造紙廠污水處理

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1、造紙廠污水處理 造紙生產(chǎn)過程中用水很多，生產(chǎn)1t紙約需水300?500m3，在造紙廢水中，不僅含有大量造紙原料（約有 20%原料隨廢水流失），而且含有大量化學藥品及其他雜質(zhì)，所以如果造紙廢水不經(jīng)處理任意排放，會對水體造 成極大的危害。 一、 造紙污水的特點 為了有限地處理造紙污水。首先必須對造紙污水的水質(zhì)有所了解。堿法造紙排出的污水主要有以下三種： 1、 蒸煮木漿（或草漿）所生成的廢液，又稱黑液。 2、 打漿機和精漿機排出的污水，稱打漿污水。 3、 造紙機污水，其中可以直接使用的稱為白水。 這些污水中含有的主要污染有以下幾種： 1、 懸浮物包括可沉降懸浮物和不可沉降懸浮物，主要

2、是纖維和纖維細料（即破碎的纖維碎片和雜細胞） 2、 易生物降解有機物包括低分子量的半纖維素、甲醇、乙酸、甲酸、糖類等。 3、 難生物降解有機物主要來源于纖維原料中所含的木質(zhì)素和大分子碳水化合物。 4、 毒性物質(zhì)黑液中含有的松香酸和不飽和脂肪酸等。 5、 酸堿毒物 堿法制漿污水ph值為9~10；酸法制漿污水ph值為1.2~2.0. 6、 色度制漿污水中所含殘余木質(zhì)素是高度帶色的。 二、 工藝的選擇 工藝方案的選擇對于污水處理設(shè)施的建設(shè)、確保處理設(shè)施的處理效果和降低運行費用發(fā)揮著最為重要的作 用，因此需要結(jié)合設(shè)計規(guī)模、污水水質(zhì)特性以及當?shù)氐膶嶋H條件和要求，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的處理

3、工藝 技術(shù)，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟分析后優(yōu)選出最佳的總體工藝方案和實施方式。 在污水處理設(shè)施的總體工藝方案確定中，遵循以下原則： 1、所選工藝必須技術(shù)先進、成熟，對水質(zhì)變化適應(yīng)能力強，運行穩(wěn)定，能保證出水水質(zhì)達到工廠使用標準 及國家污水排放標準的要求。 2、 所選工藝應(yīng)減少基建投資和運行費用，節(jié)省占地面積和降低能耗。 3、 所選工藝應(yīng)易于操作、運行靈活且便于管理。根據(jù)進水水質(zhì)水量，應(yīng)能對工藝運行參數(shù)和操作進行適當 調(diào)整。 4、 所選工藝應(yīng)易于實現(xiàn)自動控制，提高操作管理水平。 5、 所選工藝應(yīng)最大程度減少對周圍環(huán)境的不良影響（氣味、噪聲、氣霧等）。 三、造紙污水處理常用預處理方法 預處理

4、工藝主要有：格柵、篩網(wǎng)、纖維回收系統(tǒng)、調(diào)節(jié)水量及水質(zhì)、等工藝組成。可根據(jù)不同的造紙工業(yè) 污水水質(zhì)采取不同的預處理手段，去除一部分污染物，改善污水水質(zhì)，使整個污水處理系統(tǒng)的處理效果達到最 佳。 1、 格柵、篩網(wǎng) 由于造紙工業(yè)污水中常含有樹皮、木屑、塑料、紙漿纖維屑等細小的懸浮物，如以木材為原料的制漿廠在 備料過程中排放的污水中往往含有樹皮、木屑等，在造紙過程中的抄紙等工序中會產(chǎn)生大量的白水，白水中含 有較高的纖維濃度。這些物質(zhì)會對水泵等造成損害對主體處理工藝造成影響，特別是對生物處理中UASB、水 解酸化等工藝的布水系統(tǒng)造成嚴重堵塞，因此在進入水泵及主體處理系統(tǒng)之前對其進行攔截，設(shè)置格柵攔截

5、大 懸浮物，設(shè)置篩網(wǎng)攔截細小懸浮物。格柵一般用在大水量的造紙污水處理中，由于污水水量大，且懸浮物顆粒 種類較多，設(shè)置格柵能夠有效攔截較大的懸浮物，處理能力高，不易堵塞，針對造紙污水的特點我公司在工程 實踐中一般設(shè)置粗細格柵，粗格柵柵縫間隙常采用10-15mm，細格柵柵縫間隙通常采用1-5mm .格柵機主要有 回轉(zhuǎn)式機械格柵機、網(wǎng)式轉(zhuǎn)鏈格柵機、固定式格柵機、反切式旋轉(zhuǎn)細格柵機等，我公司常用的主要有反切式旋 轉(zhuǎn)細格柵機、網(wǎng)式轉(zhuǎn)鏈格柵機、固定式格柵機等。篩網(wǎng)通常應(yīng)用在水量相對較小、污水中含有大量的細小懸浮 物如紙漿等，同時還可以去除大顆粒的漂浮物，對懸浮物及大顆粒物質(zhì)的去除率可達到90%以上。工程實

