资源化利用

造纸废水的处理及资源化利用

摘要本文总结了造纸过程中废水产生的途径及处理技术方法的,以及资源再利用技术.

关键词造纸废水环境污染资源化

Papermaking wastewater treatment and resource utilization

Abstract This paper summarizes the way the process of wastewater treatment technology and methods, and resource recycling technology. Keywords papermaking wastewater pollution resources

前言在我国许多小造纸厂,利用麦秸碱法等制浆排放的废水,严重污染环境,使当地的造纸行业成为一个巨大的污染源。2000年“一控双达标”以后,许多小造纸厂改成利用回收废纸生产再生纸。内蒙古鄂尔多斯市属草浆造纸厂由于污染严重,大多已关闭停产。但市场上流动的再生卫生纸可以表明一些小再生纸厂仍继续生产。

废纸造纸是以废纸为主要原料生产纸张的造纸方式, 其生产设备投资少、工艺技术简单,与直接利用原生植物纤维原料制浆造纸相比, 环境污染负荷相对较小,并能有效利用废纸资源。随着废纸制浆技术的不断成熟, 废纸再生造纸已成为造纸行业发展的重要趋势之一。由于废纸中含有成分复杂的废杂质,需要化学品制剂将其去除以完成制浆, 加之抄纸过程中需添加施胶剂、滑石粉等制剂,致使废纸再生造纸过程中排放大量含有毒有害污染物的废水。针对废纸造纸中废水污染问题, 国内外已成功研发出一系列的处理技术,为该类废水的有效治理奠定了基础。

废纸造纸中废水的污染特性废纸再生造纸工艺大体分为制浆和抄纸两大部分,废水排放主要来源于制浆部分的除渣、洗浆、漂洗等过程中产生的大量洗涤废水及含有纤维、填料和化学药品的纸机白水。

首先介绍一下废水的污染成分:该种废水中主要有4 种污染物: SS、C ODcr、BOD5和色度。CODcr和B OD5 主要来自废水的木质素、半纤维素; 细小纤维、无机填料等主要形成SS ;油墨、染料等形成色度及CODcr[ 1]。

废水污染负荷的差异性:废水中的SS 、CODcr浓度较高, BOD5 值相对较低, B OD5 与C ODcr的比值一般为0 . 15~ 0 . 25[ 2]; 鉴于废纸种类、来源、处理工艺以及废纸处理过程的技术装备情况的不同, 排放废水的污染特性差异[ 1].

一造纸一般废水处理方法

一般造纸废水方法分为物理法,化学法,物理化学法,生物法四种. 。由于其水质复杂,通常采用将几种处理方法结合在一起的多级综合处理方法,即对于不同污染特性的废水、在不同的处理阶段,采取不同的处理技术。

废水的初级处理方法:

(一) 过滤

过滤法是最简单的去除细小纤维的方法, 而且对其他处理设施起到保护作用。过滤通常采用细筛网或微滤机,处理水量大时一般采用微滤机。由于过滤法不能去除油墨、溶解性物质以及过于细小的悬浮物,所以只能作为预处理的手段[ 3].。

(二) 超效气浮

气浮法是固- 液或液- 液分离的一种方法, 其应用的关键是在水中通入或产生大量的微细气泡。超效气浮是气浮净化技术的重大突破,将原有的静态进水、动态出水改为动态进水、静态出水, 改变了传统推流式气浮池的进出水及污泥分离方式。实践证明, 超效气浮对SS 的去除率能达到90 %以上, 特别适合废纸造纸废水的预处理[ 4], 对中等规模以上废纸造纸生产废水的预处理具有一定的优越性。根据废水实际情况, 选择适当的处理方法对废水进行初级处理后,可去除80%左右的悬浮物和无机颗粒物,部分CODcr和BOD5 也被去除, 大大减轻了后续处理工艺的负荷。

