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環(huán)境保護(hù)專題

廢紙?jiān)偕旒垙U水的回收處理技術(shù)研究


2010-11-10 15:21  [查查吧]  來源:uabf.cn  

對(duì)廢紙?jiān)旒垙U水的特征進(jìn)行了論述,對(duì)廢紙?jiān)旒垙U水的處理技術(shù)進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。指出:采用混凝沉降—生化法或化學(xué)處理—混凝沉降法能有效地治理廢紙?jiān)旒垙U水。
關(guān)鍵詞:廢紙?jiān)旒垙U水,廢水特征,混凝沉淀,生化法,化學(xué)法

由于廢紙?jiān)偕旒埬苡行У乩觅Y源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境,因而越來越受到人們的重視。隨著廢紙制漿技術(shù)的不斷成熟,廢紙已成為生產(chǎn)紙漿的一種重要原料。1995年國(guó)外廢紙已占制漿原料的30%~34%〔1〕。近年來我國(guó)的廢紙?jiān)偕旒埞S也在不斷增多。

為使廢紙中纖維相互分離、油墨從纖維中脫除,在生產(chǎn)過程中常需加入大量化學(xué)藥劑,并用洗滌的方法去除廢紙中的各種雜質(zhì)。因此廢紙?jiān)偕旒垖a(chǎn)生大量含有細(xì)微纖維油墨、樹脂、色料、化學(xué)藥品和機(jī)械雜質(zhì)等污染物的廢水。

與直接利用植物纖維制漿的工藝相比,廢紙?jiān)偕旒垙U水的污染負(fù)荷相對(duì)較輕,但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過排放標(biāo)準(zhǔn),若不加處理而直接排放,將對(duì)環(huán)境帶來污染和危害〔2〕。隨著廢紙?jiān)偕帽戎氐牟粩嗵岣?,廢紙?jiān)旒垙U水這一新污染源已引起人們的重視。近年來,針對(duì)廢紙?jiān)旒垙U水的特性已開發(fā)出了一系列處理技術(shù),為該類廢水的有效治理奠定了基礎(chǔ)。

1廢紙?jiān)旒垙U水的特性

廢紙?jiān)偕旒埞に嚳煞譃橹茲{和抄紙兩大部分。在制漿部分的除渣、洗漿、漂洗等過程中,產(chǎn)生大量的洗滌廢水。根據(jù)廢紙來源和生產(chǎn)工藝的差別,洗滌廢水的特性有所不同,其污染物含量大致為:CODCr600~2400mg/L,BOD5125~585mg/L,SS650~2400mg/L,色度450~900倍,外觀呈黑灰色。洗滌廢水量為100~200t/t紙〔3~5〕;與通常的抄紙工藝一樣,在廢紙?jiān)偕旒埖某埐糠?,也產(chǎn)生含有纖維、填料和化學(xué)藥品的“白水”。對(duì)該廢水常采用氣浮法進(jìn)行處理,回收纖維和填料,并使處理后的“白水”得以循環(huán)使用。在我國(guó),“白水”處理技術(shù)已趨成熟。

由此可知,廢紙?jiān)偕旒埖膹U水主要來源于制漿部分的洗滌廢水。該廢水不僅SS含量高、色度大,而且還含有大量成分復(fù)雜的COD物質(zhì)。這些COD物質(zhì)由可溶性的漿料、化學(xué)添加劑及不溶的纖維等有機(jī)物組成。在可溶性的COD成分中,基本由分子量低于1000的低分子量組分(如廢紙漿料中的可溶物)和分子量高達(dá)10萬以上的高分子量組分(如化學(xué)藥品、樹脂等)構(gòu)成,分子量居中的組分甚少〔6〕。

由于廢紙?jiān)旒垙U水中COD組分間的分子量差異較大,采用單一的處理方法只能去除其中一部分COD物質(zhì),難以取得滿意的效果,所以必須采用綜合處理技術(shù)。

