制漿造紙廢水的處理與資源化

論文類別:工學論文 > 環境工程論文
論文作者: 殷永泉 劉瑞輝 鄧興
上傳時間:2006/3/5 14:14:00

  造紙業是傳統的用水大戶,也是造成水汙染的重要汙染源之一。随著經濟的發展,企業日益面臨水資源短缺、原料匮乏的問題,而另一方面,水汙染也越來越嚴重。目前我國造紙工業廢水排放量及排放量均居我國各类工業排放量的首位,造紙工業對水環境的汙染最為严重,它不但是我國造紙工業汙染防治的首要問題,也是全國工業廢水進行達标處理的首要問題。据統計,我國縣及縣以上造紙及紙制品工業廢水排放量占全国工業總排放量的18.6%,其中處理排放達标量占造紙工業廢水總排放量的49.3%,排放废水中約占全國工業總排放量的44.0%。近年經多方不懈努力,造紙工業水汙染防治已經取得了一定的成績,虽然紙及紙板產量逐年增加,但排放廢水中的卻逐年降低。由此看出,造纸工業初步實現了“增产減汙”的目標。但目前造紙行業約占排放總量50%的廢水尚未進行達標處理,廢水汙染防治任務還相當繁重。

  制漿造紙廢水是指化學法制浆產生的蒸煮廢液(又稱黑液、紅液),洗漿漂白過程中產生的中段水及抄紙工序中產生的白水,它們都對環境有著嚴重的汙染。一般每生產1 t硫酸鹽漿就有1 t有機物和400 kg堿類、硫化物溶解于黑液中;生產1 t亞硫酸鹽漿约有900 kg有机物和200 kg氧化物(鈣、鎂等)和硫化物溶於紅液中。廢液排入江河中不僅嚴重汙染水源,也會造成大量的資源浪费。如何消除造紙廢水污染並使廢液中的寶贵資源得到利用是一項具有重大社會意義和經濟價值的工作,應當受到重視。

  根據物质守恒原理,產品中物質總量與廢物中物質總量之和是一定的,等於原料中物質總量。可以說,汙染物也是原料存在的一種形式,只不过這種存在形式使可利用資源量減少,損害了人們的經濟利益,也影響了人們的身體健康。由于物質是可以轉化的,只要措施得当,存在於汙染物中的物質就可能变為可以被利用的形式。因此,人們一直在尋找有效、合理处理制漿造紙廢水的方法,並盡可能多的對處理后的廢水和廢水中所含的有用物質進行資源化利用。

  1 制漿造紙廢水的來源與特點

  1.1 蒸煮工段廢液

  即堿法制漿產生的黑液和酸法制漿產生的紅液。我國絕大部分造紙廠采用碱法制漿而產生黑液,这裏將黑液作為主要的研究對象。黑液中所含的汙染物占到了造紙工业汙染排放總量的90%以上,且具有高濃度和難降解的特性,它的治理一直是一大難題。黑液中的主要成分有3種,即木質素、聚戊糖和总堿。木質素是一類無毒的天然高分子物質,作為化工原料具有廣泛的用途,聚戊糖可用作牲畜飼料。某企業黑液成分見表1。

  
指標
  
pH
  
波美度
  
總堿
  
有机物
  
固形物
  
木质素
  
  
BOD
  
/Be
  
/(g·L-1
  
/(g·L-1
  
/(g·L-1
  
/(g·L-1
  
/(mg·L-1
  
/(mg·L-1
  
數值
  
12
  
7.3
  
31.3
  
93.2
  
129
  
23.5
  
93000
  
25344

  1.2 中段水

  制漿中段廢水是指經黑液提取后的蒸煮漿料在篩選、洗滌、漂白等過程中排出的廢水,顏色呈深黃色,占造紙工业汙染排放總量的8%~9%,噸漿負荷310 kg左右。中段水濃度高於生活汙水,BOD和的比值在0.20到0.35之間,可生化性較差,有机物難以生物降解且处理難度大。中段水中的有機物主要是木質素、纖維素、有机酸等,以可溶性為主。其中,對環境污染最嚴重的是漂白過程中产生的含氯廢水,例如氯化漂白廢水、次氯酸鹽漂白廢水等。次氯酸鹽漂白廢水主要含三氯甲烷,還含有40多種其他有機氯化物,其中以各種氯代酚為最多,如二氯代酚、三氯代酚等。此外,漂白廢液中含有毒性极強的致癌物質二惡英,對生态環境和人體健康造成了嚴重威脅。

