制漿造紙生物技術-課件第七章廢水5.32

制漿造紙生物技術制漿造紙廠廢水的生物法處理肆意排放污水造紙廢水攪渾嘉陵江支流小安溪造紙廢水直接排放36年污水滾滾入漢江原料儲存除砂精選抄選磨漿備料 蒸煮 洗漿 篩選 漂白 打漿2、制漿造紙基本工藝過程制漿造紙廠的廢水備料工段的廢水蒸煮廢液制漿中段廢水抄紙廢水1、備料工段的廢水洗滌水+濕法剝皮排出水（1）木材原料：1m3木材性物質（多糖等）;30m3廢水，樹皮，木屑，水溶（2）稻草或麥草原料：除塵器水封及除塵排灰洗滌蒸煮廢液

來源：植物纖維原料經化學蒸煮后，可得到

50%~80%的紙漿，其余的20%~50%融于蒸煮

液中。

制漿廢液：提取的蒸煮液在堿法制漿中，稱

“黑液”。在酸法制漿中，稱“紅液”。主要成分：木素、糖類及蒸煮用的化學藥劑。黑液

集中了制漿造紙過程90%的污染物,其中含有大量木質素和半纖維素等降解產物、色素、戊糖類、殘堿及其它溶出物，可以綜合回收其中的有用物質。

每生產1t紙漿約排黑液10t,其特征是pH值為11～13,BOD為34500～42500mg/L,COD為106000

～157000mg/L,懸浮物(SS)為23500～27800mg/L。紅液

亞銨法制漿廢液呈褐紅色,故又稱紅液,雜質約占15%,其中鈣、鎂鹽及殘留的亞硫酸鹽約占

20%,木素磺酸鹽、糖類及其它少量的醇、酮成分原料紅松落葉松馬尾松蔗渣蕕葦?shù)静蓰湶莨绦挝?1.4969.2270.3368.3666.969.7268.7690有機物木素41.0043.9037.034.1-42.4-31.6揮發(fā)酸7.8411.4811.3516.2-12.6817.713.3其他51.1644.6251.6249.7-45.02-52.7無機物總堿89.6090.6087.060.877.485.0--Na2SO43.641.892.253.30-5.30--SiO20.751.890.757.445.448.831523.9其他6.017.5110.0028.46-0.87--不同制漿原料黑液的主要成分亞硫酸鹽漿紅液成分成分原料針葉材闊葉材木素磺酸鹽5446巳糖145戊糖514糖衍生物（糖磺酸鹽、糖醛酸眼）2022揮發(fā)性有機物（醋酸、甲酸等）511無機物22制漿中段廢水概念

是經黑液提取后的蒸煮漿料在洗滌、篩選、漂白以及打漿中所排出的廢水。特點

污染物復雜，含有較高濃度的木質素、纖維素和樹脂酸鹽等較難生物降解的物質成分，而且富含漂白段產生的對環(huán)境危害大的有機氯化物，以可溶性

COD為主。

這部分廢水水量較大,每噸漿約產生50～200t中段廢水。中段廢水的污染量約占8%～

9%,噸漿COD負荷310kg左右。

一般情況下其水質特征為pH7～9,SS500～1500mg/L。COD1200～3000mg/L,BOD400～1000mg/L,色度深。制漿漂白廢水漂白分類；氧化性漂白劑破壞木素及有色物質的結構； 改變有色物質分子發(fā)色基結構，使其脫色。漂白劑：常用的氯化物漂白劑多是含氯化合物，污染嚴重；用ClO2代替液氯稱為無元素氯漂白；用O3或過氧化物漂白稱為全無氯漂白。漂白流程：C-E-HC-E-H-E-PC-E-H-D-E-D抄紙廢水概念

