沟同时具备了去除BOD、硝化及同期反硝化的能力。为了达到去除污染物的最佳效果, 可通过改变表曝机的数量、转速或浸没深度来调节掺氧量, 从而控制好氧区和缺氧区的容积。这样, 有利于生物凝聚, 使活性污泥易于沉淀。沟深可采用3.0~4.5米, 沟内水流速度约为0.3m/s。
Carrousel2000氧化沟是在Carrousel氧化沟中增设一个缺氧池, 使氧化沟具有了高效脱氮和除磷功能。
Carrousel氧化沟的技术特点可归纳如下:氧化沟耐水质水量上的冲击负荷较好;限制了沟内丝状菌的过量繁殖, 改善污泥沉降性能;出水水质稳定;设备单一数量少且使用寿命长, 维修量少。
2. 百乐克 (BIOLAK) 工艺。
百乐克工艺起源于德国, 它是在常规活性污泥工艺和曝气氧化塘的基础上发展起来的一种新型工艺。它采用低污泥负荷, 高污泥龄设计, 通过无固定的漂浮移动式曝气系统供氧。由于移动式曝气系统的充氧特征在生化池内能够产生多重的缺氧和好氧区域, 因而本工艺具有良好的脱氮除磷功能。这种新工艺的主要特点如下:
(1) 浮动曝气延时活性污泥工艺, 污泥泥龄长, 有机物氧化充分, 能够满足最严格的污水处理排放要求, 出水可靠, 抗冲击负荷能力强, 与传统的氧化沟、A/A/O和SBR工艺相比, 其工程投资低, 运行管理简单。
(2) 浮动微孔曝气系统所产生的气泡在水中的停留时间是传统固定方式的3倍, 因而氧转移效率高, 动力消耗低。同时, 漂浮式曝气系统操作简单, 无须固定安装, 保养维护方便 (无须排空池体) , 可有效降低人工成本。
(3) 采用较长泥龄的设计对好氧系统而言, 工艺稳定, 在气候很冷或很热的条件下, 均可保持较高的BOD/COD去除率。对于含氨氮污水, 波浪式氧脂工艺还可以保证良好的脱氮效果。
3. SBR工艺。在序批式反应器系统 (Sequencing
Batch Reactor简称SBR法) 中, 曝气池、二沉池合二为一, 在单一反应池内利用活性污泥完成污水的生物处理和固液分离。SBR是污水活性污泥生化处理系统的先驱, 然而直到最近几年, 随着监控与测试技术的飞速发展, 这一技术才得以完全更新并被美国环境保护署推荐为一项低投资、低操作成本及低维修费用、高效益的环境处理新技术。
SBR工艺主体构筑物由SBR反应池组成, SBR反应池的运行操作由进水、反应、沉淀、滗水和待机五个阶段组成。
进水期。污水进入反应池。
反应期。污水进入反应池中发生生化反应, 在这阶段可以只混合不曝气, 也可以既混合又曝气, 以使污水处在反复的好氧-缺氧中。反应期的长短一般由进水水质及所要求的处理程度而定。
沉降期。在此阶段, 反应器内混合液进行固液分离, 因该阶段在完全静止条件下进行, 表面水力和固体负荷低, 沉淀效率高于一般沉淀池的沉淀效率。
排水期。当沉淀阶段结束, 设置在反应池末端的滗水器开动, 将上清液缓缓滗出池外, 当池中水位降到低水位时停止滗水。
待机期。本处理系统为四池运行, 在每池滗水后完成了一个运行周期。在此阶段可以从反应池排除剩余活性污泥。反应池排出的剩余污泥泥龄长, 已基本稳定。
SBR法与其他活性污泥处理技术比较的优点:
(1) SBR系统以一组反应池取代了传统方法及其他变型方法中的初次沉淀池、曝气池及二次沉淀池。整体结构紧凑简单, 无需复杂的管线传输, 系统操作简单且更具有灵活性。
(2) SBR反应池具有调节池均质的作用, 可最大限度地承受高峰时的BOD5浓度及有毒化学物质对系统的影响。
(3) 在污水流量低于设计值时, SBR系统只使用反应池部分容积, 就可以调节液位计的设定值时间, 避免了不必要的电耗。其他生物处理方法则无这样的功能。
(4) SBR在固液分离时整体水体接近完全静止状态, 不会发生短流现象, 同时, 在沉淀阶段整个SBR反应池容积都用于固液分离, 较小的活性污泥颗粒都可得到有效的固液分离, 因此, SBR的出水质量高于其他的生物处理方法。
(5) 处理流程简洁, 控制灵活, 可根据进水水质和出水水质控制指标处理水量, 改变运行周期及工艺处理方法, 适应性很强。
4. 接触氧化工艺。
接触氧化法也称淹没式生物滤池, 其在反应池内设置填料, 经过充氧的废水与长满生物膜的填料相接触, 在生物膜的作用下, 废水得到净化。
生物接触氧化法的运行原理是在运行初期, 少量的细菌附于填料表面, 由于细菌的繁殖逐渐形成很薄的生物膜。在溶解氧和食物都充足的条件下, 微生物迅速繁殖, 生物膜逐渐增厚。溶解氧和污水中的有机物凭借扩散作用, 为微生物所利用。但当生物膜达到一定厚度时, 氧已经无法向生物膜内层扩散, 好氧菌死亡, 而兼性细菌、厌氧菌在内层开始繁殖, 形成厌氧层, 利用死亡的好氧菌为基质, 并在此基础上不断发展厌氧菌。经过一段时间后在数量上开始下降, 加上代谢气体产物的逸出, 使内层生物膜大块脱落。在生物膜已脱落的填料表面上, 新的生物膜又重新发展起来。在接触氧化池内, 由于填料表面积较大, 所以生物膜发展的每一个阶段都是同时存在的, 使去除有机物的能力稳定在一定的水平上。生物膜在池内呈立体结构, 对保持稳定的处理能力有利。
接触氧化法具有以下优点:
(1) 体积负荷高, 处理时间短, 节约占地面积;
(2) 生物活性高, 且有较高的微生物浓度;
(3) 污泥产量低, 不需要污泥回流;
(4) 不存在污泥膨胀问题。
三、实际使用
调查了新密市30家造纸企业, 每一种生化处理工艺都有企业采用, 具体情况见表1。
12.无公害制浆造纸废水处理 篇十二
某造纸厂废水处理工艺设计及运行效果分析 作者:牛彦华
来源:《科技创新导报》2011年第08期
摘 要:采用水解酸化+SBR工艺处理某造纸废水。运行结果表明,该工艺能有效去除废水中的主要污染物,处理出水水质稳定,并达到要求排放标准。
关键词:造纸废水 水解酸化 SBR 工艺设计
中图分类号:X793 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(b)-0147-01工程概况