  1.3 白水

  白水即抄紙工段废水,它來源於造紙車間紙張抄造過程。白水主要含有細小纖維、填料、塗料和溶解了的木材成分,以及添加的膠料、濕強劑、防腐劑等,以不溶性為主,可生化性較低,其加入的防腐劑有一定的毒性。白水水量較大,但其所含的有機汙染負荷遠遠低於蒸煮黑液和中段廢水。現在幾乎所有的造紙廠造紙車間都采用了部分或全封閉系統以降低造紙耗水量,節約動力消耗,提高白水回用率,減少多余白水排放。

  2 制漿造紙廢水的處理和資源化

  2.1 黑液的處理與資源化

  2.1.1 堿回收法

  堿回收處理法是目前解決黑液問題比較有效的方法,通過黑液提取、蒸發、燃燒、苛化四個主要工段,可將黑液中的SS、、BOD一并徹底去除,並可回收堿,產生二次蒸汽(能量)。然而,堿回收系统技術要求高,設備投资較高,由於中小型造紙廠一般无力承擔建設堿回收系統所需的高額費用,堿回收系統目前僅主要應用於大型造紙廠。此外,草漿廠產生的白泥中矽含量高,不易回燒成石灰,白泥有可能造成二次汙染。

  杜兆年、賀連娟通過对模擬溶液的試驗研究,選擇了一種有效的除矽劑並應用於真實黑液。加入除矽劑,改進工藝後,能使黑液矽含量降低95%以上,而堿損失卻只有5%左右。此工藝基本解決了白泥回收中矽含量過高的問題[1]。艾天召等对傳統造紙黑液堿回收苛化工序進行了技術改進,從根本上避免了廢渣(白泥)的產生,使堿回收法省去白泥汙染治理工序,同時直接生產出燒堿和高附加值系列功能型碳酸鈣,取得了较好的經濟效益和環境效益[2]

  2.1.2 酸析法

  傳統的酸析法是將堿性黑液用酸沉澱,分離出木素,再將废水與中段水混合進行好氧、厌氧生化處理。這種工藝比較成熟,与堿回收處理法相比,最大的優點是設備投資少,可以在中小型造紙廠應用。但這種方法分離出的木素灰分高,雜質多,利用困難。且這种工藝用酸量大,成本高,設备腐蝕嚴重,易造成酸泄漏事故,危害後續生化處理單元。

  利用煙道氣酸析黑液是近年來處理黑液的另一種方法。對蒸煮黑液進行煙道氣酸析,其酸析過程兼具強酸和弱酸酸析的特點,凈化效果可達到硫酸酸化法的水平,而終點pH值卻较硫酸法高2~2.5个pH值,極大地減輕了二次酸性廢水的汙染。張玉蘊[3]在對黑液中木質素、矽酸析出條件及其胶體特性,對煙氣中二氧化硫氣的催化氧化原理和膠體微粒絮凝理論等一系列問題進行研究的基础上,提出並設計了“黑液烟氣酸析凈化——單陽膜電滲析”的碱回收工藝流程。該工藝采用了以廢治廢的方法,既消除了煙道氣汙染,又避免了木質素沈澱堵槽的現象,從而提高了堿的回收率,降低了噸堿的耗電量。用該法处理造紙黑液,木質素去除率高達85%~97%,色度、、矽去除率分別為75.94%、63.18%和87.32%。陳均誌等[4]利用煙道氣濃縮經過挤壓提取的黑液,再將黑液化學改性後用作建筑材料粘結增強劑,工藝路線如圖1所示。