6、踐表 明，篩網(wǎng)間隙一般為30?60目，安裝形式采用固定式安裝，安裝角度為40?50°，安裝角度不易過大，過大則 造成過水負荷降低，使處理能力降低同時也增加了部分投資，過小則易造成篩網(wǎng)堵塞，加大了清渣難度，影響 處理效果。 2、 纖維回收系統(tǒng) 造紙污水中含有大量的紙漿纖維，如果不對紙漿纖維進行回收，將有大量的紙漿進入污水處理系統(tǒng)中，嚴 重影響污水處理系統(tǒng)的處理效果，同時造成紙漿浪費。廠內(nèi)纖維回收系統(tǒng)主要用于造紙白水的纖維回收，一方 面進行白水循環(huán)減少白水的排放量，另一方面采用篩網(wǎng)、多圓盤過濾、氣浮、沉淀等方法進行回收紙漿纖維， 廠外纖維回收常采用篩網(wǎng)過濾的方法進行紙漿纖維的回收。篩網(wǎng)過濾主要

7、有：重力自流式篩網(wǎng)過濾、普通旋轉(zhuǎn) 過濾機、反切單向流旋轉(zhuǎn)過濾機、雙向流旋轉(zhuǎn)過濾機等。重力自流式篩網(wǎng)過濾是污水通過集水槽溢流堰均勻布 水到篩網(wǎng)上，由于重力作用，濾液從篩網(wǎng)的縫隙中流出，紙漿纖維在重力及水的沖力作用下沿篩網(wǎng)流入集渣槽 中，達到漿水分離的作用。普通旋轉(zhuǎn)過濾機過濾滾筒與安裝地面有一角度，污水從上部進入滾筒，進水口濾網(wǎng) 內(nèi)壁程90度角，過濾滾筒在旋轉(zhuǎn)的過程中濾液從濾網(wǎng)的縫隙中排出，紙漿自動排到滾筒的另一端。反切單向流 旋轉(zhuǎn)過濾機采用臥式滾筒結(jié)構(gòu)，傳動方式可分為鏈條式和齒輪式，污水均勻布水到逆水流方向的濾網(wǎng)內(nèi)壁上， 水流與濾網(wǎng)形成反切相對運動，濾液從網(wǎng)的縫隙中排出，紙漿纖維被截留在網(wǎng)的內(nèi)壁

8、，在導板的作用下，從排 渣端自動排出。從而達到紙漿與污水的分離作用；反切雙向流過濾機的原理與單向流相同。 3、 調(diào)節(jié) 由于造紙工業(yè)在生產(chǎn)過程污水排放的多樣性，使排出的污水的水質(zhì)及水量在一日內(nèi)有一定的變化，因此要 求對污水進行進行調(diào)節(jié)，均衡水質(zhì)，使其能夠均勻進入后續(xù)處理單元，提高處理效果。污水的調(diào)節(jié)主要分為： I ① 0ggg 中國污水處型工程網(wǎng) 水量調(diào)節(jié)和水質(zhì)調(diào)節(jié)。污水處理設(shè)備及構(gòu)筑物都是按一定的水量標準設(shè)計的，要求均勻進水，特別對生物處理 系統(tǒng)更為重要，為了保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運行，在污水進入處理系統(tǒng)之前，預先調(diào)節(jié)水量，使處理系統(tǒng)滿 足設(shè)計要求。根據(jù)造紙工業(yè)工藝的不同，污水的水

9、量、水質(zhì)不同，調(diào)節(jié)池的停留時間也各不相同，當處理水量 比較小時，停留時間可選大些，當處理水量比較大時，停留時間可根據(jù)具體情況選小些，一般為4~8個小時。 雖然污水在進入調(diào)節(jié)之前通過格柵、纖維回收等措施去除了大部分的懸浮物，但還是會有一部分的懸浮物特別 是紙漿流進調(diào)節(jié)池，為了防止沉淀，同時為了加強污水的均勻性，可考慮在調(diào)節(jié)池內(nèi)增加曝氣裝置，可有效改 善污水的水質(zhì)特性。 四、基本處理方法 廢紙造紙污水的SS、COD濃度較高，COD則由非溶解性COD和溶解性COD兩部分組成，通常非溶解性COD 占COD組成總量的大部分，當污水中SS被去除時，絕大部分非溶解性COD同時被去除。因此，廢紙造紙污水處