某纸业有限公司主要生产并经营高强度瓦楞纸、新闻纸、纸盒及纸箱。排出废水量为1000m3/d,最高日平均时设计处理能力为41.7m3。该厂的主要污染物是生产废水,废水主要来源于打浆、洗浆工段和抄造工段,废水中主要的污染因子为SS、CODCr、BOD5。废水中含有大量难降解有机物质,这些物质如不经过处理,排入河流中将严重影响纳污水系的水体功能,所以必须控制污染源,使企业能够达标排放,减轻对周边环境的污染。
该污水处理工程的水质如下:CODCr:1600mg/L,BOD5:500mg/L,SS:1200mg/L,PH:6~9。该厂外排废水应满足该省地方标准《造纸工业水污染物排放标准》(DB41/389-2004)中的要求,即:CODCr≤100mg/L,BOD5≤40mg/L,SS≤100mg/L,PH6~9,色度≤100。污水处理工艺选择及主要构筑物及设备参数
2.1 污水处理工艺选择
该公司生产废水有以下特点。1)SS含量较大;2)BOD5/CODCr比值较低,不易生化。采用物化处理+生化处理即污水在生化处理前,利用物化处理,降低污水中CODCr、BOD5的浓度,大大降低悬浮物的含量,提高废水的可生化性。物化方法采用旋流反应斜管沉淀的方法。好氧处理工艺采用序批式活性污泥法。本工程污水处理工艺,采用低负荷污水处理工艺,计算泥龄超过15d,污泥已接近稳定,不需设置消化池。污泥可直接经浓缩后脱水。其效果与经消化后脱水相近。污泥处理工艺采用带式压滤机脱水的污泥处理工艺。污水处理工艺流程见图1。
2.2 主要构筑物及设备参数
(1)预处理。
预处理设施主要包括收浆系统,业主可以自行完善现有的收浆系统。
(2)调节池。
1座。尺寸:5.0×9.0×4.0m,HRT4.0h。内设潜污泵两台,一用一备,潜污泵型号:80QW45-7-2.2,流量45m3/h,扬程7.0m,功率2.2kW。
为减轻后续工艺的冲击负荷,避免调节池淤积,需进行强制搅拌,设计采用鼓风曝气搅拌。
(3)旋流反应斜管沉淀池。
1座。设计流量41.7m3/h,尺寸5.0×4.0×4.2m,有效水深3.7m,采用重力排泥排渣装置。
(4)水解酸化池。
1座(分两格),设计流量41.7m3/h,尺寸10.0×6.0×5.5m,有效停留时间7.0h上升流速0.7m/h,水解酸化池产生的剩余污泥重力排至污泥贮池。
(5)SBR反应池。
2池。设计流量41.7m3/h,单池尺寸14×5×5.5m,最高水位5.0m,最低水位2.62m,超高0.5m污泥负荷0.1kgBOD5/kgMLSS·d,污泥浓度3000mg/L反应池运行周期8h。
每池内设1套滗水器,滗水速度200m3/h,SBR反应器曝气系统采用散流式曝气器。SBR反应池产生的剩余污泥采用重力排至污泥贮池。
(6)鼓风机房。
1间。尺寸13.2×7.2×4.2m,室内设3台鼓风机,2用1备。型号3L32WC,流量6.33Nm3/min,风压58.8kPa,功率11kW,转速1310rpm。
(7)污泥贮池。
1座,该工程污泥产生量约150m3/d,均自流进入污泥贮池。尺寸4×4×3.5m,超高0.5m,总有效容积50m3,为提升污泥,设污泥泵2台。型号25QW7-8-0.55,流量7m3/h,扬程8m,功率0.55kW。
(8)污泥脱水间。
1间。污泥采用带式压滤机压滤脱水后泥饼外运。尺寸9.9×7.2×4.2m,压滤机型号DYQ1000,1套,单台功率12kW。运行效果及效益分析
3.1 工艺处理效果
通过对该工艺的调试运行,工艺出水CODCr85mg/L,BOD534mg/L,SS25mg/L,出水水质稳定并达到了要求的排放标准。
3.2 环境效益
根据完全混合模式法预测,本污水处理工程建成后能很大程度地改善外排污水的水质,各项污染因子浓度值下降幅度均很大,而且出厂排水进入地表水体后,对地表水体造成污染程度将有所降低。CODCr排放量减少约450吨/年,BOD5138吨/年,SS360吨/年。
3.3 经济效益
工程总投资估算为76.87万元,直接投资估算为67.87万元,间接投资9.0万元。运行费用主要包括电费、人工费和药剂费。本工程总装机容量50.05kW,其中备用容量为13.75kW,运行容量36.3kW,日耗电量为553.6度,电价0.6元/度,则每日电费为332.16元/天。污水处理站设工作人员8人,工资为1200元/人·月,则人工工资为320元/天。每天投加有机和无机絮凝剂,每天的药剂费用为500元。直接运行费为1152.16元/天。折合吨水成本为1.16元/吨水。结语
13.无公害制浆造纸废水处理 篇十三
摘要:云南省某竹浆造纸厂采用锅炉烟道气循环酸化加絮凝沉淀法预处理造纸黑液,预处理后的黑液和中段废水及抄纸白水混合,用氧化沟进行处理,效果稳定可靠,出水水质达到<造纸工业水污染物排放标准>(GB 3544-2001)和<污水综合排放标准>(CB 8978-1996),表明采用以锅炉烟道气循环酸化和氧化沟为主的工艺处理竹浆造纸废水是可行的,对工程中存在的.问题及今后的改进方向也进行了分析.作 者:杨丽芳 朱树文 徐晓军 周清 YANG Li-fang ZHU Shu-wen XU Xiao-jun ZHOU Qing 作者单位:杨丽芳,YANG Li-fang(昆明理工大学,国土资源工程学院,云南,昆明,650093;昆明冶金高等专科学校环境与化工学院,云南,昆明,650033)
朱树文,ZHU Shu-wen(昆明力环环保科技有限公司,云南,昆明,650106)
徐晓军,XU Xiao-jun(昆明理工大学,国土资源工程学院,云南,昆明,650093)
周清,ZHOU Qing(昆明冶金高等专科学校环境与化工学院,云南,昆明,650033)
14.浅层气浮在造纸废水处理中的应用 篇十四
1 海泰造纸厂现有生产工艺