  实驗表明,該改性黑液的加入可明显改善生坯的成型、幹燥性能,提高烘燒後成品的抗壓強度,降低吸水性能,並為建材行业節約大量的地下水。

  2.1.3 超聲法

  超聲降解水體中有機汙染物是物理—化學降解過程,主要靠超聲空化效應而引起的物理和化學變化降解污染物。液體的超聲空化過程是集中聲場能量並迅速释放的過程,即液體在超聲輻射下產生空化氣泡,這些空化氣泡吸收聲場能量並在極短的時间內崩潰釋能,在其周圍極小空間範圍內產生高溫高壓、強烈的冲擊波和微射流等現象。進入空化气泡中的水蒸氣在高温高壓下反應產生氫氧自由基,而進入氣泡內的有機汙染物蒸汽也可發生類似燃燒的熱分解反應,在空化氣泡表面层的水分子則可形成超臨界水,增加了化學反應速率。有機汙染物通過氫氧自由基氧化、氣泡內燃燒分解、超臨界水氧化三種途徑進行降解。周珊等對超生法降解黑液進行了研究,研究結果表明:造紙黑液降解率與超聲時間成正比,初始濃度對超聲降解效果有一定影響;在30℃±2℃,pH=12時,超聲4 h降解成效最佳;加入雙氧水和Fenton試劑可提高降解效率[5]。此技術可一定程度降解造紙黑液中大分子有機物,黑液中的和TOC去除率分別達47.9%和45.8%,超聲法有望成为生化法處理造紙廢水的前處理技術[6]

  2.1.4 燃燒法

  燃燒法的工藝流程是利用煙道氣余熱、外加煤熱量蒸發濃缩黑液,然後將木素等有机物燃燒,同時回收堿。這种工藝的工業化技術已經比較成熟。燃燒法每噸黑液的投資較堿回收法稍低,但運行成本較高。尹國勋等對燃燒法作了改進,他們以適當的比例和方法,利用高CaO含量的赤泥和高有機物含量的造紙黑液研制的散煤固硫助燃劑,可以達到固硫助燃的作用,尤其是在1050℃左右時對低硫煤的助燃效果最好。這種處理造紙黑液的方法達到了變廢為寶的效果,具有良好的環保意義和經濟效益[7]。該工藝流程如圖2所示。

  2.1.5 混凝法

  混凝法是向廢水中投入一定量的混凝劑,使废水中難以自然沈澱的膠體狀污染物和一部分細小懸浮物經過脱穩、凝聚、架橋等反應過程,形成具有一定大小的絮凝體,再在後續沈澱池中沉澱分離,從而使膠體狀汙染物得以从廢水中分離出來的方法。常用的混凝劑主要有無機混凝劑(如鋁鹽、鐵鹽等)和有機混凝劑(如聚丙烯酰胺等)兩大类。郭建平、王繼徽用工業廢渣經硫酸和鹽酸的混合酸浸提後制得礦渣復合混凝劑,考察了廢渣種类、酸濃度、溫度對造紙黑液混凝效果的影響。結果表明,以粉煤灰為原料制得的混凝劑混凝效果最好,浸提所用酸濃度不宜太高,浸提時温度升高有利於提高混凝效果[8]。他們提出了具有實用價值的黑液處理工藝流程如圖3所示。

  該方法采取以廢治廢方法,去除費用為0.62元/kg,僅為常用鋁盐混凝劑處理費用的3.6%。熊正為等采用鐵質粘土加適量混凝劑對造紙黑液進行混凝强化處理試驗,結果表明:去除率達50%,濁度去除率可達65.41%。采用這種方法處理黑液,既可大大降低了黑液的有機負荷,又可減少混凝劑的投加量,為資金緊張的造紙企業提供了降低汙染處理成本的可行途徑[9]

  混凝法和其他處理方法聯合使用處理黑液,可以取得更好的處理效果。孫家壽等[10]采用酸化絮凝,交聯膨潤土吸附的方法对造紙黑液進行了脫色處理研究。结果表明,有機交聯膨潤土吸附劑對酸化黑液具有较好的吸附脫色性能,當其用量為24 g/L,在pH=3,常溫攪拌120 min的條件下,其脫色率可達99.86%,去除率為71.4%,出水水質觀感較好。

