污废水处理-实例2(制浆造纸工业).ppt
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1、制浆造纸工业废水处理制浆造纸工业废水处理制浆是指利用化学方法、机械方法或是化学与机制浆是指利用化学方法、机械方法或是化学与机械结合的方法,使植物纤维原料离解变成本色纸械结合的方法,使植物纤维原料离解变成本色纸浆或漂白纸浆的生产过程。浆或漂白纸浆的生产过程。造纸是指将纸浆抄造成纸产品的过程。造纸是指将纸浆抄造成纸产品的过程。制浆造纸废水因其排水量大、污染物浓度高而在制浆造纸废水因其排水量大、污染物浓度高而在世界范围内受到广泛关注。世界范围内受到广泛关注。第一节第一节 制浆造纸废水的来源与水量制浆造纸废水的来源与水量制浆造纸废水主要来源于生产工艺中的备料、蒸煮、制浆造纸废水主要来源于生产工艺中的备
2、料、蒸煮、冷凝、洗浆、漂白和抄造纸工序。冷凝、洗浆、漂白和抄造纸工序。一一 备料过程中的废水备料过程中的废水备料过程中产生的废水主要包括洗涤水以及湿法剥皮备料过程中产生的废水主要包括洗涤水以及湿法剥皮机排水,其中含有的主要污染物质包括树皮、泥沙、机排水,其中含有的主要污染物质包括树皮、泥沙、木屑以及木材中的水溶性物质,如果胶、多糖、胶质木屑以及木材中的水溶性物质,如果胶、多糖、胶质及单宁等。及单宁等。二二 蒸煮废液蒸煮废液植物纤维原料经过蒸煮以后,植物纤维原料经过蒸煮以后,5080转化为纸转化为纸浆,其余浆,其余2050的物质则溶于蒸煮液中。的物质则溶于蒸煮液中。制浆方法和所用原料不同,则蒸煮
3、废液的组分也存制浆方法和所用原料不同,则蒸煮废液的组分也存在很大差异,其主要成分为木素、糖类及蒸煮所用在很大差异,其主要成分为木素、糖类及蒸煮所用的化学药剂。的化学药剂。碱法制浆产生的废液呈黑色,称为碱法制浆产生的废液呈黑色,称为“黑液黑液”。酸法制浆产生的废液呈红色,称为酸法制浆产生的废液呈红色,称为“红液红液”。制浆造纸废水的污染以黑液为主。制浆造纸废水的污染以黑液为主。1 1 黑液黑液碱法制浆采用的蒸煮药剂为碱法制浆采用的蒸煮药剂为NaOH或或 NaOH+Na2S。黑液中含有的污染物质大致上可分为无机物和有机物黑液中含有的污染物质大致上可分为无机物和有机物两大部分。两大部分。有机物主要是
4、碱、木素、半纤维素的降解产物。有机物主要是碱、木素、半纤维素的降解产物。无机物主要是硫酸钠、碳酸钠、硅酸钠,以及无机物主要是硫酸钠、碳酸钠、硅酸钠,以及NaOH和和Na2S等钠盐。等钠盐。对黑液碱进行回收利用是解决制浆厂废水污染的重要对黑液碱进行回收利用是解决制浆厂废水污染的重要途径之一。回收之后可减少纸浆厂的总排污负途径之一。回收之后可减少纸浆厂的总排污负80%85%,并利用其中有机物燃烧产生的热能,回收其中,并利用其中有机物燃烧产生的热能,回收其中所含的化学药品。所含的化学药品。2 2 红液红液酸法制浆采用的化学药剂是以钙、镁、钠、铵等为酸法制浆采用的化学药剂是以钙、镁、钠、铵等为盐基的酸
5、性亚硫酸盐或亚硫酸氢盐。盐基的酸性亚硫酸盐或亚硫酸氢盐。红液的化学成分复杂,其中的有机物主要是木素和红液的化学成分复杂,其中的有机物主要是木素和纤维素,还包含有糖类和制浆药剂。纤维素,还包含有糖类和制浆药剂。亚硫酸铵法以亚硫酸铵为蒸煮药剂,其中肥分(氮、亚硫酸铵法以亚硫酸铵为蒸煮药剂,其中肥分(氮、钾、磷)很高,可将这部分废水经过一定预处理之钾、磷)很高,可将这部分废水经过一定预处理之后用于农业灌溉或制作肥料。后用于农业灌溉或制作肥料。回收其中的化学品及热能,是解决红液污染的基本回收其中的化学品及热能,是解决红液污染的基本途径。途径。3 3 污冷凝水污冷凝水蒸煮过程的冷凝水是污冷凝水的来源之一
