造紙工業(yè)廢水處理素材.ppt

造紙工業(yè)廢水處理,造紙工業(yè)廢水處理,概述,造紙廢水的來源與水量,造紙廢水的水質(zhì)特征,造紙工業(yè)廢水處理技術(shù),概念：造紙是指將紙漿抄造成紙產(chǎn)品的過程；制漿就是由植物纖維原料分離出纖維而得紙漿的過程。主要可分為機械法、化學(xué)法和化學(xué)機械法，分別制得機械紙漿、化學(xué)紙漿和化學(xué)機械紙漿。廢水特點：造紙工業(yè)廢水的特點是廢水排放量大，COD、BOD高、色度嚴(yán)重，廢水中纖維懸浮物多，而且含二價硫和帶色，并有硫醇類惡臭氣味。制漿造紙廢水因其排水量大、污染物濃度高而在世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注。,一.概述,二.造紙廢水的來源與水量,造紙廢水主要來源于生產(chǎn)工藝中的備料、蒸煮、冷凝、洗漿、漂白和抄造紙工序。,1.備料過程中的廢水備料過程中產(chǎn)生的廢水主要包括洗滌水以及濕法剝皮機排水，其中含有的主要污染物質(zhì)包括樹皮、泥沙、木屑以及木材中的水溶性物質(zhì)，如果膠、多糖、膠質(zhì)及單寧（Tannins）等。,2.蒸煮廢液植物纖維原料經(jīng)過蒸煮以后，5080轉(zhuǎn)化為紙漿，其余2050的物質(zhì)則溶于蒸煮液中。制漿方法和所用原料不同，則蒸煮廢液的組分也存在很大差異，其主要成分為木素、糖類及蒸煮所用的化學(xué)藥劑。堿法制漿產(chǎn)生的廢液呈黑色，稱為“黑液”。酸法制漿產(chǎn)生的廢液呈紅色，稱為“紅液”。制漿造紙廢水的污染以黑液為主。,造紙工業(yè)中重要的污染源之一,表11亞硫酸鹽木漿紅液化學(xué)成分,幾種主要漿種中的化學(xué)成分含量,（1）.黑液堿法制漿采用的蒸煮藥劑為NaOH或NaOH+Na2S。黑液中含有的污染物質(zhì)大致上可分為無機物和有機物兩大部分。有機物主要是堿、木素、半纖維素的降解產(chǎn)物。無機物主要是硫酸鈉、碳酸鈉、硅酸鈉，以及NaOH和Na2S等鈉鹽。對黑液堿進行回收利用是解決制漿廠廢水污染的重要途徑之一?；厥罩罂蓽p少紙漿廠的總排污負(fù)80%85%，并利用其中有機物燃燒產(chǎn)生的熱能，回收其中所含的化學(xué)藥品。,酸法制漿采用的化學(xué)藥劑是以鈣、鎂、鈉、銨等為鹽基的酸性亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽。,紅液的化學(xué)成分復(fù)雜，其中的有機物主要是木素和纖維素，還包含有糖類和制漿藥劑。,亞硫酸銨法以亞硫酸銨為蒸煮藥劑，其中肥分（氮、鉀、磷）很高，可將這部分廢水經(jīng)過一定預(yù)處理之后用于農(nóng)業(yè)灌溉或制作肥料。,回收其中的化學(xué)品及熱能，是解決紅液污染的基本途徑。,（2）.紅液,（3）.污冷凝水蒸煮過程的冷凝水是污冷凝水的來源之一。主要含有烯類化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等污染物，還可能含有硫化氫、有機硫化物及油類物質(zhì)。蒸煮過程中產(chǎn)生的污冷凝水是制漿廠污冷凝水的另一個來源。亞硫酸發(fā)制漿中，紅液蒸發(fā)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。,（4）.機械漿及化學(xué)機械漿廢水機械漿的效率較高，因而污染物的產(chǎn)生量較少?；瘜W(xué)機械漿屬于兩步制漿法，污染物的排放負(fù)荷比化學(xué)制漿過程少得多，但比傳統(tǒng)磨木漿排污負(fù)荷可能高若干倍。,（5）.洗漿、篩選廢水洗漿廢水主要來源于洗漿機和貯槽的清洗水以及設(shè)備的跑、冒、滴、漏。篩選和凈化主要是為了去除粗漿中的生片、木節(jié)、粗纖維素及非纖維素細(xì)胞、沙礫和金屬屑。