  2.2 中段水的處理

  2.2.1 化學氧化法

  化學氧化法是指利用強氧化剂的氧化性,在一定條件下與中段水中的有機汙染物發生反應,从而達到消除汙染的目的。常見的強氧化劑有氯、二氧化氯、臭氧、雙氧水、高氯酸和次氯酸鹽等。

  臭氧因具有很高的氧化電位(E0=2.07 V)而對中段水有很好的脫色效果。臭氧浓度為20 mg/L时,只要90 min就可以去除中段水色度的90%,而且其中85%是在15 min內完成的。有大量自由基參加的化学氧化處理工藝稱為高級化學氧化法,此處理工藝可使廢水中有機汙染物徹底分解,是近年來備受重视的水汙染治理新技術。如臭氧和紫外線(UV)、超聲波、催化劑等聯合使用,大大提高了氧化脫色性能。這些辅助手段所提供的能量不僅催化臭氧产生具有極強氧化性的氫氧自由基,而且能激發水中的物質,使其成為激發態,加速氧化反應的速率。

  光催化氧化法是在特殊的光照射條件下發生的有機物參與的氧化分解反應,最終把有機物分解成無毒物質的處理方法。光催化氧化法由於產生的電子—空穴对具有較強的氧化和还原能力,能氧化有毒的无機物,降解大多數有機物,最终生成簡單的無機物,使中段水對環境的影響降到最低。武書彬[11]對TiO2光催化氧化技術在造纸廢水處理中的應用進行了研究,發现:用TiO2作催化剂,在O2和紫外光作用下,室溫處理時間不超過1 h,中段水中的總有机氯和色度可降低80%以上,再經生物氧化法處理,廢水中、TOC和色度幾乎完全被去除。

  2.2.2 物化法

  物化法包括吸附法、混凝法、膜分離法等。

  吸附法是采用多孔的固體吸附劑,利用固—液相界面上的物質传遞,使廢水中的有机汙染物轉移到固體吸附劑上,從而使之從廢水中分離除去的方法。目前用於水處理的吸附劑主要有:活性炭、矽藻土、氧化矽、活性氧化鋁、沸石及離子交換樹脂等。活性炭是最早應用的脫色吸附劑,雖能有效脫除廢水中的顏色,但價格較高,再生困難且損失率高,因此一般只用於濃度較低的廢水處理或深度處理。膨潤土主要成分為矽鋁酸鹽,其层狀結構間具有可交換的鈣、鎂、钠等離子,膨潤土顆粒表面往往带有電荷,因而具有良好的吸附性。王春峰等[12]用硫酸活化方法制作活化粉煤灰吸附材料,研究了活化粉煤灰吸附材料對造纸廢水中的吸附性能,結果表明,在20℃,pH=7時,粉煤灰對有機物有明顯的去除效果。該吸附材料的制作以及其用於處理工業废水的成本低,並且達到了廢物綜合利用的目的。

  混凝法處理中段水的原理與其處理黑液的原理相同,通過混凝,可降低中段水的濁度、色度,去除高分子物質、呈懸浮狀或膠體狀的有機汙染物和某些重金屬物質。中段水處理中常用的混凝劑主要有:硫酸鋁、硫酸鎂、2價或3價的鐵鹽、氧化鋁、氧化鈣、硫酸、磷酸、聚酰胺類有機高聚物等。潘碌亭等采用氧化偶合絮凝法處理難降解的造紙中段水,考察了各種因素对處理效果的影響。结果表明,在改性鋁鹽與改性鈣鹽的质量比2︰1,總投加量150 mg/L,pH=7~8,反應時間為20 min条件下,去除率高達85%,在最佳條件下處理效果高於硫酸鋁、三氯化鐵和PAC,廢水處理後可達標排放[13]

  膜分離法是一種新興的分離、凈化和濃缩技術。膜分離過程是以選择性通透膜為分離介質,在兩側加以某種推動力,使待分离物質選擇性地透過膜,從而达到分離或提純的目的。膜分離可分為超濾、電渗析、納濾等技術。超濾是以壓差為推動力,按粒徑選擇分離溶液中所含的微粒和大分子的膜分離操作;電滲析是以電位差為推動力,利用離子交換膜的选擇透過性,從溶液中脱除或富集電解質的膜分離操作;納濾是以壓差為動力,介於反滲透和超濾之間,從溶液中分離物質的膜分離過程。美國、芬蘭、挪威和瑞典等國家在造紙工業采用膜分離技術處理漂白废水,生產工藝已比較成熟;我國在20世紀70年代也開始研究膜分離技術處理造紙廢水,取得了一定進展。