6、。主要含蒸煮过程的冷凝水是污冷凝水的来源之一。主要含有烯类化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等有烯类化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等污染物,还可能含有硫化氢、有机硫化物及油类物污染物,还可能含有硫化氢、有机硫化物及油类物质。质。蒸煮过程中产生的污冷凝水是制浆厂污冷凝水的另蒸煮过程中产生的污冷凝水是制浆厂污冷凝水的另一个来源。一个来源。亚硫酸发制浆中,红液蒸发污冷凝水是重要污染源,亚硫酸发制浆中,红液蒸发污冷凝水是重要污染源,其主要污染物是醋酸,其次是甲醇及糠醛。其主要污染物是醋酸,其次是甲醇及糠醛。4 4 机械浆及化学机械浆废水机械浆及化学机械浆废水机械浆得率较高,因而污染物的产生量较
7、少。化机械浆得率较高,因而污染物的产生量较少。化学机械浆属于两步制浆法,污染物的排放负荷比学机械浆属于两步制浆法,污染物的排放负荷比化学制浆过程少得多,但比传统磨木浆排污负荷化学制浆过程少得多,但比传统磨木浆排污负荷可能高若干倍。可能高若干倍。5 5 洗浆、筛选废水洗浆、筛选废水洗浆废水主要来源于洗浆机和贮槽的清洗水以及设洗浆废水主要来源于洗浆机和贮槽的清洗水以及设备的跑、冒、滴、漏。备的跑、冒、滴、漏。筛选和净化主要是为了去除粗浆中的生片、木节、筛选和净化主要是为了去除粗浆中的生片、木节、粗纤维素及非纤维素细胞、沙砾和金属屑。粗纤维素及非纤维素细胞、沙砾和金属屑。筛选后的浓缩排水也是筛选废水
8、的来源之一。筛选后的浓缩排水也是筛选废水的来源之一。6 6 废纸回用过程的废水废纸回用过程的废水废纸回用需经过碎解、净化、筛选、浓缩等几个阶废纸回用需经过碎解、净化、筛选、浓缩等几个阶段才能制成纸浆。段才能制成纸浆。在以上各个阶段中都会产生污染性质不同的废水。在以上各个阶段中都会产生污染性质不同的废水。此外,为了使废纸脱墨,要使用化学药品,之后还此外,为了使废纸脱墨,要使用化学药品,之后还要采用洗涤法或浮选法洗除纸浆中的油墨粒子。要采用洗涤法或浮选法洗除纸浆中的油墨粒子。7 7 漂白废水漂白废水纸浆漂白的两种类型:纸浆漂白的两种类型:以氧化性漂白剂破坏木素及有色物质的结构,使其以氧化性漂白剂破
9、坏木素及有色物质的结构,使其溶解,从而提高纸的纯度与白度;溶解,从而提高纸的纯度与白度;以漂白剂改变有色物质分子上发色基的结构,使其以漂白剂改变有色物质分子上发色基的结构,使其脱色,但不设计纤维组分损失。脱色,但不设计纤维组分损失。使用含氯漂白剂产生的漂白废水污染严重;而使用使用含氯漂白剂产生的漂白废水污染严重;而使用过氧化物漂白剂产生的废水污染相对较轻。过氧化物漂白剂产生的废水污染相对较轻。漂白废水主要含有有机物、悬浮物,并具有颜色,漂白废水主要含有有机物、悬浮物,并具有颜色,还含有剩余漂白剂。还含有剩余漂白剂。8 8 造纸废水造纸废水造纸过程的废水主要来自于打浆、纸机前筛选和抄造纸过程的废
10、水主要来自于打浆、纸机前筛选和抄造等工序。造等工序。这部分废水常称为这部分废水常称为“白水白水”,其中含有纤维碎屑、,其中含有纤维碎屑、小纤维、颜料、淀粉及染料等。污染物主要以溶解小纤维、颜料、淀粉及染料等。污染物主要以溶解性物质和悬浮固体物质存在,主要来源于原料、少性物质和悬浮固体物质存在,主要来源于原料、少量的辅助化学品及大部分的辅助剂(如防腐剂、杀量的辅助化学品及大部分的辅助剂(如防腐剂、杀菌剂、消泡剂)。菌剂、消泡剂)。第二节第二节 制浆造纸废水的水质特征制浆造纸废水的水质特征一一 制浆造纸废水的污染指标制浆造纸废水的污染指标主要污染指标为主要污染指标为COD、BOD、pH和和SS。由
11、于采用的生产工艺的不同,废水里可能存在的重由于采用的生产工艺的不同,废水里可能存在的重金属离子和废水的颜色也是重要的污染因素。金属离子和废水的颜色也是重要的污染因素。漂白硫酸盐浆厂废水中二恶英及可吸附有机卤代物漂白硫酸盐浆厂废水中二恶英及可吸附有机卤代物产生的毒性也是值得关注的问题之一。产生的毒性也是值得关注的问题之一。二二 制浆造纸废水的污染负荷制浆造纸废水的污染负荷制浆造纸废水的污染负荷与浆得率有直接关系,浆制浆造纸废水的污染负荷与浆得率有直接关系,浆得率越高,则废水的污染负荷越低。得率越高,则废水的污染负荷越低。由于加工深度、原料种类、工艺条件等因素的影响,由于加工深度、原料种类、工艺条