该厂一期工程改产产品由废纸脱墨加工而成, 在生产过程中, 改变了以前的置换洗涤法, 采用较先进工艺设备, 本着节约水源的原则, 采用全封闭浮选脱墨法降低了用水量。该厂采用目前国内先进的盘式热分散系统和全封闭脱墨枫叶组, 制浆过程中不添加任何化工原料, 利用强大热量使油墨与纤维分离, 产生大量气泡, 通过全封闭脱墨机组使油墨气泡去除, 整个脱墨过程中清水消耗降到最低, 降低了废水给企业带来的负担[1]。
2 海泰造纸厂目前污水处理工艺
该厂目前采用物化的废水处理方式。
集水井:168 m3, 有效保留时间2.7 h;废水在此汇集, 经提升泵提升到调节池。
调解池:2040 m3, 有效保留时间32 h;调节池对生产废水水质、水量进行调节。
一沉池:1500 m3, 有效保留时间24 h;通过絮凝沉淀作用, 去除了废水中大量的纤维以及各种填料、助剂等, 降低了悬浮物和COD浓度。
缓冲池:6600 m3, 有效保留时间105 h;絮凝沉淀池出水进入缓冲池。缓冲池可以看做是一级沉淀的延续, 污水在此进行充分沉淀, 最大限度的去除悬浮物及COD, 为后续二级处理减轻负担。
二沉池:1500 m3, 有效保留时间24 h;通过二级絮凝沉淀进一步去除废水中的污染物, 以确保污水稳定达标排放, 经二级处理后的废水也可直接回用, 减少废水排放, 节约大量的水资源。
污泥干化场:一沉池、二沉池产生的污泥, 排至干化场, 干化后定期外运。
3 海泰造纸厂目前的废水处理状况以及存在问题
3.1 目前的废水处理状况
目前, 该厂利用废报纸脱墨制浆过程产生的废水中含有大量的油墨、短纤维、胶料、颜料、表面活性剂等。废水排放量7 0 0 m3/d, 其中C O D:1 0 0 0~1 5 0 0 m g/L;B O D:7 0 0~1 5 0 0 m g/L;悬浮物:1 0 0 0~150 0 mg/L;pH:6~9。
由于污染物比较单一, 主要是除去杂质及脱墨 (废纸在脱墨的过程中污染比较严重) 。废水排放指标为:COD≤150 mg/L;BOD≤60 mg/L;悬浮物≤70 mg/L;pH:6~9。
3.2 海泰造纸厂目前的废水处理工艺存在问题
3.2.1 缺少捞浆工艺
目前的处理工艺因无捞浆工艺, 既损失了一部分微浆, 又增加了水中悬浮物和COD的含量。尤其是悬浮物含量的增加, 不仅加大了废水处理难度 (因加大了净水药剂投入量, 提高了处理成本) , 而且影响废水最终处理效果。
3.2.2 处理工艺与废水特点结合不紧密
该厂用废旧报纸做原料, 废水含有大量的油墨。油墨一部分以游离状态存在, 一部分以水包油乳化颗粒状态存在。加入净水剂后, 形成的膨松胶体吸附了大量油墨, 达到了净水效果, 但使其比重非常接近水的比重, 甚至比水轻。原工艺采用了下沉方法, 因比重的问题, 胶体在水中不易下沉, 呈悬浮状态, 即使下沉的一部分, 在水中也很膨松, 极易被水流带走, 导致沉淀池出水口悬浮物和COD超标。
3.2.3 对油墨的处理不到位
该厂废水含有一部分乳化状态的油墨, 对COD贡献值非常高。普通的净水药剂无法去除, 原工艺没有对该问题单独处理, 导致水中COD含量较高。
3.2.4 容易造成二次污染
因处理工艺对污泥没有单独处理, 极易造成二次污染。
4 建议与对策
4.1 建议将海泰造纸厂污水处理工艺进行如下改造
在水的利用和处理方面, 采用网下白水与制浆废水分离的办法, 纸机网下白水直接利用到制浆过程中, 制浆废水则泵送污水处理厂, 进行处理, 回用或达标排放, 根据原有工艺存在问题, 进行调整工艺流程。具体工艺流程如图1。
中段废水先经格栅去除易堵塞泵及管路较大杂质后流入集水井, 泵至100~120目尼龙斜网回收微浆 (用于生产低档纸) , 后进入沉淀池 (去除废水中重质微颗粒如:滑石粉) , 沉淀后经管路进入汽浮池, 在管路中加入反相破乳剂、混凝剂和絮凝剂, 经高压进汽系统在进入汽浮池的废水中产生微汽泡, 通过微汽泡把絮凝后的大颗粒悬浮至水面表层, 汽浮池清浮装置将悬浮物除去, 废水经煤渣澄清系统澄清后可回用或达标排放。
汽浮浮渣、沉淀池污泥流入污泥浓缩池, 泵至带压式滤机, 压成泥饼 (含水60%~70%) , 进锅炉焚烧, 浓缩池上清液和压滤水回集水井。
4.2 汽浮池类型的选择
目前, 国内汽浮池工艺基本为两大类型。一种为全压汽浮型;另一种为部分回流式汽浮池[2]。根据海泰废水悬浮物含量高及有一定乳化状态存在, 选用在处理高悬浮物水效率高的全压汽浮型, 该工艺在高悬浮物水的处理上, 有絮体上浮快、上浮彻底的优点。部分回流汽浮在处理该种水时, 汽浮出水带渣较多, 会大大增加煤渣澄清的负担。
4.3 药剂的选择
4.3.1 反相破乳剂的选择
由于在生产过程中, 会产生大量的油墨, 与水形成水包油乳化颗粒, 性状比较稳定, 普通的混凝剂和絮凝剂无法将之去除, 需加入0.5~2 mg/L反相破乳剂, 将油墨破出方便混凝。
4.3.2 混凝剂的选择
废水pH一般为6~9, 普通聚合氯化铝为混凝剂就是一种不错选择。
4.3.3 絮凝剂的选择
结合废水特点, 絮凝剂必须采用阳离子型, 最好是离子化度20%~30%的阳离子聚丙烯酰胺。因阴离子和非离子絮凝剂絮团形成后在被打碎的情况下, 重聚性能太差, 大大影响汽浮池效率而不使用。离子化度高, 则成本增高。综上因素, 选择离子化度为20%~30%阳离子聚丙烯酰胺。
4.3.4 加药浓度
经过小试, 确定了药剂适合浓度。投加情况见表1。
4.3.5 优势与特点
经过调整后的方案无外排废渣, 不产生二次污染, 处理后的水既可循环利用, 也可达标排放, 兼顾了社会效益及环境效益。
5 结论
海泰造纸厂废水处理工艺调整后, 中段废水经格栅—斜网过滤—浅层气浮工艺处理后回用率达90%, 每天还能回收纸浆, 每天少排放大量SS、COD, 经济效益与环境效益明显, 并且具有投资省、占地少、运行费用低、操作方便、性能稳定等特点, 可在同类型企业中推广应用。
参考文献
[1]高玉杰.废纸再生实用技术[M].北京:化学工业出版社, 2003:56-68.
