造纸工业废水治理技术综述
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・污染治理・造纸工业废水治理技术综述张 荣1 胡艳华2( 1鄂尔多斯市环境保护监测站,鄂尔多斯 017000; 2兴安盟环境监测站,137400)摘要:目前我国造纸业大多以草类、再生纸为原料生产纸品,造纸废水的污染日益严重,造纸废水的处理已经提上日程。
本文针对废水中主要污染物的不同,对其处理方法、治理技术、工艺分别进行了论述,并提出了建议。
关键词:造纸废水; 治理技术中图分类号:X793文献标识码:A文章编号:1007-0370(2007)01-0077-05THE SU MM ARY O F W ASTE W ATERTREAT M ENT TECHNOLO GY O F PAPER M AK I NG I N D USTR YZHANG Rong HU Yanhua(Erdous c ity Env i ronm en t a l Protecti on Bureau,D ong Shen 017000) Ab s trac t:A t p resent,most of paper making industries in China depend on stra w and rep r ocessed paper as ra w materials,the waste water polluti on of paper making industry becomes more seri ous,and the treat m ent of paper making waste water is urgent.According t o dif2 ferent main pollutants of wastewater,the dis posal methods,treat m ent technol ogy and techniques are separately discussed,and suggesti on are put f or ward.Key wo rd s:paper making waste water;treat m ent technol ogy 造纸废水产生于纸张生产过程,是一种典型的高污染、高耗氧、难生化降解的有机废水,所排废水中主要污染物和排放量与造纸原料、工艺的不同而异。
我国目前人均纸产品占有率只有世界平均水平的四分之一。
近年来,造纸工业虽有一定的发展,但由于污染问题的严重制约,防治技术滞后,制约造纸工业大幅度飞跃,有些造纸厂由于废水污染严重,不得不关闭停产。
尽管如此,造纸工业废水对环境的污染日趋严重,废水量约占全国工业总废水量的10%左右,我国造纸工业的平均单位产品耗水量要比发达国家高出1倍以上。
因此寻找符合国情的造纸废水综合处理技术,将对保护环境,发展我国造纸业产生重要的意义。
(曲格平收稿日期:2006-12-17作者简介:张荣,男,毕业于包头钢铁学院,工程师,现从事大气环保监测工作.《中国环境问题及对策》1987)1 再生造纸废水治理1.1 治理技术现状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。
目前,再生浆造纸废水处理一般采用常规的混凝:一沉淀法,较常用的混凝剂为聚氯化铝(P AC),助凝剂为聚丙烯酰胺(P AM),该药品组合处理后的出水一般均能达到国家排放标准。
但P AM价格昂贵,增加废水处理成本;且P AM 单体有毒(致癌),以P AM 作助凝剂可能会在排水或排泥带入二次污染物。
因此研究适合我国国情的再生纸废水处理技术十分必要。
1.2 治理技术进展1.2.1 华北水利水电学院研制出一种P AM 的替代品SFT 一处理再生纸废水技术。
该药品(试验采用的SFT由国家非金属矿研究院供)既可提高再生纸生产废水处理的混凝效果,又能降低运行成本,保证废水处理设备的高投运率。
SFT 是一种超细滑石粉,是经特殊加工的无机矿物超细微粒。
使用P AC +SFT 方案时,混凝沉淀工序产生的污泥可直接排入环境,对环境无害。
污泥不增加排入环境的COD 总量,排水中也不存在P AM 单体二次污染的问题。
每处理1m 3再生纸造纸废水,可节约药品成本0.1046元,依此估算,若一个年产1万t 的小造纸厂排放污水量以2000m 3/d 计,则废水处理药品成本可节约209.20元/d,每年按300d 计,全年可节省6.276万元。
药品成本表l 。
(杨崇豪、张洁《环境污染治理技术与设备》2003.9)表1 药品成本一览表药品名称P AC +P AM 方案P AC +SFT 方案P AC P AM P AC P AM 用量/mg .L-130053003药品成本/元.m -30.540.110.540.0054合计0.650.5454 超细滑石粉(SFT )可替代P AM 作为助凝剂处理再生纸造纸废水,比P AM 作助凝剂成本降低,不引起二次污染,SFT 作助凝剂时,对再生造纸废水混凝处理的药品投加量,最优组合为pH6.5,P AC300mg/L,SFT3mg/L 。
1.2.2 贵州水处理设备厂采用的气浮法。