10、 理要解決的主要問題是去除SS和COD。 廢紙造紙污水中的BOD5值較低，BOD5與COD的比值一般為0.15?0.25，可生化性較差?；炷幚矸椒ㄖ?能去除部分BOD5，絕大部分BOD5的去除主要應(yīng)采用生化方法解決。 1、氣浮或沉淀法 采用氣浮或沉淀方法，通過投加混凝劑，可去除絕大部分SS，同時去除大部分非溶解性COD及部分溶解性 COD和BOD5。其典型的處理工藝流程如下： 污水一篩網(wǎng)一集水池一氣浮或沉淀一排放 氣浮和沉淀均為物化處理方法，處理效果與選用的設(shè)備、工藝參數(shù)、混凝劑等有關(guān)，其COD去除率一般高于 制漿中段水的COD去除率，通常能達到70%?85%。對噸紙污水排放量＞

11、150m3、濃度較低的中小型廢紙造紙企 業(yè)，通過氣浮或沉淀處理，出水水質(zhì)指標可達到或接近國家排放標準。 氣浮和沉淀法各自的優(yōu)缺點比較見表2。 表2氣浮與沉淀法比較 處理方法 優(yōu)點 缺點 氣浮 1. 處理效果穩(wěn)定、可靠 2. 占地面積小 3. 污泥量少，易于脫水 4. 土建費用低 1. 設(shè)備費用較高 2. 運行電耗略高 沉淀 1. 處理方法成熟、穩(wěn)定 2. 電耗較低 3. 操作較簡單 1. 占地較大 2. 污泥需經(jīng)濃縮后脫水 最近幾年來，在氣浮法中高效淺層氣浮異軍突起。高效淺層氣浮具有水力停留時間短(<5min)、池體水深 淺(僅500mm)、處理效果好

12、等優(yōu)點。它應(yīng)用淺池理論和“零速度”原理，徹底改變了傳統(tǒng)推流式氣浮池的進出 水及污泥分離方式，污水在氣浮池中處于相對靜止狀態(tài)，微氣泡吸附污泥后可垂直向上浮起，固形物上浮速度 為4?10cm/min，可在短時間內(nèi)獲得優(yōu)質(zhì)出水，其SS、COD去除率可略高于沉淀法，對中型規(guī)模的污水處理有 其一定的優(yōu)越性。 2、 物化與生化處理相結(jié)合 對于噸紙污水排放量較低、污水含COD較高的大中型廢紙造紙企業(yè)，期望通過單級氣浮或沉淀的物化方法 達到國家一級排放標準有較大的難度，因為可溶性COD、BOD5主要需通過生化方法才能有效去除。一般，當執(zhí) 行CODW100mg/L的排放標準時，原水COD濃度不宜超過600?

13、800mg/L；當執(zhí)行CODW150mg/L的排放標準時， 原COD濃度不宜超過800?1000mg/L。因此，在原水SS和COD濃度較高時，應(yīng)在一級物化處理之后接生化方法 處理，使處理出水最終達到國家排放標準的要求。 物化加生化處理方法的典型工藝流程如下： 污水一篩網(wǎng)一調(diào)節(jié)一沉淀或氣浮一A/O或接觸氧化一二沉池一排放 A/O(缺氧一好氧)處理工藝，通過缺氧段的微生物選擇作用，只是對有機物進行吸附，吸附在微生物體的有 機物則在好氧段被氧化分解。因此A段停留時間短，約在40?60min。 由于A段微生物的篩選和對有機物的吸附作用，能有效地抑制O段絲狀菌生長，控制污泥膨脹。當污水經(jīng) 過混凝

14、沉淀或氣浮處理后，A/O工藝的有機負荷為0.5kgCOD/(kgMLSS?d)時，其COD去除率可達90%左右。寧 波中華紙業(yè)有限公司的廢紙造紙污水的COD在1500?3000mg/L，經(jīng)混凝沉淀加A/O生化法處理，出水COD為60? 100mg/L，各項指標均達到國家排放標準的要求。 生物接觸氧化法具有掛膜快、無污泥回流系統(tǒng)、無污泥膨脹危害、日常運行管理容易等優(yōu)點，在中小型有 機污水處理中應(yīng)用較多。寧波八方集團造紙廠1 X104t/d黃板紙生產(chǎn)污水，采用氣浮加生物接觸氧化法處理工 藝，取得了良好的效果，各項指標均達到國家一級排放標準。但是在相同條件下，接觸氧化法處理效果不如活 性污泥法，雖