篩選后的濃縮排水也是篩選廢水的來源之一。,（6）.廢紙回用過程的廢水廢紙回用需經(jīng)過碎解、凈化、篩選、濃縮等幾個階段才能制成紙漿。在以上各個階段中都會產(chǎn)生污染性質(zhì)不同的廢水。此外，為了使廢紙脫墨，要使用化學(xué)藥品，之后還要采用洗滌法或浮選法洗除紙漿中的油墨粒子。,（7）.漂白廢水紙漿漂白的兩種類型：以氧化性漂白劑破壞木素及有色物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使其溶解，從而提高紙的純度與白度；以漂白劑改變有色物質(zhì)分子上發(fā)色基的結(jié)構(gòu)，使其脫色，但不涉及纖維組分損失。使用含氯漂白劑產(chǎn)生的漂白廢水污染嚴(yán)重；而使用過氧化物漂白劑產(chǎn)生的廢水污染相對較輕。漂白廢水主要含有有機物、懸浮物，并具有顏色，還含有剩余漂白劑。,（8）.抄紙廢水造紙過程的廢水主要來自于打漿、紙機前篩選和抄造等工序。這部分廢水常稱為“白水”，其中含有纖維碎屑、小纖維、顏料、淀粉及染料等。污染物主要以溶解性物質(zhì)和懸浮固體物質(zhì)存在，主要來源于原料、少量的輔助化學(xué)品及大部分的輔助劑（如防腐劑、殺菌劑、消泡劑）。,三.造紙廢水的水質(zhì)特征,1.制漿造紙廢水的污染指標(biāo)主要污染指標(biāo)為COD、BOD、pH和SS。由于采用的生產(chǎn)工藝的不同，廢水里可能存在的重金屬離子和廢水的顏色也是重要的污染因素。漂白硫酸鹽漿廠廢水中二惡英及可吸附有機鹵代物產(chǎn)生的毒性也是值得關(guān)注的問題之一。,2.制漿造紙廢水的污染負(fù)荷制漿造紙廢水的污染負(fù)荷與漿得率有直接關(guān)系，漿得率越高，則廢水的污染負(fù)荷越低。由于加工深度、原料種類、工藝條件等因素的影響，不同的制漿方法對水體的污染物排放負(fù)荷差別很大。,四.造紙工業(yè)廢水處理技術(shù),1.生物接觸氧化法處理中段廢水（1）工程概況生物接觸氧化法，設(shè)計規(guī)模5萬m3/d。進出水水質(zhì)對比：,（2）處理工藝生物接觸氧化法生物接觸氧化法是使廢水與附著在填料上的微生物膜充分接觸，利用微生物的代謝作用使廢水中的有機物、氮、磷等污染物質(zhì)實現(xiàn)分解和轉(zhuǎn)化，從而使廢水得到凈化的過程。附著于填料上的生物膜通常由黏膜層、好氧層和厭氧層組成。廢水與覆蓋有生物膜的填料接觸時，生物黏膜的吸附和滲透作用使廢水中的污染物質(zhì)進入膜內(nèi)；低分子有機物在未達到黏膜層即已被外界微生物分解；高分子和難降解有機物附著在黏膜層上，經(jīng)過微生物胞外酶分解為小分子，之后進入微生物細(xì)胞。,生物接觸氧化法與活性污泥法相比，運行簡便，抗沖擊能力強。中段廢水中COD主要成分為溶解于水中的木素，且BOD5/COD值在3.0左右，為較難生化降解的廢水。采用生物膜法處理造紙中段廢水，BOD5去除率可達70以上，而COD去除率僅為30左右，出水水質(zhì)難以達到排放標(biāo)準(zhǔn)?？稍诮佑|氧化池后在對出水進行化學(xué)混凝沉淀，處理后的出水可以達到排放標(biāo)準(zhǔn)。,工藝流程,原有處理系統(tǒng),（3）運行綜合評價該工程運行穩(wěn)定，日常維護和運行費用較低；與活性污泥法比較，生物接觸氧化法不需要污泥回流，增加了軟性填料，減小了曝氣池容積；接觸氧化法的處理效率不如活性污泥法高；生物接觸氧化法的剩余污泥產(chǎn)生量明顯低于活性污泥法；制約生物接觸氧化法BOD5去除率的主要因素是F/M，只有在較低的F/M下才能取得較高的BOD5去除率；生物接觸氧化法常見的故障是填料結(jié)球，其主要原因有填料選擇不合理、填料空隙過于細(xì)密、曝氣強度太低。有機負(fù)荷太高等。,2.Carrousel氧化溝處理麥草漿中段廢水設(shè)計參數(shù)進水水質(zhì)：COD:1800mg/L;BOD5:600mg/L;SS:2200mg/L;pH:89;水量Q=5萬m3/d。