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  2.2.3生物法

  生物法是利用微生物降解代謝有機物为無機物來處理廢水。通過人為的創造適於微生物生存和繁殖的環境,使之大量繁殖,以提高其氧化分解有機物的效率。根據使用微生物的種類,可分為好氧法、厭氧法和生物酶法等。

  好氧法是利用好氧微生物在有氧条件下降解代謝處理废水的方法,常用的好氧處理方法有活性汙泥法、生物膜法、生物接觸氧化、生物流化床等方法。厭氧法是在無氧的條件下,通過厭氧微生物降解代謝來處理廢水的方法。厭氧法的操作條件要比好氧法苛刻,但具有更好的經濟效益,因此也具有重要的地位。目前開發出的有厭氧塘法、厭氧濾床法、厭氧流動床法、厌氧膨脹床法、厭氧旋轉圓盘法、厭氧池法、升流式厭氧汙泥床(UASB)法等。通常為了取得更好的處理效果,將好氧法和厭氧法聯合使用。武桐等[14]針對草漿造紙中段廢水,進行了厭氧折流板反應器(Anaerobic Baffled Reactor,ABR)、序批式反應器(Sequencing Batch Reactor,SBR)及ABR—SBR組合處理工藝的研究,結果表明:ABR的水力停留時間(HRT)為6 h時,廢水可生化性由0.2~0.25增加到0.4~0.5;SBR最佳HRT為8 h,單獨運行,去除率65%左右;ABR—SBR組合工藝中SBR處理效果明顯提高,去除率達80%左右,且組合工藝處理效果好,和BOD5去除率達90%左右,抗沖擊負荷能力強。該組合工藝流程如圖4所示。

  生物酶处理有機物的機理是先通過酶反應形成遊離基,然後遊離基發生化學聚合反應生成高分子化合物沈澱。與其他微生物處理相比,酶處理法具有催化效能高、反應條件溫和、對廢水質量及設備情況要求較低,反應速度快,對溫度、浓度和有毒物質適應範圍廣,可以重復使用等優點。李海英等[15]進行了固定化微生物處理造紙漂白廢水的研究,結果表明:固定化細胞的酶活性及AOX去除率均高於自由菌液,對温度和pH的適應範圍較宽。在對造紙漂白廢水为期1個月的連續處理試驗表明,在停留時間為2.4 h時,其去除率可穩定在65%~81%。喬慶霞等[16]進行了選育優勢菌處理含氯漂白废水的研究,實驗結果表明,優勢菌在漂白中段水相对濃度為50%、pH為7.0、菌液量為2 mL時,對廢水中有機氯化物和的綜合處理效果較好。

  2.2.4 電子束法

    電子束法依賴高能電子束對水的輻射作用,產生活性自由基,通過這些活性自由基與水中有機物的作用,達到去除水中有機物的目的。高能電子束對細菌和病毒有較好的殺滅作用,而且電子束不生成副产物,沒有二次汙染物,本身工藝清潔,是較先進的汙染处理技術。吳利華[17]對堿法草漿中段廢水進行電子束輻照的試驗。研究結果表明,電子束辐照可降解廢水中未被生物降解的有害化學物質,達到较好的效果。值得註意的是,電子束輻照可降解生化处理難以降解的汙染物。因此,如果輻照技術與生化技術相結合,找出最佳的條件,利用生化技術的經濟易行和輻照技術的快速,可大大降解各类不同性質的汙染物,各盡所能,可得到理想的處理效果。