15.浆造纸工业污水的化学处理技术 篇十五
2007-11-27 15:
43制浆造纸厂排放的污水来自制浆造纸生产的各个过程,这些污水含有不同的污染物质,常规的沉淀、澄清、气浮、过滤等物理处理方法,无法满足日益严格的排放标准,必须采用化学法辅助。
制浆造纸厂排放的污水主要有制浆废液、洗涤污水、漂白污水、脱墨污水和造纸污水等。处理过程既要分离其中的悬浮固体,除去COD、BOD以及各种可溶性的有害物质,还要脱除颜色、气味等。传统的铝盐、铁盐、或单一聚合物很难满足处理各种污水的需要,对于不同的污水必须采用不同的化学药品。污水处理用的化学药品除了常用的凝聚剂和絮凝剂以外,还有脱色剂、除硅剂等,很多时候需要使用一种以上的药品,以达到处理的目的。
1.蒸煮废液
目前碱回收是处理碱法制浆黑液的最佳方法,但是化学法处理黑液也取得了一定的成功。化学法首先利用除硅剂将黑液中的硅及木素分离出来,然后再用絮凝剂将其沉淀后出去,达到处理的目的。
2.脱墨污水
碱性脱墨工艺排放的污水难以处理。脱墨厂大多采用气浮法处理脱墨污水,其中使用单一聚丙烯酰胺絮凝剂,处理后的水质很差。实践证明,由高聚物和碱性瓷土组成的双元系统是处理碱性脱墨污水的最佳药品,它不仅效果好,而且成本不高。
3.纸机白水
纸机白水中主要污染物是悬浮固体,悬浮固体大部分是纤维和填料,处理相对比较简单。中国大多数大中型造纸厂采用了白水处理装置,但许多装置因为没有使用性能优良的絮凝剂,再加上入水浓度很高,处理效率普遍偏低。为了提高处理效率,首先应该采用污水防治技术降低白水的入水浓度,其次应该在污水处理中使用专用的高分子量有机絮凝剂。
4.污泥脱水
污水处理将水中的悬浮固体除出,最终产生污泥,常用的污泥处理方法是填埋。污泥填埋需要占用大面积的土地,例如一个日产300吨脱墨浆的车间,效率按82%计算,每天排出污泥约55吨,如果填埋高度为6米,每年需占用6000平方米的土地。为了尽量减少污泥填埋需要占用的土地面积,应该在填埋前对污泥进行脱水处理,尽可能的将污泥中的水分脱掉,使污泥的体积减少。
近年来,由于污泥填埋的成本不断上升,一些造纸厂已开始采用流化床燃烧去处理污泥。污泥焚烧要求进焚烧炉的污泥具有一定的干度,特别是当污泥的燃烧值较低时,需要通过脱水使污泥的干度达50%才可保证有效燃烧。
16.无公害制浆造纸废水处理 篇十六
论文摘要:造纸,这个缔造了人类辉煌的四大发明之一,如今正遭受着环境文明意识的拷问:消耗大量自然资源、高污染、低贡献。我们环保工作者与国内造纸企业一道正在通过技术创新等努力,共同改变和克服这一行业环保难题。本文首先介绍了我国造纸行业发展的现状,系统阐述了生化处理技术在造纸废水处理中的应用和研究进展,造纸废水处理的新技术。针对造纸行业环境影响评价的特点,根据在环保工作中的实际经验,重点就污染防治措施方面总结了该类环保工作中应注意的一些问题,并结合环保工作实际,提出造纸废水的综合解决方案。
论文关键词:造纸,造纸废水,废水处理
1前言
早在1800多年前,蔡伦发明了“蔡候纸”,成为闻名于世的中国古代四大发明之一,造纸术的发明对中国和世界文明的进步做出了巨大贡献。我国造纸行业发展到今天,有以下几个特点。
一是造纸行业成为国民经济的十大支柱性行业之一。据权威统计数据,我国国有和规模以上的国有造纸企业3342家,资产总额3228.4亿元,年销售2546.1亿元,同比增长27.90%,行业实现利润总额232亿元,同比增长23.67%,纸和纸板年产量5400万吨,消费量5800万吨。据专家的预测,,我国纸和纸板产量可达8000万吨,有望成为世界第一消费大国。全球造纸行业的产值和资产在工业行业中排名第3位。我国目前的纸和纸板产量、消费量占全球的10%和14%,仅次于美国。造纸行业是我国目前为数不多的需求量不断增长且供不应求的行业之一,纸和纸板的产量、消费量的年增长率多年来一直略高于我国GDP的增长率,未来几年,造纸行业的增长速度可保持在10%左右,是一历史悠久的朝阳产业。
二是现代的造纸行业兼具基础原材料和消费品行业的双重特点,它是技术、资金、资源、能源密集性,规模效益显著的基础原料工业,产品总量中80%以上作为生产资料用于新闻、出版、印刷、商品包装和其它工业领域,近20%产品直接用于人们消费。技术密集性表现在造纸工业投资60%以上是设备投资,自动化程度高于一般制造业;资金密集性表现在行业每万元产值占用150元;资源约束性表现在对纤维原料的依赖性极高;能源密集性表现在能源消耗较高于一般制造业;规模效益性表现在扩大规模是降低成本、提高经济效益、增强竞争力的有效手段。
三是我国造纸行业与世界先进水平的比较和发展趋势。我国造纸行业与世界水平比较存在几个方面较突出问题。第一是原料问题,我国原料比重木浆仅25%,非木浆30%、废纸浆45%,与国外木浆占63%、非木浆占3%、废纸浆占34%比。木浆比例低,不仅严重制约产品质量的提高,也使我国每年用汇近100亿美元进口木浆和废纸。第二是企业规模问题,我国造纸企业平均规模1.5万吨/年,与全球平均5万吨/年比规模效益明显偏低。第三是产品品种和档次问题,我国纸和纸板仅600多种,且近70%属中、低档产品,而发达国家有1200多品种,且70%以上是中高档产品。第四是能源消耗和环保问题,我国造纸行业的综合能耗是发达国家的1倍,吨浆水耗高于世界先进水平近10倍。造纸行业环境污染严重,治理成本高。这些问题均已对造纸产业的发展带来负面影响。