絮凝上浮法使轻飘絮粒的上浮分离速率及净水效率大为提高,浮渣含水率低,为固体物料与水的回用创造了良好的条件,由于水基本上全部回用,实现了生产中的循环使用。
工艺流程见图1。
图1 贵州水处理设备厂气浮法工艺流程图图2 江苏某造纸厂高效浅层气浮法处理流程图 再生造纸废水采用高效汽浮工艺和设备进行处理,完全可以实现造纸废水的处理和水循环使用,出水水质可以达到国家污水综合排放标准。
(张希衡《废水处理工程》冶金工业出版社)1.2.3 江苏某造纸厂采用高效浅层气浮法处理造纸废水,是一个先进的快速气浮系统。
由于以废纸为原料,废水中杂质多,组份较复杂,采用格栅、斜网过滤加浅层气浮处理造纸废水,处理后的废水可达标排放。
对溶解性COD 、BOD 5有一定的去除效果,在不加药的情况下对SS 、COD 也有较高的去除率。
经斜网过滤可回收大量纸浆,每天约5-6t 。
流程连续性强,操作管理简便,经处理的废水回用率达90%,经济效益、环境效益明显。
处理流程见图2。
1.2.4 灌云县春生环保技术开发所开发的物化法处理再生造纸废水新技术。
该技术经连云港小里造纸厂生产性运行后,废水达标排放,通过了环保部门验收。
当地环境监测站多次连续采集水样化验,结果见表2。
表2 连云港某造纸厂废水处理设施验收监测结果一览表项目COD (mg/L-1)SS (mg/L-1)挥发酚(mg/L -1)色度/倍pH 废水93813800.0492808.1净化水112710.00247.8国家标准1502000.500806.0-9.0图3 物化法处理再生造纸废水工艺流程图 运用物化法处理技术,治理工程占地面积小,造价纸、节省运行费用,净化水水质稳定。
处理工艺见图3。
(《造纸工业水污染物排放标准》G B3544-2001)本设施的特点是:无动力搅拌斜板沉淀器无需动力,是集投药、调pH 值、混凝搅拌、沉淀分离为一体的废水处理先进新设备,节约用水80%,并可回收纸浆用于造纸。
1.3 问题及建议采用废纸生产纸品,在生打浆、洗浆和抄造等生产工艺中产生大量综合废水,从上述再生纸废水处理实例可以看出,只要严格掌握各工艺的技术关键,完全可以实现造纸废水的处理和循环,但在长期水循环使用中,也会出现一些问题,如多余水的排放、氯离子的积累、腐浆的产生而影响产品质量等。
针对这些问题,建议:(1)废纸再生系统适度封闭,排出污泥及时处理,主要应消除因封闭循环而造成的有机物积累。
(2)所有从预除渣、筛选和除渣机排出的废渣需要浓缩以减少带走的水分,大多数固体废渣用于填坑,或将废渣压榨达较大的干度后烧掉。
(3)有些水处理中药剂成本费用较大,药剂品种和用量可进一步优化。
(4)利用絮凝沉淀和多级过滤,使造纸用水全部回用于生产,实现零排放。
2 草类造纸废水治理2.1 治理技术现状目前,全国造纸行业制浆原料以草类纤维为主的占全国造纸业的70%以上,由于制浆蒸贮废液污染物浓度高,可生化降解性差,采用常规处理方法效果不理想。
主要技术措施是碱回收,降低污染负荷。
碱回收法虽然工艺比较成熟,但运行费用高,因此采用符合国情的造纸废水综合处理技术具有重要意义。
2.2 治理技术进展2.2.1 济南军区采用“酸化-物化-生化”工艺对造纸废水进行处理,实现了达标排放,处理分两个工段:a 、酸化工段造纸黑液中COD 含量约为30000mg/L 左右,采用酸析法处理造纸黑夜,可以使COD 去除率达到70%左右,经处理后黑液中COD 浓度约5000-10000mg/L 。
处理效果见表3。
表3 酸化工段COD 处理效果一览表进水27000-35000150011-12出水5000-120003002-3去除率%7080- b 、物化一生化工段经酸化工段处理后的黑液流入调节池与中段水混合,其COD 含量约2000mg/L 。
混合水在混凝沉淀池中经物化处理,COD 含量为600mg/L 左右,去除率为80%。
再经生物接触氧化及二级沉淀池处理后,可达到国家排放标准。
工艺流程见图4。
图4 物化一生化工段处理流程图 经酸化一物化一生化工艺处理后,排放废水水质达到了《造纸工业水污染物排放标准(G B3544—92)》制浆造纸非木浆的二级标准。
有条件的地区可辅以湿地处理系统,进一步降低污染负荷,效果更佳。
2.2.2 河南某造纸厂以麦草为原料,所排废水主要为有机物和氨氮,此废水经铁盐药剂混凝沉淀法去除难降解的木质素后,COD 降为1200-1800mg /L 。
没有外加碳源时,氨氮的去除率为95%,总氮的去除率为66%,投加乙酸钠后,总氮的去除率提高到85%。
缺氧/好氧S BR 工艺脱氮的最佳条件是:缺氧、好氧时间比为1:1.5,一周期8h;SRT 、NH3-N 都影响总氮的去除,为保证出水水质,SRT 宜大于12d,NH 3-N负荷率小于0.063g/d 。
本工艺可根据反应器中底物的降解情况灵活地改变反应时间,从而方便地实现同池缺氧、好氧,满足生物脱氮的要求,且不需建二沉池,不需要进行内循环回流。
因此可降低基建和运行费用,具有较好的经济效益和环境效益。
(《水处理实验》西安建筑科技大学)2.2.3 北京圆信商务咨询有限公司开发的“黑液水煤浆燃烧处理技术”治理造纸黑液实现了造纸行业无害化的目的。
该处理技术主要包括黑液的提取和浓缩、黑液水煤浆的制备和输送以及黑液水煤浆的燃烧。