又稱白水,是在紙的抄造過程中產生,主要含有細小纖維和抄紙時添加的填料、膠料和化學品等。特點

這部分廢水的水量較大,每噸紙產生的白水量為

100～150t,其污染物負荷低,以不溶性COD為主,易于處理。

采用沉淀或氣浮的方法實現(xiàn)白水回用，固體廢渣可再制漿。

一般白水的COD僅為150～500

mg/L,SS為300～700mg/L,pH為6～8。制漿廢液中的污染負荷指標COD（化學需氧量）

植物原料受化學藥劑的作用后溶出的木素、纖維素、半纖維素降解產物，以及其他可被化學氧化降解的物質。

采用強氧化劑，如高錳酸鉀或重鉻酸鉀，測定廢水試樣消耗的氧化劑數(shù)量。BOD（生化需氧量）

木素、纖維素和半纖維素的降解產物（如糖類、有機酸、低分子木素降解產物）和纖維原料中其他可被生化降解的有機物。

能近似地反映有機物在生物處理系統(tǒng)中的最終結果，是通過微生物作用，氧化試樣中有機物所需氧量的一種方法。傳統(tǒng)方法：20℃保溫5天所需的溶解氧量，用BOD5表示。懸浮物（SS）以及色素

來源于漂浮在廢水中的固形物及由染料、顏料和木素化合物等產生的色素。毒性

樹脂酸、脂肪酸、重金屬離子等，漂白過程產生的有機氯化物如二惡英等。制漿造紙廢水的水質特征廢液PHCOD（mg/l)BOD5

（mg/l)紅液1.010000036000黑液12.9160000500001、制漿造紙廢水的主要污染指標（1）COD.BOD、顏色、AOX(可吸附的有機鹵代物)、pH、SS半纖維素、糖類等易降解物質;木素及大分子碳水化合物等難降解物質。（2）合成有機物具有潛在毒性。氯仿毒性——致癌，某些條件下可以分解，對環(huán)境不會長期影響。二噁英——氯化多核芳香化合物的總稱。有急性毒性，致癌性，致畸形，免疫毒性及生殖毒性，環(huán)境中很難分解。（3）有機鹵化物（Absorbable

Organic

Halides）簡稱AOXAOX對環(huán)境影響問題芬蘭——1t紙漿不超過1.4kg；德國——1t紙漿不超過1.0kg；木素氯化分子量多高于1000，透過細胞進行生物積累的可能性小。2.制漿造紙廢水污染負荷制漿方法漿得率化學機械漿機械漿85~9090~98化學漿半化學漿40~6060~85以木材為原料的各種制漿方法的漿得率漿得率與BOD負荷的關系制漿造紙廢水的處理方法物理法

沉淀、絮凝、過濾、氣浮，設備簡單、操作方便、成本低，常用于一級處理或二級和三級處理的預處理?；瘜W法

利用中和、化學沉淀和氧化還原作用來處理廢水中的溶解物質，如堿回收。生物法

好氧法、厭氧法和好氧厭氧組合法，通過細菌的新陳代謝來實現(xiàn)廢水的處理，其主要用于去除廢水中溶解和膠體的有機污染物。物理化學法

吸附法、離子交換法、超濾法、反滲透法等。主要用于廢水的三級處理，以及分離廢水中某些污染物質的分子或離子。在各種組合工藝中，“物化+生化”法應用最普遍.活性污泥法.生物膜法，主要是生物接觸氧化法.廢水的一、二、三級處理方法一級處理指采用物理和化學的方法澄清和去除懸浮物、雜質、調節(jié)pH以及去除一部分BOD、COD等。二級處理指采用生物法去除已澄清廢水中的溶解性有機物或BOD負荷。三級處理指采用物化法如吸附、薄膜滲透、超濾等方法使水質改進，達到能引用或回用的程度。懸浮物：樹皮碎片、纖維、纖維碎片和諸如白土、碳酸鈣和二氧化鈦等的填料和涂料。目的：去除廢水中的懸浮固體物雜質，有沉淀、過濾、浮選等方法。其中以沉淀法最普遍，可去除60~80%的懸浮物。兩段沉淀池：第一段為物理法（沉淀法）。第二段加絮凝劑為物理化學法，如硫酸鋁，氫氧化鈣和合成高分子助凝劑，以除去細小懸浮物和溶解性膠體有機物質，如木素、硅酸和色素等。處理前：SS=500mg/L,pH=8,CODCr=400mg/L處理后：SS=60mg/L,pH=7,CODCr=190mg/L廢水的一級（懸浮固體物）處理