现在人们常用“白纸黑水”来形容造纸业的高污染现状。造纸工业废水排放量大,污染严重。造纸生产过程中,不同浆种,即采用不同的原料或加工工艺生产的纸浆,其污染物发生量悬殊,各种制浆废水中会有多种对生物有害的物质。
2造纸废水的来源、性质特点
2.1造纸废水来源、主要成分
在欧洲和北美,大部分造纸厂采用的原料是木材,印度和中国非木质纸浆分别为49%与86%,木材的主要成分是纤维素、碳水化合物(如淀粉和糖)和木质素。
造纸工业生产过程主要分为制浆和抄纸两个工艺阶段。制浆主要是调木、蒸解、洗净、漂白,抄纸则是把浆料稀释、成型、压榨、烘干制成成品,每生产1t纸需要耗水100~150t。
2.2造纸废水的特点
造纸废水流量大、污染严重、处理难。其主要特点如下:(1)污染物浓度高。尤其是制浆生产线废水,含有大量的原料溶出物和化学添加剂,其BOD浓度甚至高达104mg/L以上。(2)难降解有机物成分多,可生化性差。木素、纤维素类等物质采用活性污泥法难以降解,如有的纸厂处理过的废水BOD5已降至10mg/L以下,但COD仍达200mg/L以上,色度还很高。(3)废水成分复杂。除原料溶出物外,有的还含有硫化物、油墨、絮凝剂等对生化处理不利的化学品。(4)废水流量和负荷波动幅度大,并伴有纤维、化学品溢泄。在有多条生产线的工厂这种现象更明显。水量和负荷波动对生化处理系统的稳定运行非常不利。
3造纸废水的生化处理技术
3.1好氧处理技术
3.1.1活性污泥法
工业废水排入水体的有机物在耗氧菌及充足的氧气供给情况下进行好氧分解为无机物质。目前,最常用的造纸废水好氧处理法是活性污泥法,联合国活性污泥法工艺采用的有机负荷率(OLR)范围是0.07~0.21kgBOD/kgMLSS。活性污泥法来处理造纸废水其BOD和COD的去除率较高。活性污泥法处理废水时有两个关键的操作:维持曝气池中适当的溶解氧和沉降性能稳定的污泥。活性污泥的沉降性能由SSVI值来衡量,活性污泥法处理造纸废水时污泥的沉降性能较差,大多数SSVI值在120以下。根据某酸法纸厂污泥膨胀的试验研究认为造成污泥膨胀的原因主要是造纸废水中可溶性有机物含量高,由于有机物的好氧造成氧气不足,有机物负荷率低,营养缺乏。1994年,对太湖周围造纸厂活性污泥法处理造纸废水的研究表明,磷的积累也会导致污泥膨胀。因而,将活性污泥法用于处理造纸废水时由于容易出现污泥膨胀问题而逐渐被其它新的处理技术所取代或在其原有工艺基础上加以改进。
3.1.2曝气池前置选择器的活性污泥法
为了永久性地解决单一活性污泥法中的污泥膨胀问题,有人提出了在曝气池前部分加设一个选择器构筑物,通常是在曝气池入口处划出一隔间,内设搅拌设施。
选择器内可以是好氧的、缺氧的或厌氧的,废水在这一隔间停留时间一般为5~30min。好氧选择器内需要对废水充氧,以提供充足的溶解氧,在食物充足的高负荷区让菌胶团细菌首先抢食有机物,不给丝状菌繁殖机会。也就避免了污泥丝状性膨胀缺氧或厌氧选择器内只需搅拌不需充氧,如果污泥龄长,回流污泥中有较多NO,选择器在缺氧条件下工作,大部分菌胶团可以利用NO作氧源而生长繁殖,丝状菌没有这一功能,故受到抑制;如果曝气池内污泥无NO,则在厌氧条件下工作,丝状菌是绝对好氧的,因此不能生长,而菌胶团内的细菌有的是兼性的,在厌氧条件下也能繁殖。
对于造纸工业废水,认为选择好氧条件为好,虽然在缺氧与厌氧条件下非丝状菌有较好的磷代谢作用,但是造纸废水中磷的含量较低,故缺氧与厌氧选择器处理造纸废水不适宜,一般采用好氧选择器来处理造纸废水。
3.2厌氧处理技术造纸废水
由于有机物含量高而不宜采用好氧生物处理法今天厌氧处理法越来越多,厌氧消化是在无氧条件下,由兼性菌和厌氧菌降解废水中的有机物,同时产生以CH为主的污泥气和好氧生物处理法相比较厌氧消化处理有以下优点:(1)污泥产量少,不会出现污泥膨胀;(2)节省占地面积;(3)可以降解好氧过程不可生物降解物质;(4)化学药剂消耗量少;(5)用于造纸废水处理时,COD去除率稳定,约为80%。
前,厌氧消化技术还很少用于制浆造纸工业废水的处理。然而,近十年来,由于环保压力的日益增大,厌氧消化技术在制浆造纸厂废水处理上发展迅速。目前国外已有多种厌氧反应器用于制浆造纸工业废水处理。如厌氧接触反应器、厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)、组合型和二相厌氧工艺、厌氧流化床(AFB)等。
造纸废水中所含的无机硫化物(硫酸盐、亚硫酸盐、硫化物等)、氧剂如过氧化氢、含氮化合物、氯化物、挥发性有机酸、重金属和木材提取物如树脂酸等,有机添加物中DTPA等均对厌氧菌的生长有较强的抑制作用。因而,在采用厌氧法处理造纸废水时因采取适当的措施去除这些抑制物。
3.3厌氧-好氧相结合处理技术
独立的好氧处理或厌氧处理都有其各自得弊端,处理成本费用高,而且处理后的废水也难达到排放标准,所以,人们提出了厌氧-好氧处理法,经过实践证明,厌氧-好氧处理系统获得了良好的处理效果,又可降低成本,并使流程简单化。