12、件等因素的影响,不同的制浆方法对水体的污染物排放负荷差别很大。不同的制浆方法对水体的污染物排放负荷差别很大。第三节第三节 制浆造纸工业废水处理技术制浆造纸工业废水处理技术一生物接触氧化法处理中段废水一生物接触氧化法处理中段废水1 工程概况工程概况生物接触氧化法,设计规模生物接触氧化法,设计规模5万万m3/d。进出水水质对比:进出水水质对比:水质指标水质指标COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH进水水质进水水质80040020069出水水质出水水质350150200692 2 处理工艺处理工艺(1)生物接触氧化法生物接触氧化法生物接触氧化法是使废水与附着在填料上的微生物生物接
13、触氧化法是使废水与附着在填料上的微生物膜充分接触,利用微生物的代谢作用使废水中的有膜充分接触,利用微生物的代谢作用使废水中的有机物、氮、磷等污染物质实现分解和转化,从而使机物、氮、磷等污染物质实现分解和转化,从而使废水得到净化的过程。废水得到净化的过程。附着于填料上的生物膜通常由黏膜层、好氧层和厌附着于填料上的生物膜通常由黏膜层、好氧层和厌氧层组成。氧层组成。废水与覆盖有生物膜的填料接触时,生物黏膜的吸废水与覆盖有生物膜的填料接触时,生物黏膜的吸附和渗透作用使废水中的污染物质进入膜内;低分附和渗透作用使废水中的污染物质进入膜内;低分子有机物在未达到黏膜层即已被外界微生物分解;子有机物在未达到黏
14、膜层即已被外界微生物分解;高分子和难降解有机物附着在黏膜层上,经过微生高分子和难降解有机物附着在黏膜层上,经过微生物胞外酶分解为小分子,之后进入微生物细胞。物胞外酶分解为小分子,之后进入微生物细胞。生物接触氧化法与活性污泥法相比,运行简便,抗生物接触氧化法与活性污泥法相比,运行简便,抗冲击能力强。冲击能力强。中段废水中中段废水中COD主要成分为溶解于水中的木素,且主要成分为溶解于水中的木素,且BOD5/COD值在值在3.0左右,为较难生化降解的废水。左右,为较难生化降解的废水。采用生物膜法处理造纸中段废水,采用生物膜法处理造纸中段废水,BOD5去除率可去除率可达达70以上,而以上,而COD去除
15、率仅为去除率仅为30左右,出水水左右,出水水质难以达到排放标准。质难以达到排放标准。可在接触氧化池后在对出水进行化学混凝沉淀,处可在接触氧化池后在对出水进行化学混凝沉淀,处理后的出水可以达到排放标准。理后的出水可以达到排放标准。(2)工艺流程)工艺流程原有处理系统原有处理系统废水废水污水泵污水泵 一沉池一沉池 氧化池氧化池二沉池二沉池出水出水鼓风机鼓风机 营养盐营养盐 加药加药氧化池氧化池二沉池二沉池沉砂池沉砂池浓缩池浓缩池污泥池污泥池混合池混合池污泥泵污泥泵离心脱水机离心脱水机带式脱水机带式脱水机泥饼外运泥饼外运加药加药泥浆泵泥浆泵泥浆泵泥浆泵泥饼外运泥饼外运3 3 运行综合评价运行综合评价
16、该工程运行稳定,日常维护和运行费用较低;该工程运行稳定,日常维护和运行费用较低;与活性污泥法比较,生物接触氧化法不需要污泥与活性污泥法比较,生物接触氧化法不需要污泥回流,增加了软性填料,减小了曝气池容积;回流,增加了软性填料,减小了曝气池容积;接触氧化法的处理效率不如活性污泥法高;接触氧化法的处理效率不如活性污泥法高;生物接触氧化法的剩余污泥产生量明显低于活性生物接触氧化法的剩余污泥产生量明显低于活性污泥法;污泥法;制约生物接触氧化法制约生物接触氧化法BOD5去除率的主要因素是去除率的主要因素是F/M,只有在较低的,只有在较低的F/M下才能取得较高的下才能取得较高的BOD5去除率;去除率;生物
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