出水水質(zhì)：COD450mg/L;BOD5200mg/L;pH:69。,工藝流程,調(diào)試運行情況及處理效果經(jīng)過設(shè)備調(diào)試。污泥馴化和調(diào)試運行之后，排水水質(zhì)已經(jīng)能夠達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。,（4）處理工藝運行綜合評價制漿造紙廢水的纖維回收造紙企業(yè)排放的中段廢水含有大量的細(xì)小纖維，造成廢水中固體懸浮物濃度高。廢水中的大部分有機物然負(fù)荷來自流失的漿料。廢水中纖維得不到回收則不僅造成很大浪費，而且加重了后續(xù)污水處理的負(fù)擔(dān)。本工藝采用無動力弧形細(xì)格柵，使得纖維回收率在80以上，對懸浮物的去除率不低于40。,物化生化處理工藝聯(lián)用僅采用好氧生物法處理中段廢水，處理效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計指標(biāo)，不達標(biāo)的水質(zhì)項目主要是COD。常用的好氧生物處理工藝與物化處理單元聯(lián)用可以提高出水水質(zhì)，使其達到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求?；旌戏磻?yīng)池和調(diào)節(jié)池能夠避免水質(zhì)水量波動對后續(xù)生化處理系統(tǒng)造成太大沖擊，保證整個處理系統(tǒng)的正常運行。,Carrousel氧化溝具有較強的耐沖擊負(fù)荷能力中段廢水處理系統(tǒng)常常要受到高濃度廢水的沖擊，是好氧生物處理方法應(yīng)該盡量避免的問題。實際調(diào)試中，Carrousel氧化溝中生物相一直很豐富且保持較高活性，二沉池的出水水質(zhì)也比較穩(wěn)定，這充分證明了Carrousel氧化溝具有較強的抗沖擊負(fù)荷能力。其原因在于Carrousel氧化溝是一個多溝串聯(lián)的系統(tǒng)，進水與活性污泥混合后在溝內(nèi)不斷循環(huán)流動?？煽醋魇且粋€完全混合池，對水量和水質(zhì)的沖擊負(fù)荷具有一定的承受能力。,Carrousel氧化溝具有性狀優(yōu)良的活性污泥,Carrousel氧化溝處理效果好且出水水質(zhì)穩(wěn)定中段廢水經(jīng)Carrousel氧化溝處理后，出水水質(zhì)穩(wěn)定，生化系統(tǒng)對COD的去除率達到80以上Carrousel氧化溝內(nèi)交替存在的好氧區(qū)與厭氧（缺氧）區(qū)，實現(xiàn)了動態(tài)水解酸化好氧分解功能，厭氧區(qū)的存在可提高廢水的BOD/COD值，增加廢水的可生化性。,Carrousel氧化溝對有機鹵代物的去除作用有機鹵代物(AOX)主要產(chǎn)生于制漿漂白的環(huán)節(jié)。AOX具有致畸、致癌、致突變作用。AOX很難降解，采用二級生物工藝處理AOX也不能達到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。在厭氧或缺氧條件下，AOX顯示出較好的厭氧可生化性。Carrousel氧化溝由于好氧、厭氧交替存在，對中段廢水中AOX的去除率有顯著提高。,適當(dāng)控制進水濃度并保持高污泥濃度，是防止大量泡沫產(chǎn)生的關(guān)鍵廢水處理中泡沫的產(chǎn)生不僅與產(chǎn)生泡沫的微生物類群相關(guān)，而且與廢水性質(zhì)、活性污泥狀況和工藝運行條件等因素相關(guān)。麥草漿中段廢水含有部分殘堿、皂化物及表面活性劑，易起泡沫。Carrousel氧化溝中控制進水COD濃度，并使污泥濃度控制在一定范圍的情況下，可抑制泡沫的產(chǎn)生。,3.完全混合式活性污泥法處理造紙廢水（1）.