  2.2.5 電化學法

  電化学法是通過電極反應來產生活性很強的新生態自由基,廢水中的發色有機物在這些自由基的作用下發生氧化還原反應,降解為无色的小分子物質或者形成絮凝體沈澱下來,處理後水的色度和都得到了降低。人們對電化學法進行了改進,在電化學反应器中使用金屬鋁或鐵作為陽極,電解時產生的Al3+(Fe2+)水解生成鋁(鐵)的氢氧化物等具有混凝劑作用的物质。與混凝法投入的鋁(鐵)無机鹽相比,它具有更高的活性,更強的絮凝作用,使中段废水中的有機懸浮物及膠体粒子凝聚,形成絮體。陰極上生成的氫氣以微細氣泡的形式排出,與絮體黏附一起,上浮到水面而被分離,这種方法被稱為電絮凝法。孫金勇等[18]采用電絮凝法處理廢紙脫墨廢水,探討了電極材料、電流密度、極板間距、體系的pH、電解時間等對廢水處理的影響。結果表明,用鋁為電極材料,在電流密度1.7 A/dm3。極板間距10 mm、體系pH 5~6.5和電解時間20 min的條件下,可獲得良好的處理效果,廢水的濁度去除率和去除率分別可達95%和60%。景峰等[19]將电化學法和凝聚沈澱法联合應用處理造紙廢水,使造紙廢水去除率达到55%~70%,色度去除率達90%~95%。

  2.2.6 物理法

  物理法即采用各種筛網、濾網、斜形篩、格柵等預處理中段水,主要阻截滤出水中較大的廢紙漿纖維,回用於生產普通板紙或油氈原紙。廢紙漿纖維摻加量一般在10%~15%,回收利用可得到一定的經濟效益。除此之外,微濾與振動篩技術作為一種简單的機械過濾方法,也逐漸被應用到中段汙水的預處理中去。它適用于把廢水中存在的微小懸浮物質、有機物殘渣及其他懸浮固体等最大限度地分離出來,大大降低了後處理負荷,且處理水量大,管理方便,回收廢紙漿品質好,成為造紙中段水預處理中是一項很有发展前途的技術。

  2.2.7 綜合法

  以上介紹了造紙中段水處理的一些方法,實際上,這些方法大都是綜合應用的。每種方法都有自身的優點和不足,單一使用某種方法進行廢水處理,不僅成本高,處理後的廢水也難達到排放標準。因此,常將它們結合起來使用,尋找适合不同水質的最佳搭配方式,使流程簡化。韓彪[20]利用水解—好氧工藝處理廣西某制漿造紙廠產生的中段廢水,經現場采样監測,處理後出水水質良好,去除率達98%以上。其出水多次監測的平均值如表2。

  
項 目
  
pH
  
  
BOD
  
SS
  
/(mg·L-1
  
/(mg·L-1
  
/(mg·L-1
  
原 水
  
10.2
  
2205
  
510
  
1236
  
出 水
  
7.1
  
320
  
87
  
92
  
去除率/%
  
  
85.5
  
82.9
  
92.6

  簡景華等[21]采用SBR—物化法處理造紙中段水,投資少,运行費用低,紙廠外排水質稳定達標,治理費用在廠家可接受的範圍內。其處理工藝見图5,廢水處理效果見表3。

  
項目
  
pH
  
  /(mg·L-1
  
BOD  /(mg·L-1
  
SS  /(mg·L-1
  
原水
  
5.48
  
2500
  
1000
  
2500
  
出水
  
7.6
  
390
  
128
  
152
  
去除率/%
  
  
84.4
  
87.2
  
93.9

  2.3白水的处理與回用

  2.3.1氣浮法

  气浮法是白水處理中較常用的方法。白水中所含的物質為短纖維、填料、膠狀物以及溶解物,它經過調節後在氣浮池內與減压後的溶氣水混合,進行氣浮操作過程。完成分離後,清水入清水池供紙機回用,短纖維进入漿池供造紙機回用。氣浮法在我國造紙企業中有較廣的应用。牡丹江恒豐紙業集團使用氣浮法使纖維、填料與水分離,得到較為滿意的效果,处理後的水全部回用[22]。處理工藝見圖6。

  山東臨清银河紙業集團應用超效淺層氣浮技術回收紙機白水,SS去除率達到94%,降至200 mg/L以下,出水清澈透明,處理成本僅為0.18元/m3[23]