通过连续流厌氧-好氧法处理漂白废水对比试验发现,厌氧-好氧工艺可提高氯化有机物的还原脱氯能力,从而提高了漂白废水的AOX和COD的去除率。吴朝军等人用厌氧-氧化法混凝工艺处理烧碱-蒽醌麦草浆黑液。实验室结果表明,UASB厌氧反应器容积负荷稳定在15kg/(m·d)时,整个系统CODcr去除率为85%~91%,BOD5去除率为94%~96%,系统出水水质达到了国家标准。荷兰某纸板厂使用厌氧-好氧工艺处理废纸废水,废水经处理后全回用,实现了废水零排放。
3.4人工湿地处理系统
人工湿地污水处理技术是一项新的污水生态处理技术,通过植物、微生物、土壤的共同作用净化污水。综合处理废水的能力受到人工设计控制,为此处理能力大大超过了自然湿地,并具有出水水质稳定、氮磷去除能力强、运转维护管理方便、工程基建与运行费用低及对负荷变化适应性强等优点。发达国家从20世纪90年代起已广泛采用人工湿地处理污水,用人工湿地处理生活污水和工业有机废水一般出水的COD能达30mg/L以下,BOD达到10mg/L,总氮和总磷的去除率可达70%和90%,同时可将不毛之地改造成绿洲。
人工湿地对造纸废水具有独特而复杂的净化机理,它能利用基质—微生物—植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用,通过共沉、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对造纸废水的高效净化,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物生长并使其增产,实现废水的资源化和无害化。当造纸废水流经人工湿地系统时,大量的悬浮固体被填料和植物根系截留并沉积在基质中,其它污染物则通过生物降解和植物吸收等作用而被去除,通过定期更换和收割栽种在湿地床填料中的植物,最终使污染物从湿地系统中得到去除。人工湿地系统用来处理造纸废水都有显著的环境效益、社会效益和经济效益。
4新型高效处理技术
4.1高级氧化法
高级氧化法的概念由Glaze等首次提出,泛指氧化过程中有大量羟基自由基参与的化学氧化过程,包括光催化氧化法、湿式催化氧化法(CWO)、超临界水氧化法(SCWO)、电催化氧化法(ECO)等,可分为均相反应过程和非均相反应过程两大类。其最大的特点是:使用范围广、处理效率高、反应速度快、二次污染小、可回收能量及有用物质。
4.1.1光催化氧化机理及研究进展
光催化氧化(非均相)是以n型半导体作催化剂的氧化过程,当催化剂受到紫外光照射时,表面的价带电子就会被激发到导带上,同时在价带产生空穴,形成电子-空穴对。这些电子和空穴迁移到粒子表面后,由于空穴有很强的氧化能力,使水在半导体表面失去电子生成氧化能力极强的羟基自由基,羟基自由基再与水中有机污染物发生氧化反应,最终生成二氧化碳和水及无机盐等物质,从而使废水得到净化。光催化氧化法是造纸废水处理的又一新思路。
4.1.2湿式氧化法的机理及研究进展
湿式氧化法是在高温(150~350℃)高压(5~20MPa)下用氧气或空气作为氧化剂,氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物使之生成二氧化碳和水的一种处理方法。
我国用湿式氧化处理造纸等废水的研究也取得了一定的进展。云南省对从日本大阪煤气公司引进的小型试验装置进行技术改造,已经完成了技术工业化国产设计,其实际应用指日可待。
4.1.3超临界水氧化法的机理及研究进展
超临界水氧化技术(SCWO)是20世纪80年代中期由美国学者Modell提出的一种能够彻底破坏有机物结构的新型氧化技术。在超临界的状态下水成为非极性有机物和氧的良好溶剂,这样有机物的氧化反应就可以在富氧的均一相中进行,不受相间转移的限制而使废水中所含的有机物被氧气分解成水、二氧化碳等简单无害的小分子化合物。同时较高的温度也使反应速度加快,甚至几秒内就能完成对大部分有机物的破坏。
近20年来,超临界水氧化技术已在欧、美、日等发达国家受到广泛重视和深入研究。超临界水处理有机废物有氧化和萃取两种类型。氧化法能对含酚废水、含二恶英类物质的造纸厂废水给以深度处理,使废水循环使用不排污。如果超临界水氧化法处理造纸废水能实现工业化,将会根本缓解我国中小造纸废水的处理压力。
4.1.4其他高级氧化技术
为了处理造纸等工业废水,人们还开发了许多新的氧化技术,如电催化氧化、微波、超声波、高能电子辐射、高压脉冲放电等。这些技术是利用不同的物理化学方法使有机物失去电子被氧化生成二氧化碳和水,从而达到消除污染的作用。这些技术已取得一定的研究成果,但其机理还有待深入研究。周姗等认为其机理可能是几种氧化技术的综合,比如超声波可能是有机污染物同时通过羟基氧化、泡内燃烧、超临界水氧化等3种途径进行降解。高级氧化法的处理效果是显而易见的。不过高级氧化技术对设备的要求比较高(耐高温、高压),对催化剂的选用与回收问题等也需要进一步深入探讨和解决。因此,今后工作重点将是对催化剂的筛选及温和的.反应条件的探求。
4.2膜分离法
液膜法是1968年由美国科学家黎念之博士首先提出的一种新型膜分离技术。最早用于海水和苦咸水的淡化,其后,随着膜分离技术的不断发展和新型膜材料的开发研制,膜价格不断下降,使膜分离技术在水处理领域得到广泛应用,工业废水和生活污水的处理及饮用纯净水的制备等方面均有报导。