廢水經一級處理后，大部分懸浮物被去除，但溶解于水中的有機物卻基本上沒有減少，它們是微生物的良好食料。這些微生物包括植物性微生物（如細菌、霉菌、酵母、藻類等浮游植物）和動物性微生物（原生動物、甲克蟲等），有好氧型、厭氧型和兼性好氧厭氧型三種。廢水的二級生化處理廢水的二級生化處理工業(yè)廢水生物處理可行性的評定參考值BOD5

:

CODcr/%45>30<30<25生物處理的可行性較好可以較難不易（1）黑液的處理與資源化堿回收法堿回收處理法--目前解決黑液問題比較有效的方法，通過黑液提取、蒸發(fā)、燃燒、苛化四個主要工段，可將黑液

中的SS、COD、BOD一并徹底去除，并可回收堿，產生二次蒸汽（能量）。酸析法傳統(tǒng)的酸析法--將堿性黑液用酸沉淀，分離出木素，再將廢水與中段水混合進行好氧、厭氧生化處理。這種工藝比較成熟，與堿回收處理法相比，最大的優(yōu)點是設備投資少，可以在中小型造紙廠應用。不同來源制漿造紙廢水處理（2）中段水的處理物理法：采用各種篩網、濾網、斜形篩、格柵等預處理中 段水，主要阻截濾出水中較大的廢紙漿纖維?；瘜W氧化法：是指利用強氧化劑的氧化性，在一定條件下與 中段水中的有機污染物發(fā)生反應。物化法：包括吸附法、混凝法、膜分離法等。生物法：利用微生物降解代謝有機物為無機物來處理廢水。電化學法：通過電極反應來產生活性很強的新生態(tài)自由基，廢水中的發(fā)色有機物在這些自由基的作用下發(fā)生氧化還原反應，降解為無色的小分子物質或者形成絮凝體沉淀下來，處理后水的色度和COD都得到了降低。（3）白水的處理與回用氣浮法氣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(jié)后在氣浮池內與減壓后的溶氣水混合，進行氣浮操作過程。完成分離后，清水入清水池供紙機回用，短纖維進入漿池供造紙機回用。過濾法應用于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(wěn)定、占地面積小、基建費用少、運行費用低等特點，處理后的白水可直接用于造紙過程。制漿造紙廢水常用的生物處理方法大蓄水量氧化塘曝氣穩(wěn)定塘活性污泥法厭氧處理地面處置法氧化塘處理氧化塘:是一種利用天然凈化能力對污水進行處理的構筑物的總稱。其凈化過程與自然水體的自凈過程過程相似。通常是將土地進行適當?shù)娜斯ば拚?，建成池塘，并設置圍堤和防滲層，依靠塘內生長的微生物來處理污水。主要利用菌藻的共同作用處理廢水中的有機污染物。優(yōu)點能緩沖濃度大的廢水偶然性流入而不至于受到干擾；而且不需要機械裝置和連帶的維修問題。曝氣穩(wěn)定塘曝氣穩(wěn)定塘（ASB）

為氧化塘概念的自然延伸。它能經的起大負荷，并有較高的穩(wěn)定速率。為了增加生物的活性，必須用機械方法增加曝氣能力（殘余溶解氧），并向系統(tǒng)中投加營養(yǎng)劑（P、N）。

