造紙業(yè)是傳統(tǒng)的用水大戶,也是造成水污染的重要污染源之一。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,企業(yè)日益面臨水資源短缺、原料匱乏的問題,而另一方面,水污染也越來越嚴重。目前我國造紙工業(yè)廢水排放量及COD排放量均居我國各類工業(yè)排放量的首位,造紙工業(yè)對水環(huán)境的污染最為嚴重,它不但是我國造紙工業(yè)污染防治的首要問題,也是全國工業(yè)廢水進行達標處理的首要問題。據(jù)統(tǒng)計,我國縣及縣以上造紙及紙制品工業(yè)廢水排放量占全國工業(yè)總排放量的18.6%,其中處理排放達標量占造紙工業(yè)廢水總排放量的49.3%,排放廢水中COD約占全國工業(yè)COD總排放量的44.0%。近年經(jīng)多方不懈努力,造紙工業(yè)水污染防治已經(jīng)取得了一定的成績,雖然紙及紙板產(chǎn)量逐年增加,但排放廢水中的COD卻逐年降低。由此看出,造紙工業(yè)初步實現(xiàn)了“增產(chǎn)減污”的目標。但目前造紙行業(yè)約占排放總量50%的廢水尚未進行達標處理,制漿造紙廢水處理任務還相當繁重。
制漿造紙廢水是指化學法制漿產(chǎn)生的蒸煮廢液(又稱黑液、紅液),洗漿漂白過程中產(chǎn)生的中段水及抄紙工序中產(chǎn)生的白水,它們都對環(huán)境有著嚴重的污染。一般每生產(chǎn)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(chǎn)1 t亞硫酸鹽漿約有900 kg有機物和200 kg氧化物(鈣、鎂等)和硫化物溶于紅液中。廢液排入江河中不僅嚴重污染水源,也會造成大量的資源浪費。如何消除造紙廢水污染并使廢液中的寶貴資源得到利用是一項具有重大社會意義和經(jīng)濟價值的工作,應當受到重視。
湖南某造紙廠采用蘆葦堿法制漿造紙,排放廢水約為18000m3/d,對周圍環(huán)境造成了嚴重污染。目前較為成熟的造紙廢水處理方法是堿回收法,但成本較高使中、小型造紙企業(yè)無法承受。根據(jù)該造紙廠的實際情況,采用酸化—UBF—混凝法處理廢水取得了良好的效果。
1 生產(chǎn)工藝及排污
該廠生產(chǎn)工藝及廢水排放情況見圖1。
2 廢水水質(zhì)
廢水主要來源于擠漿機的黑液、洗漿機的黑中段水、漂白機的白中段水和外排白水,其中黑液為2000m3/d,中段水(包括黑、白中段水和外排白水)為16000m3/d,各種廢水水質(zhì)見表1。
表1 廢水水質(zhì)及排放標準
項 目 |
COD(mg/L) |
BOD5(mg/L) |
SS(mg/L) |
pH |
黑液 |
30000 |
9000 |
2000 |
11~13 |
中段污水 |
600 |
300 |
700 |
7~9 |
總排口 |
≤450 |
≤200 |
≤250 |
6~9 |
當?shù)丨h(huán)保部門要求該造紙廠限期處理所排廢水,并達到《造紙工業(yè)水污染物排放標準》(GB3544—92)中的一級標準,總排口下游1km處的蒸水河水水質(zhì)要達到《地面水環(huán)境質(zhì)量標準 》(GB 3838—88)中Ⅲ類水質(zhì)標準
3 處理流程
根據(jù)該廠的實際情況,采用先處理黑液再與中段水(含外排白水)合并處理的方法,即先將黑液酸化回收木質(zhì)素并經(jīng)厭氧生化處理后,再與中段水、白水混合并加入混凝劑進行混凝沉淀,處理流程見圖2。
蒸煮漿料由蒸球壓入噴罐內(nèi),定量泵到水平帶式洗漿機進行逆流洗漿,洗出的黑液經(jīng)纖維回收池進預沉池,再排入水解酸化池,反應之后泵入酸析池,經(jīng)加酸、壓濾等處理并回收木質(zhì)素,濾液與酸洗處理水再經(jīng)過投加石灰水調(diào)節(jié)pH值、去除大部分硫酸鹽后泵入UBF厭氧反應器進行厭氧處理,之后混入中段水均質(zhì)調(diào)節(jié)池,均質(zhì)調(diào)節(jié)后的綜合水經(jīng)投加混凝劑后再排入輻流沉淀池分離,沉淀后的上清液可達標排放,池底污泥靠刮泥機和重力排入污泥濃縮池,經(jīng)濃縮后加混凝劑進行化學調(diào)節(jié),再用壓濾機脫水成為含水率約為70%的泥餅外運。具體參見http://lj-lighting.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。
4 主要設備及構(gòu)筑物
主要設備及構(gòu)筑物的設計參數(shù)見表2。
主要設備及構(gòu)筑物 |
數(shù)量(座) |
HRT(h) |
尺寸 | |
黑液預沉池 |
1 |
10 |
40m×10m×2.5m | |
水解酸化池 |
1 |
60 |
40m×40 m×3.5m | |
酸析單元 |
酸析沉淀池 |
2 |
8 |
20m×10 m×3.5m |
酸析氣浮池 |
2 |
1 |
¢10m×1m | |
中和池 |
1 |
5 |
10m×18m×3m | |
UBF |
2 |
30 |
¢18m×10m | |
均質(zhì)調(diào)節(jié)池 |
1 |
4 |
60m×20m×2.7m | |
輻流沉淀池 |
1 |
4 |
¢30m×4.5m | |
濃縮池 |
2 |
10 |
¢10m×5.5m | |
化學調(diào)節(jié)池 |
1 |
|
12m×8m×2.2m | |
清水回用池 |
1 |
|
12.5m×12m×2.5m | |
壓濾泵房 |
壓濾機 |
6 |
| |
污水提升泵 |
3 |
|
5 運行結(jié)果
② 黑液酸析加酸(工業(yè)硫酸)量為0.4%,酸析pH值為3~4,溫度控制在40~50℃,并采用化學調(diào)節(jié)系統(tǒng)以提高木質(zhì)素壓濾效果。
③ 采用的UBF反應器中的污泥停留時間均在100d以上,在高負荷狀態(tài)下運行仍能保持較高的去除率。厭氧反應最佳溫度為30~35℃,冬季必須保持在15℃以上,因而冬季利用蒸氣對黑液進行適當加溫,同時對厭氧反應器采用一定的保溫措施以確保其正常運行。
項 目 |
黑 液 |
綜合廢水 | ||||
進水 |
出水* |
去除率(%) |
進水** |
出水 |
去除率(%) | |
COD(mg/L) |
30000 |
5696 |
81 |
1166 |
320 |
72.6 |
BOD5(mg/L) |
9000 |
1787 |
80 |
465 |
138 |
70.3 |
SS(mg/L) |
2000 |
560 |
72 |
684 |
180 |
73.7 |
pH |
11~13 |
6~7 |
|
|
7~9 |
|
注: *為UBF出水測定值;**為綜合調(diào)節(jié)池廢水的計算值。 |