- 纸浆:
- 按制造方法:可分为化学浆(如烧碱法、硫酸盐法、亚硫酸盐法等)、机械浆(如磨石磨木浆、盘磨机械浆、热磨机械浆等)和化学机械浆。
- 按原料品种:有木浆(木材为原料,是最主要的类型)、非木浆(如竹子、禾草、蔗渣等制成)和废纸浆(利用回收的废纸制成)。
- 按加工深度:分为本色浆、半漂浆、漂白浆、精制浆等。
- 定义:纸浆是以植物纤维为原料,经不同加工方法制得的纤维状物质,是造纸的基本原料。
- 分类:
- 造纸:是将制得的纸浆通过一系列工艺过程,如抄造、压榨、干燥等,制成纸张或纸板的过程。纸张具有多种用途,如书写、印刷、包装等。
纸浆造纸废水来源特点:
- 来源:
- 黑液:碱法制浆蒸煮废液,颜色发黑,是造纸废水的主要来源之一。我国绝大部分造纸厂采用碱法制浆产生黑液,其主要成分有木质素、聚戊糖和总碱等。
- 中段水:经黑液提取后的蒸煮浆料在筛选、洗涤、漂白等过程中排出的废水,颜色呈深黄色。
- 白水:抄纸工段废水,来源于造纸车间纸张抄造过程。主要含有细小纤维、填料、涂料、溶解的木材成分以及添加的胶料、湿强剂、防腐剂等。
- 特点:
- 难生物降解有机物:主要源于纤维原料中所含的木素和大分子碳水化合物,如木质素、无机盐等,在自然环境中难以被微生物分解。
- 易生物降解有机物:包括工序中溶出的原料成分,如半纤维素、树脂酸、低分子糖、醇、有机酸和腐败性物质等,容易被微生物利用,但如果浓度过高也会对环境造成危害。
- 悬浮物:主要是纤维和纤维细料、破碎的纤维碎片和杂质细胞等,会使废水的浊度增加,影响后续处理。
- 毒性物质:如黑液中含有的松香酸和不饱和脂肪酸,污水冷凝液中含有的硫酸氢、甲基硫、甲硫醚以及多种氯化有机化合物等,对水生生物具有毒性。
- 酸碱物质:碱法制浆及漂白工序中会产生酸碱物质,导致废水的 pH 值发生变化,可能对设备和管道造成腐蚀。
- 污染物种类多:
- 废水水量大:造纸生产过程中需要大量的水,因此废水的产生量也很大,尤其是白水的水量占比较大。
- 色度高:制浆废水中所含的残余木素等物质使废水具有较高的色度,影响观感。
- 可生化性差异大:黑液和中段水的可生化性较差,而白水的可生化性相对较低,但有机污染负荷相对较低。
纸浆造纸废水处理工艺流程:
- 预处理阶段:
- 格栅除渣:设置格栅,去除废水中较大的固体杂质,如树枝、塑料片、纤维团等,防止堵塞后续处理设备。
- 沉砂池:去除废水中的砂粒、煤渣等较重的无机颗粒,减少对设备的磨损。
- 调节池:对废水的水质和水量进行调节,使废水的水质和水量趋于稳定,以便后续处理。
- 黑液处理:
- 碱回收法:这是处理黑液比较有效的方法。通过黑液提取、蒸发、燃烧、苛化四个主要工段,可将黑液中的悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)一并彻底去除,并可回收碱,产生二次蒸汽(能量)。
- 中段水和白水的综合处理:
- 厌氧处理:常用的厌氧处理工艺有升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床等。在厌氧条件下,厌氧菌将废水中的大分子有机物分解为小分子有机物,降低废水的 COD,提高废水的可生化性,同时产生沼气等可回收能源。
- 好氧处理:经过厌氧处理后的废水进入好氧处理阶段,常见的好氧处理工艺有活性污泥法、生物接触氧化法等。好氧微生物进一步氧化分解废水中的有机物,去除 COD 和 BOD,使废水得到净化。
- 气浮法:对于白水以及部分中段水,气浮法是较常用的处理方法。废水经过调节后在气浮池内与减压后的溶气水混合,使水中的细小纤维、填料等悬浮物附着在气泡上,上浮到水面形成浮渣,然后将浮渣去除,可降低废水的悬浮物和部分 COD。
- 生化处理:
- 深度处理阶段:
- 混凝沉淀:向经过生化处理的废水中投加混凝剂,如聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等,使废水中的细小颗粒和胶体物质凝聚成较大的颗粒,然后在沉淀池中沉淀,进一步去除残留的有机物和悬浮物。
- 过滤:采用过滤设备,如砂滤池、活性炭过滤器等,对废水进行过滤,去除残留的杂质,提高废水的清澈度。
- 消毒:通过消毒处理,如紫外线消毒、臭氧消毒等,杀灭废水中的细菌和病毒,确保出水达到排放标准或回用要求。
纸浆造纸废水处理案例:
- 山东某大型造纸厂案例:
- 项目基本情况:该造纸厂是当地的大型企业,日产生废水量大。
- 处理前水质:废水的 COD、BOD、悬浮物等指标严重超标,色度高,且水质波动较大。
- 处理工艺:采用了 “格栅 + 调节池 + 碱回收 + UASB + 生物接触氧化 + 混凝沉淀 + 过滤 + 消毒” 的组合工艺。首先通过格栅和调节池进行预处理,然后对黑液进行碱回收处理,中段水和白水经过 UASB 进行厌氧处理后,进入生物接触氧化池进行好氧处理,再经过混凝沉淀、过滤和消毒等深度处理。
- 处理后水质:出水的 COD、BOD、悬浮物、色度等指标均达到了国家排放标准,部分处理后的水回用于生产过程,实现了水资源的循环利用,同时也减少了废水的排放总量。
- 江苏某中型造纸厂案例:
- 项目基本情况:该厂以生产文化用纸为主,废水处理系统升级改造前,面临着废水排放不达标、处理成本高等问题。
- 处理前水质:废水中含有大量的纤维、填料、化学药剂等,COD、BOD 浓度较高,水质较为复杂。
- 处理工艺改进:对原有的废水处理系统进行了升级改造,增加了气浮装置,提高了对悬浮物和部分有机物的去除效果;优化了生化处理系统,采用了更高效的生物菌种和曝气方式,提高了生化处理效率;在深度处理阶段,增加了活性炭吸附装置,进一步去除了废水中的残留有机物和色度。
- 处理后水质:经过改造后的废水处理系统,出水水质稳定达标,不仅减少了对环境的污染,还降低了废水处理成本,提高了企业的经济效益和环境效益。
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