  2.3.2絮凝法

  絮凝法在造紙白水处理中也有應用,其原理上面已經介紹,不再鰲述。張光華等[24]利用澱粉陽離子改性絮凝劑處理白水,取得了滿意的效果。劉全校等[25]對PEO/PFR雙元絮凝系統和陰離子聚丙烯酰胺、陽離子聚丙烯酰胺對造紙白水的絮凝效果進行了實驗,結果表明PEO/PFR雙元絮凝系統具有很好的絮凝作用。鲁秀國等[26]對HBD-1型絮凝劑處理造紙白水進行了研究,去除率達98%,利用這種絮凝劑處理白水操作方法簡單、周期短、處理結果穩定。

  2.3.3過濾法

  應用於白水處理的過濾法常見的有兩種:真空過濾法和微濾法。真空過濾法具有過濾速度快、處理量大、工藝過程穩定、占地面積小、基建費用少、運行費用低等特點,處理後的白水可直接用於造紙过程。近年來國內的一些大型造紙企業大力推廣真空過滤機用於白水處理,使得白水的處理与循環回用的程度大大提高。

  微濾法采用的過濾介質為不銹鋼絲網或化纖網,其過滤孔徑的大小可根據用戶的廢水種類、濃度等的不同而隨意選擇,最小孔径當量可小於20 um。其優點更在於工藝簡單、占地少、投資省;過濾能力大、效率高、運行費用低、操作極其簡便。溫州打字蠟紙廠采用微濾法處理造紙白水,回收纖維,并將處理後的白水回用,微濾機每年可帶來經濟效益26萬元[27]

  2.2.4膜分离法

  膜分離技術處理造紙白水,可以较徹底去除造紙白水中的金属離子和溶解性無機鹽物质,是實現造紙零排放目標的有效措施之一。膜分離方法處理造紙白水的分析結果表明:TOC、的去除率分別達到78%~96%、88%~94%,而電導率的下降率達95%~97% [28]。然而,膜分離法處理水量能力不大、費用較高,在用於造紙白水處理方面還處於實驗室的研究階段,距離實際生產還有很長的路要走。

  3

  隨著科技的不斷進展,制漿造紙廢水處理和資源化技術日新月异。傳統的廢水處理回用技術不斷被革新和發展,同時,出現了許多更新的、更先進的技術。對於黑液的處理,堿回收仍是最經濟、最有效的途徑。但堿回收設備需要較高的投資,每萬噸漿投資約8000~10000元,最低生產规模要求日產50 t漿以上,因此目前堿回收法主要用於大型造紙廠。對中小型造紙厂來說,可以考慮采用酸析法處理黑液,而新興的煙道气酸析法可以達到以廢制廢的效果,是一種更好的選擇;利用礦渣混凝劑處理黑液也可達到较好的效果,且處理费用較低;將黑液用於生產固硫助燃劑則使黑液得到了資源化利用。中段水的處理比較可靠的技術是兩級生物處理法,將物化法和生物法聯合使用也對有較好的處理效果;光催化氧化法和生物法联用對中段水有很好的脱色效果。白水的處理和回用工藝現在已較為成熟,氣浮法是目前采用得較多的技術,白水處理後回用,且可回收白水中的细小纖維。膜分離法對白水處理效果較好,但處理費用较高,是未來發展的方向,需要進一步深入研究。

  造紙廢水的處理方法很多,但每種方法和工藝都有適用條件,各有其優點和不足。即使是非常先進的處理方法,也不可能獨立完成處理任務。往往需要把幾種方法组成一個處理系統,才能完成所要求的處理功效。一般來說,廢水中的汙染物是多種多樣的,也有各自最佳的處理方法,可根據不同水質,並結合企業自身情況,選擇最合適的廢水處理系統。

  应當從新的角度認識廢水。廢水和資源是對立統一的,废水可以被認為是有待于開發的資源,只要技術過關、措施得當,廢水完全可以轉化為资源。從這個角度說,紙漿造紙廠的“零排放”是最終可以达到的。用新的思路考慮處理汙水的方法,對未來水汙染問题的解決將是有利的。

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