在制漿造紙工業(yè)中，停留時間約為5－10天。去除效率一般為80％－90％。廢水綜合治理工藝流程（5～7d,

BOD30%,COD40%,色度下降37%）lignin:5－10kg/m3,150－300kg/tpulp,色度89.5,黑色變成黃黑色，

COD65.1%,BOD20-43%9-13d,水深1.2-1.3m,調節(jié)pH6－9，用河水稀釋3倍，COD稀釋到

2000mg/L入塘。春夏秋三季引種

水生植物，加速凈化效果。活性污泥法

是ASB的合理延伸，在此法中，把進水中和，添加營養(yǎng)藥劑，存在有細菌培養(yǎng)的反應器內曝氣。在高負荷的流程中，把部分細菌加以回收和循環(huán)。塘內的固體濃度為200－500mg/L。

缺點是多余的生物固體物產生污泥處理問題。停留時間約4小時，須把產生的多余生物固體物從第二級澄清器底部放出。污泥脫水很困難，須加入原始污泥、樹皮、飛灰才能成功脫水。純氧活性污泥法厭氧處理厭氧法與好氧法相比：

優(yōu)點：能耗低、營養(yǎng)鹽投加量少、產生污泥少、利用生產的沼氣可降低運行費用、能自動控制、操作簡單、占地面積小。

缺點：系統(tǒng)啟動時間長、處理過程中產生硫化氫氣體、廢水處理后續(xù)進一步處理、廢水中的一些毒性物質對厭氧生物具有毒性作用。厭氧生物處理上流式厭氧污泥床UASB厭氧濾池（AF）厭氧硫化床（AFB）等。

Pagues取得專利的內循環(huán)反應器（即IC反應器）是厭氧技術的重大突破。它的負荷等于

UASB反應器的2～3倍。

厭氧處理技術的優(yōu)點是承受能力強，最終產物可以利用，污泥量少。缺點是投資較大，設備復雜。上流式厭氧污泥床（UASB）厭氧反應器UASB厭氧反應器的顆粒污泥的意義污泥顆?；钱斀馯ASB反應器的一大特點。由絮狀污泥變?yōu)轭w粒污泥的意義有：

顆粒污泥沉降性能好，避免了污泥上浮，使反應器能夠在很高的COD負荷下運行，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

顆粒污泥能長期停留在UASB內，污泥停留時間很長，可積累大量的甲烷菌，使污泥有較高的活性。

顆粒污泥的較為密實的生物膜結構，對甲烷菌提供了一定的保護作用，增強了系統(tǒng)的抗沖擊負荷能力。

顆粒污泥能夠長期保持形態(tài)上的穩(wěn)定性，生產裝置一旦形成顆粒污泥，即可長期擁有，使處理效果穩(wěn)定。UASB反應器的啟動?接種按UASB污泥需要量的10－20％接入種泥（厭氧污泥）培養(yǎng)和馴化

使接種污泥逐漸增長的所要求的數(shù)量并適用蒸煮廢液的介質條件。先在UASB中加滿水，存放一段時間，然后連續(xù)向UASB中投配蒸煮廢液，投配的有機負荷控制在0.5-1.0kgCOD/(m3.d)啟動

在上述初始負荷條件下，待UASB達到穩(wěn)態(tài)運行，逐步提高負荷，直至達到設計負荷，即可投入正式運行。生物轉盤法(RBS）

設備由裝在一個軸上的一聯(lián)串的圓盤組成。生物生長在這些圓盤上，當軸轉動時，這些圓盤交替侵入廢水和暴露在空氣中。膜生物反應器(MBR)概念：

由膜分離技術與生物反應器相結合的生物化學反應系統(tǒng),是以酶、微生物或動植物細胞為催化劑進行化學反應或生物轉化,同時憑借超濾分離膜不斷分離出反應產物并截留催化劑而進行連續(xù)反應的裝置。特點：

用于水處理的MBR是一種新型水處理技

術。它是把傳統(tǒng)的活性污泥法和膜分離

技術組合在一起而形成的污水