15、然無污泥膨脹，但在二沉池需要更低的表面負荷，而且填料的定期更換問題也應(yīng)引起重視。 3、 污泥處置與綜合利用 回收漿料 造紙過程中漿料的流失不可避免，做好流入污水中的廢漿回收有兩個好處：一是回收的漿料可回用于造紙 或外售作為低檔紙的原料，產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益；二是降低污水處理負荷，減少藥劑消耗。 廢漿的回收，一般采用篩網(wǎng)微濾，用60?70目尼龍網(wǎng)或機械格柵，篩網(wǎng)的規(guī)格和材質(zhì)的選用與水質(zhì)有關(guān)， 如生產(chǎn)涂布白板紙污水的纖維比較細小，需要選用細篩網(wǎng)，但太細則過水效果差，影響污水處理量。一般機械 I ① 0ggg 中國污水處型工程網(wǎng) 格柵的柵距在0.15?0.25mm時，截留纖維效果最佳，S

16、S去除率為30%?50%，COD去除率為20%?30%，既能滿 足過水量的需要，又能達到提高回收率的目的。 污泥脫水 污水經(jīng)物化、生物方法處理后，其中的懸浮物有90%以上分離出來成為污泥。通常原料廢紙有5%左右進入 污水，噸紙將產(chǎn)生70?80kg的絕干污泥，折合：氣浮污泥（沉淀濃縮污泥）含水率97%，污泥量約2.3?2.6t/t 紙；機械脫水后污泥含水率75%左右，干污泥量約0.3?0.4t/1紙；自然干化污泥含水率較高，污泥量＞0.7t/t 紙。 污泥脫水采用壓濾機脫水，大中型企業(yè)以帶式壓濾機為多，中小型企業(yè)以板框壓濾機為多。也有一些小企 業(yè)采用自然干化方法，自然干化容易造成二次污染，

17、南方地區(qū)尤甚，最好應(yīng)避免采用。 五、造紙污水的回收利用方法 由于造紙污水由三種污水組成：黑液、打漿機污水和造紙機污水，因此它的回收利用主要是針對這三種污 水展開。 1、黑液的回收利用 對造紙黑液的處理是造紙業(yè)廢水處理的關(guān)鍵，目前，常用的造紙黑液處理技術(shù)有堿回收法、絮凝沉淀法、 膜分離法、酸析法、好氧活性污泥法及生物技術(shù)法等。其中堿回收法是目前技術(shù)最成熟、工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的 造紙黑液處理方法。 堿回收技術(shù)是造紙黑液處理較為成熟的技術(shù)，在各地取得了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)不同的工作原理，又可分為 燃燒法、電滲析法及黑液氣化法等。 燃燒法堿回收技術(shù)的完整流程分為提取、蒸發(fā)、燃燒、苛化石灰回收四道

18、工序。基本原理是將黑液濃縮后 在燃燒爐中進行燃燒將有機鈉鹽轉(zhuǎn)化為無機鈉鹽，然后加入石灰將其苛化為氫氧化鈉，以達到回收堿和熱能的 目的。 黑液與漿料分離后，提取出來的木（草）漿稀黑液濃度較低，必須將其通過蒸發(fā)系統(tǒng)去掉大部分水分，濃 縮至45-80%的濃度，再將濃縮后的黑液噴入堿回收鍋爐爐膛燃燒，黑液燃燒產(chǎn)生的熱量可用于工藝或發(fā)電。黑 液中的有機鈉鹽在爐內(nèi)發(fā)生化學反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴诘奶妓徕c，同時把補充的芒硝還原成硫化鈉，熔融物從堿爐底 部排出，溶解后形成含少量鐵離子的綠液。所得綠液與石灰進行反應(yīng)，其中的碳酸鈉被苛化為氫氧化鈉。苛化 后澄清的液體稱為白液，即可重新用于制漿蒸煮。將苛化產(chǎn)生的白泥進行高溫