废水深度处理:活性污泥法,生物接触氧化法,厌氧生物处理,混凝沉淀

(一)活性污泥法

活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的一类好氧生物处理方法, 主要包括A /O法、SBR法、百乐克、选择器活性污泥法、氧化沟等[ 3]。序批式间歇反应器( SBR)是近些年开发的活性污泥法工艺, 该工艺通过程序化自动控制充水、反应、沉淀、排水排泥和停置五个阶段, 实现对废水的生化处理。S BR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,可实现高容积负荷( 6~ 10 kgCODcr /m3# d)和高去除率(CODcr去除率80 % ~ 90 % )。(二)生物接触氧化

生物接触氧化法是一种好氧生物膜法工艺, 其原理是在曝气池中安装固定填料,废水在压缩空气的带动下,同填料上的生物膜不断接触,同时压缩空气提供氧气。实践证明, 生物接触氧化法能够较好的处理废水, 尤其适合脱墨废水的处理,但在实际应用当中其挂膜的效果和生物膜的优劣直接决定处理效果[ 5]。在处理废水过程中, 生物膜的活性厚度在70~ 100 Lm之间, 生物膜的活性较好; 在挂膜不同阶段,对CODcr的去除率有所不同, 在挂膜前期去除率较低,在正常运行后,去除率稳定在较高水平, 能够达到88 %的去除率。

(三)厌氧生物处理

厌氧生物处理不仅可以用于高浓度和中等浓度有机废水的处理,而且也适用于低浓度有机废水的废水处理得到广泛应用, 这种技术同样适用于废纸造纸废水处理。20世纪90年代荷兰Paques公司的专利技术IC反应器(内循环厌氧反应器)以其占地极少、体积小、效率高的优点[ 6], 在造纸工业废水处理中得到了有效应用。

二造纸污水处理的一些新途径

黑液和白水的混合废水作为农业灌溉用水,土地处理污水是一种应用较多的污水处理方法,但是将造纸黑液和白水的混合废水用于农田灌溉,并取得成功的实例少见,所以把造纸废水灌溉作为一种综合利用的新方法提出其目的是使这种方法得到完善和发展。废水灌溉是利用土壤净化废水的处理方法,因为土壤是一种天然的净化系统,具有废水净化中的物理、化学和生物的作用,如机械的渗滤、物力和化学的吸附或吸收,以及微生物群落的生物降解作用。利用土壤净化废水在 1 6 世纪就有应用,1 9 世纪以来在西欧、美国、前苏联均有很大发展,早期废水灌溉的主要目的是净化废水,以后发展成为农业上解决用水的一项重要措施,这也是解决废水出路的一个主要途径。在国内废水灌溉已有很早的历史,并有了很大的发展。19 7 2 年在河北省石家庄召开了全国污灌会议,会议确定了积极、慎重污灌的方针,此后又在污灌地区开展污染状况调查和开展污灌水质标准的研究,并于1 9 7 9 年 1 2 月l口发布了《农田灌溉水质标准》,为发展污灌技术提供了科学的依据。现已秦皇岛地区某造纸厂制浆黑液和白水的混合废水用于农田灌溉的实例来分析造纸工业废水作为农田灌溉用水的可行性和经济性。该造纸厂建厂以来,排放的废水( 黑液和白水混合)一直被当地农民用来灌溉水稻,污灌时间最长的有1 2 年之久,灌溉面积达1 4 公顷。r o 多年来利用造纸废水灌溉水稻田,尚未发现污灌对农作物和农产品造成影响和污染,相反利用造纸废水灌溉,在同样管理条件下,与用清水灌溉稻田比较,污灌田秧苗返青提前 5 天,每公顷少施化肥5 2 0一6 0 0 千克,每公顷产量达7 5 0 0一9 7 5 0 千克[7]。

造纸黑液也可以作为型煤的粘合剂, 众所周知加工型煤需要添加粘合剂一般使用的粘合剂是泡花碱和黄土。如果用造纸黑液作为加工型煤的粘合剂,取代泡花碱,既可节省原

料,又可消除或减轻造纸黑液对环境的污染,并使造纸黑液得到综合利用,这将为造纸黑

液的综合利用开辟一种新途径。实验表明,用黑液作为型煤的粘合剂是可行的,试验取得成功。此外,还可以考虑把造纸黑液作为水煤浆生产工艺用水,既可为造纸黑液寻找综合利用的新出路,又可以节约水资源。