完全混合式活性污泥法的特點在完全混合式活性污泥系統(tǒng)中，生物反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度和污染物質(zhì)濃度均一穩(wěn)定，達到完全混合狀態(tài)。,（2）.水質(zhì)指標(biāo),（3）.處理工藝,（4）.運行綜合分析本工藝的生物處理采用鼓風(fēng)加攪拌聯(lián)合供氧方式的完全混合式活性污泥法。良好的攪拌作用使微生物保持均勻懸浮狀態(tài)，池內(nèi)各點微生物所處的狀態(tài)均勻一致，可通過調(diào)整池內(nèi)污泥負(fù)荷等方式使生化處理控制在最佳條件下運行，保持較好的去除效果。進入曝氣池的廢水在攪拌作用下與池中有機物濃度較低的大量混合液充分混合，使廢水得到很好的稀釋，可承受較大程度的水質(zhì)變化和負(fù)荷沖擊。生物處理可去除90左右的BOD5，后續(xù)化學(xué)混凝氣浮對COD的去除量占全流程去除量的30左右。,（5）.處理設(shè)施及改造情況在一沉池之前對紙漿加以回收，不僅可以降低后續(xù)工序的處理負(fù)荷，還能使資源得到回用。將曝氣池平板葉輪攪拌器改為潛水曝氣機，降低了能耗，且安全可靠。對原有消沫器進行改造，降低了能耗，使其運行更加穩(wěn)定、可靠。將原污泥濃縮池刮泥機膠輪改為鋼軌及鋼輪后，運行穩(wěn)定。,4.高溫厭氧法處理紙漿廠廢水（1）.廢水的污染物指標(biāo),（2）.處理工藝,（3）.運行管理該工藝體系運行管理的指標(biāo)包括pH值、溫度、H2S濃度、揮發(fā)酸濃度、污泥濃度及沼氣組成。一般將pH值控制在7.07.7范圍內(nèi)。體系pH值降低的原因可能是產(chǎn)甲烷菌活性下降或反應(yīng)器負(fù)荷過高。可調(diào)整相關(guān)環(huán)節(jié)的操作或適量加入堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)。,5.廢水處理的新方法,5.1人工濕地處理技術(shù),人工濕地對造紙廢水具有獨特而復(fù)雜的精華激勵，他能利用基質(zhì)微生物植物這個符合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)、和生物的三重協(xié)調(diào)作用，通過過濾、共沉、吸附、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現(xiàn)對造紙廢水的高校凈化，同時通過營養(yǎng)物質(zhì)和水分的生物地球循環(huán)，促進綠色植物生長并使其增產(chǎn)，實現(xiàn)廢水的資源化和無害化。廢水通過濕地系統(tǒng)時，大量懸浮固體被填料和植物根系截留并沉積在基質(zhì)中，其他污染物通過生物降解和植物吸收等作用被去除，通過定期更換和收割栽種在濕地床填料中的作物，最終使污染物從濕地系統(tǒng)中得以去除。,人工濕地法處理廢水,5.2輻射處理技術(shù),我國造紙廠制漿篩選、漂白廢水一般采用生化化學(xué)絮凝法處理。輻射處理以來高能電子束對水的輻解作用，產(chǎn)生活性自由基，通過這些活性自由基與水中有機物的作用，達到除去水中污染物的目的。輻射技術(shù)是一種高新氧化技術(shù)，可降解其它方法難以降解的有害有機化學(xué)物質(zhì)，可直接殺滅廢水中的細(xì)菌和病毒，處理過程不另加化學(xué)物品。沒有二次污染物需處置，是一種最終的處理技術(shù)，所以是一種很有用的水凈化技術(shù)。,問題與思考對造紙廢水的處理，用水解酸化+A/O處理工藝和用厭氧+A/O處理工藝有什么不同之處？對于這種廢水適合用上面哪種工藝才能達到良好的處理效果？,解答如果是白水，用水解酸化+A/O或者厭氧+A/O都可以，更傾向于第一種；如果是黑水，處理基本得不到良好的處理。水解酸化是厭氧的一部分，厭氧過程可分