19、煅燒，可以回收石灰用于苛化過 程。 燃燒法堿回收工藝技術(shù)成熟，運行穩(wěn)定，但工程投資較大，適用于規(guī)模較大的造紙企業(yè)，當前各國對黑液 處理主要采用燃燒法回收堿的技術(shù)路線。但燃燒法堿回收容易受到黑液中硅成分的干擾：黑液中的二氧化硅與 堿作用生成硅酸鈉，在燃燒過程中易形成結(jié)垢，影響了堿回收過程的順利進行。木漿中硅含量較低，因此堿回 收進行較順利，堿回收率可達95?98%。但我國森林資源緊張，草類資源相對豐富，因此形成了以草漿造紙為 主的造紙產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，草漿黑液中較高的硅含量影響了堿回收的效果。近年來，草漿黑液堿回收同步除硅技術(shù)已 成功進行了生產(chǎn)性試驗，該技術(shù)的推廣必將大幅提高我國造紙黑液堿回收整體效

20、率。我省泰格林紙集團永州湘 江紙業(yè)股份有限公司以馬尾松為原料生產(chǎn)本色硫酸鹽木漿，其造紙黑液處理即采用傳統(tǒng)的燃燒法堿回收工藝。 2006年，該廠進行擴建并形成木漿為主輔以少量竹漿，年產(chǎn)10萬噸的紙漿生產(chǎn)規(guī)模。新的堿回收系統(tǒng)同時投 產(chǎn)，設(shè)計日處理黑液4000m3，堿回收蒸發(fā)站采用8體6效全板式降膜蒸發(fā)器（I效蒸發(fā)為3體，II?VI效蒸發(fā) 為單體），堿爐為日處理固形物量530-630噸的次高壓低臭式堿爐，苛化工段采用壓力過濾器工藝；產(chǎn)生的白 泥采用拋棄填埋處理，未進行綜合利用處理。配套熱電車間選用90T/H循環(huán)硫化床鍋爐，配備2.5/3.0MW汽輪 發(fā)電機組?？傮w上實現(xiàn)了黑液處理排放合格，為造紙行業(yè)

21、污染治理提供了成功的范例。 電滲析法 電滲析法工藝一般采用循環(huán)式流程，黑液通過陽極室循環(huán)，稀堿液通過陰極室循環(huán)。在直流電場作用下， Na+通過陽膜進入陰極室，與電解產(chǎn)生的OH-結(jié)合生成NaOH而得以回收堿；陽極室黑液由于電解產(chǎn)生H+而 不斷被酸化，到一定程度時，將大部分木質(zhì)素沉淀析出。電滲析法堿回收具有工藝過程簡單，操作方便、設(shè)備 投資少，易于自動化等特點。為了進一步提高堿回收率并降低耗電量，尚需對電極和膜片進行改進。 黑液氣化法 黑液堿回收除了常采用上述兩種方法外，在國外還普遍使用的一種方法是黑液氣化法。其原理是將黑液在 高溫快速反應(yīng)器中氣化，使其中的有機物轉(zhuǎn)化為清潔的可供燃氣輪機使

22、用的燃料氣體。黑液氣化法比傳統(tǒng)的燃 燒回收更有效，且環(huán)境友好性強，是制漿造紙工業(yè)能源生產(chǎn)與回收的一種有前景的技術(shù)。 對比以上三種工藝，總體上講，燃燒法堿回收能夠比較充分、全面地回收利用資源，對于規(guī)模在年產(chǎn)量在 1.7萬噸以上的造紙企業(yè)，該技術(shù)在經(jīng)濟上可收回成本或有一定收益。但我國由于木材短缺，采用非木纖維原料 生產(chǎn)的紙漿占紙漿總量的70%以上，這樣的原料結(jié)構(gòu)限制了工廠的生產(chǎn)規(guī)模，80%以上是年產(chǎn)2萬噸以下的中 小型造紙廠，這些企業(yè)基本上不具備堿回收系統(tǒng)。 2、 打漿機污水回收利用 紙漿經(jīng)過打漿機排出的污水，其所含成分與黑液相同，只不過濃度較低。由于所含的有機物質(zhì)（纖維和堿 等）數(shù)量少，回收較困難，但污水中的總固體、懸浮物和BOD5仍然很高，直接排放對水體污染仍很嚴重， 因此需要進行處理。主要處理方法包括混凝沉淀法、氣浮法、活性污泥法、穩(wěn)定塘法、生物濾池法及A/O法等。 3、 造紙機污水回收利用 從造紙機上排出的污水中含有大量纖維，如不回收利用，將造成很大浪費，因此，對造紙機器污水必須加 以充分的回收和重復利用。這些水部分可以用來稀釋紙漿（如案餛排出的白水），部分送至打漿工程使用（吸水 箱和伏餛所壓出的污水），打漿工程用不了的污水，應(yīng)送到回收裝置進行飼料回收。