液膜分离技术和溶剂萃取过程相似,由萃取和反萃取两个过程构成。在液膜分离过程中,萃取和反萃取是同时进行、一步完成的。液膜分离技术按照构型和操作方式的不同,主要分为支撑液膜和乳化液膜两种。
4.2.1液膜法的技术原理
液膜分离是待分离物质由连续相(外相)经膜相向内包相传递的过程,其分离机理可分为选择性渗透、化学反应、萃取和吸附等3种。选择性渗透是利用不同物质在膜相溶解度和渗透速率的不同而完成分离的过程。化学反应可分为滴内反应和膜相反应两类。滴内反应是待分离的溶质首先渗透到膜相,然后在膜相内侧与内包相试剂发生滴内反应生成不溶于膜相的物质,从而达到分离的目的。它可以最大限度地保证液膜两侧的浓度梯度以促进传输,故也称I型促进迁移。膜相反应是使流动载体和被迁移物质之间发生选择性可逆反应,料液中的组分与膜相载体反应生成中间产物,这种中间产物扩散到膜相的另一侧与内包相试剂反应生成不溶于膜相的物质,并使溶质重新还原而释放。这种反应极大地提高了渗透溶质在液膜中的有效溶解度,增大了膜内浓度梯度,提高了传质效率,也称为Ⅱ型促进迁移。伴有化学反应的液膜分离过程可明显提高过程的传质推动力和传质效率。萃取和吸附是料液中悬浮物为膜相吸附或有机物为膜相萃取,从而达到分离的目的。液膜分离的机理是十分复杂的,有时可能呈现几种分离机理的联合作用。
4.2.2液膜法处理造纸废水的研究进展
液膜分离法作为一种高效、快速和节能的新型分离技术,已被广泛用于化工、医药、生物工程、湿法冶金及环境保护等方面。乳化液膜已经成功地用于处理含酚废水、浓缩稀土金属、提取废水中的重金属离子等,它的研究领域还在不断扩大。
高级氧化技术和液膜法在造纸废水处理中的应用为造纸废水处理开辟了新途径。但是,要使这些技术工业化还存在一些亟待解决的问题,如高级氧化法对设备的要求及催化剂的回收等、液膜法中的膜的稳定性及破乳问题等。目前我国造纸行业的发展趋势,一是企业规模集约化,走规模化和集团化的发展之路,现国内已有多家企业年产量达100万吨以上,二是大力推动林、纸一体化发展,提高木浆比重,三是产品高档化和多元化,许多企业为了增加市场竞争能力和提高经济效益,在提高产品档次和增加产品品种方面增加投放。同时做好清洁生产、节能降耗、“林纸一体化”和扩大废纸回收利用,才能获得经济和环境上最佳的效益。
造纸废水的成分复杂,难以处理,经过环保工作者不断的努力,制浆造纸废水处理和资源化技术日新月异,传统的废水处理回用技术不断被革新和发展,同时,出现了许多更新的、更先进的技术。
虽然造纸废水的处理方法很多,但每种方法和工艺都有适用条件,各有其优点和不足。我国和外国造纸原料有所不同,即使是非常先进的处理方法,也不可能独立完成处理任务。在处理造纸废水时,应根据我国造纸的技术和废水性质选择合适工艺,往往需要把几种方法组成一个处理系统,才能完成所要求的处理功效。一般来说,废水中的污染物是多种多样的,也有各自最佳的处理方法,可根据不同水质,并结合企业自身情况,选择最合适的废水处理系统。
作为环保工作者,应从新的角度认识废水。废水和资源是对立统一的,废水可以被认为是有待于开发的资源,只要技术过关、措施得当,废水完全可以转化为资源。从这个角度说,造纸厂的“零排放”是最终可以达到的。用新的思路考虑处理污水的方法,对未来水污染问题的解决将是有利的。
参考文献
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17.生物技术在造纸废水处理中的应用 篇十七
造纸废水较其他工业排放废水而言在处理上具有较高的难度, 这是由于其所产生的废水中含有大量难以降解的纤维性物质和污染度较高的色素物质, 因此, 给废水处理带来了极大的困难。但与此同时, 如果不仅是对造纸排放的废水进行及时有效的处理, 其带来的污染后果又是极其眼中的。因此, 采取有效的技术和方法来实现对造纸废水的处理具有十分重大的社会意义。下文将列举一些常见的废水处理方法以供参考。
1.1 氧化生物接触法
该种方法是一种较为传统也是十分常见的污水处理方法之一。其作用原理是通过在污水区域中创造一定的淤泥环境, 培养大量的微生物菌群, 使之在表面形成一层生物膜, 膜体对污水中的污染物进行隔离和吸收, 以达到污水处理的效果。
1.1.1 活性污泥法。活性污泥法是应用最为广泛的废水生物处理技术。它是利用悬浮生长的微生物絮体吸附、吸收、氧化和降解废水中的有机污染物, 使之转化为无害的物质, 从而使废水得以净化的一种好氧生物处理法。活性污泥法主要降低废水的BOD值, 但传统活性污泥法会排放出大量剩余污泥, 这些污泥中饱含着各种污染物, 所以处理和处置这些污泥也是一大难题, 现在的活性污泥法发展趋势是污泥减量化和与厌氧法组合处理工艺。
1.1.2 序批式活性污泥法 (SBR) 。序批式活性污泥法 (SBR) 是一种间歇运行的废水处理工艺, 它是在一个反应器内按时间顺序先后完成普通连续流活性污泥法中多个处理单元所进行的工艺环节。SBR技术的核心是SBR反应池, 该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池, 无污泥回流系统。利用SBR工艺对造纸废水进行处理, COD去除率可达82.5%, 且运行比较稳定, 处理效果良好, 出水水质达到国家规定的造纸行业废水排放标准。
1.1.3 高效生物反应器 (Hc R) 。高效生物反应器 (Hc R) 是活性污泥法的一种发展, 其特点是高效、高浓、高负荷, 占地小、污泥少、能耗低, 很适合于COD浓度较高的造纸工业废水的处理。Hc R的反应效率较常规活性污泥法高, 接近到纯氧曝气的水平, 其容积负荷可达 (50~70) kg COD/m3·d, 是常规活性污泥法的10~30倍;反应时间为 (1~2) h, 是常规活性污泥法的1/20~1/40;污泥负荷可达 (5~10) kg COD/kg (ss) ·d, 是常规活性污泥法的2~3倍。
1.2 厌氧生物处理
厌氧生物处理法是指在没有氧气参与的条件下, 通过厌氧生物对有机物进行酸性发酵和碱性发酵两个阶段的分解处理, 从而完成整个代谢过程。主要有厌氧滤池、厌氧流化床等。
1.2.1 厌氧滤池 (AF) 。厌氧生物滤池是一种内部装填有微生物载体的厌氧生物反应器, 厌氧微生物部分附着生长在滤料上, 形成厌氧生物膜, 水中的有机物扩散到生物膜表面, 使生物膜中的微生物降解。
1.2.2 厌氧流化床 (AFB) 厌氧流化床是使附着微生物的填充材料的有效表面积最大, 体系内附着的活性微生物浓度最大的反应器。实验室和中试研究都表明用AFB处理制浆造纸废水能达到比其他高效厌氧反应器高得多的负荷率。
1.3 生物酶处理技术
生物酶处理有机物是先通过酶反应形成游离基, 然后游离基发生化学聚合反应生成高分子化合物沉淀。与其他微生物相比, 酶处理技术具有催化效能高、反应条件温和、对水质及设备情况要求较低、反应速度快、对温度、浓度和有毒物质实用范围广、可以重复使用等优点。乔庆霞等进行了选育优势菌处理含氯漂白废水的研究, 实验结果表明:优势菌在漂白中段水相对浓度为50%、p H为7.0、菌液量为2m L时, 对废水中有机氯化物和COD的综合处理效果较好。
1.4 光合细菌处理技术
该项处理技术又称作是PSB污水处理技术, 其作用原理是通过培养可以进行光合作用的厌氧菌群, 利用其可以在光合条件下进行光合反应来生成自身所需要的氧份, 同时又在进入污水内部时进行自身氧份的补充, 形成生物膜来实现对污染物降解的目的。由于该种菌群能够重复的进行光合和厌氧的操作, 因此其本身的性质也介于有氧生物和厌氧生物之间, 较其具有独特的优势。通过此种方法处理的污水能够最大限度的降低淤泥的含量, 并且处理过程不受温度的影响, 实施起来也较为灵活, 而且, 这种光合细菌技术的应用, 可以在不增加处理成本的条件下, 达到最佳的污水处理效果, 是一种理想的造纸废水处理方法。
2 新型生物技术的开发和使用
2.1 新型厌氧处理技术
在造纸废水处理中, 厌氧处理技术是一种新型的处理工艺, 由于近几年来水资源污染程度加剧, 因此, 该项技术也日益受到社会的广泛重视。鉴于造纸废水处理的特殊性, 各国的厌氧生物处理技术研发进程相对缓慢且各国的处理方法都不尽一致。我国在此方面起步较晚, 目前还处于研发试验阶段。废水的厌氧处理主要是通过在废水中培养厌氧微生物群, 使之将废水中毒污染物进行分解和消灭, 来达到净化废水的目的的一种处理方法, 其处理效果较为明显, 但还需要技术人员的不断探索和研发, 以提高其实际应用价值。
2.2 液膜分离技术
液膜分离技术也是一种有效解决造纸废水的途径。该种方法的作用原理是通过在午睡中建立一种膜状生物结构, 将污水中的污染物进行完全隔离, 并进行污染物的集中萃取, 达到净化水源的目的。该种技术具有高分离性, 分离速度快, 处理水域面积大等优势, 实现了废水中污染物的高效分离和排出, 具有十分明显的实际污水处理效果。现阶段我国的液膜分离技术大多还处于研发阶段, 一些过程控制还缺乏有效的控制手段, 所以还需要技术人员不懈的努力, 但此项新技术的应用具有极为光明的发展前景, 其投入到实际应用领域也指日可待。
2.3 生物氧化处理技术
与上文提到的厌氧处理技术相对应, 生物氧化处理技术是通过对悠扬生物的培养来达到污水处理效果的。该项技术的操作原理是采用适当方法在污水中进行好氧生物的培植, 进而起到井水的作用。在使用此种方法时, 要时刻保持微生物处于有氧的环境之中, 因此, 需要充足的提供水底的氧份条件, 保证好养微生物群发挥其降低污染物浓度的功效。
3 结束语
在造纸废水处理过程中加入生物技术将大大提高废水处理效果, 并带来最为经济有效的社会效益, 为此, 应该在废水处理领域充分开发利用这种新型方法, 从根本上缓解我国废水处理难的问题, 寻求更为环保, 更为高效的废水处理新模式, 实现水资源的可持续发展。
摘要:我国在工业发展过程中, 工业废水的过量排放已经成为了制约工业发展的主要因素之一, 造纸工业是污水排放量占据首位的主要生产行业, 对于该行业所排放的废水如何进行有效处理是社会各方共同致力研究的领域, 在进行废水排放处理的同时还要最大程度的实现水资源的循环利用, 这对于废水处理领域无疑是一项更为重大的挑战。生物技术的开发和应用为废水处理带来了新的契机, 使用新型生物技术可以有效降低造纸废水的排放量, 提高废水的利用率, 不失为一种极为有效的解决问题的途径。
关键词:淤泥法,生物酶处理,光合细菌处理,新型生物技术
参考文献
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