采用混凝沉淀的方法可以去除廢水中分子量較高的COD組分,而采用生化、吸附等方法則可去除分子量較低的COD組分。

我國(guó)較早開發(fā)出的廢紙?jiān)旒垙U水處理技術(shù)為混凝沉淀法。隨著新型有機(jī)和無機(jī)高分子絮凝劑的應(yīng)用,采用混凝沉淀法不僅可有效地去除廢水中的SS和顏色,而且可大大降低廢水的COD含量。該方法已在一些工廠得到應(yīng)用。由于混凝沉淀法不能去除分子量較低的COD組分,所以難以實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的有效治理。近年來,科研人員已對(duì)廢紙?jiān)旒垙U水的深度處理進(jìn)行了研究,相繼開發(fā)出混凝沉淀—生化法、化學(xué)處理—混凝沉淀法等技術(shù)。下面對(duì)這些處理技術(shù)進(jìn)行介紹。

2廢紙?jiān)旒垙U水的處理方法

2.1混凝沉淀法

混凝沉淀法具有過程簡(jiǎn)單、操作方便、效率高、投資少的特點(diǎn)。其基本原理是:在混凝劑的作用下,通過壓縮微顆粒表面雙電層、降低界面ζ電位、電中和等電化學(xué)過程,以及橋聯(lián)、網(wǎng)捕、吸附等物理化學(xué)過程,將廢水中的懸浮物、膠體和可絮凝的其它物質(zhì)凝聚成“絮團(tuán)”;再經(jīng)沉降設(shè)備將絮凝后的廢水進(jìn)行固液分離,“絮團(tuán)”沉入沉降設(shè)備的底部而成為泥漿,頂部流出的則為色度和濁度較低的清水。

實(shí)踐證明,用混凝沉淀法處理廢紙?jiān)旒垙U水,其SS去除率可達(dá)85%~98%,色度去除率可達(dá)90%以上,CODCr去除率可達(dá)60%~80%。由于處理后的清水水質(zhì)較好,可將其回用于洗漿和抄紙;而得到的泥漿可作為箱板夾層紙紙漿回用〔7〕。混凝沉淀法處理廢紙?jiān)旒垙U水的工藝流程如圖1所示。
 

圖1混凝沉淀法處理廢紙?jiān)旒垙U水工藝流程

混凝沉淀法處理廢紙?jiān)旒垙U水的效果,取決于混凝過程的好壞。首先,應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)幕炷齽?。目前,主要采用無機(jī)和有機(jī)高分子混凝劑,如:聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、二元或三元金屬鹽的復(fù)合物、聚丙烯酰胺及其衍生物等。可視廢水情況選用其中的一種或兩種。作者的研究表明,無機(jī)和有機(jī)高分子混凝劑合理地搭配使用能有效提高廢水的絮凝質(zhì)量,得到的“礬花”大而致密,處理效果好。影響混凝過程的其它因素如混凝劑的加量、混凝劑的加入方式、混凝反應(yīng)時(shí)間等可通過實(shí)驗(yàn)來確定。

如果處理的廢紙漿和清水都能回用,混凝沉淀法還具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。正常運(yùn)行情況下,處理1t廢水消耗混凝劑費(fèi)用為0.1~0.2元、總處理費(fèi)用應(yīng)在0.5元左右。但由于回用水和紙漿能取得收益,同時(shí)減少了排污費(fèi)、資源使用費(fèi)等項(xiàng)支出,所以,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

由于混凝沉淀法只能去除部分COD物質(zhì),所以經(jīng)處理后的廢水COD含量難以達(dá)到排放要求。這是導(dǎo)致混凝沉淀法在實(shí)際應(yīng)用中存在較大局限性的原因。

2.2生化處理法

由于高分子量的COD物質(zhì)可生化性差,所以對(duì)廢紙?jiān)旒垙U水不經(jīng)前處理而直接進(jìn)行生化處理是不合適的。生化處理去除COD的效果隨廢水BOD/COD比值的變化而變化。目前,已經(jīng)提出了幾個(gè)指標(biāo)判斷能否進(jìn)行生化處理。例如,若BOD/COD>0.6即能生化處理;若BOD/COD<0.2,則不能進(jìn)行生化處理。資料指出,對(duì)于廢紙?jiān)旒垙U水,BOD/COD=0.4~0.7時(shí)宜于生化處理。

實(shí)驗(yàn)表明,廢紙?jiān)旒垙U水經(jīng)混凝沉淀處理后,其BOD/CODCr幾乎均在0.4~0.7以內(nèi),適合于生化處理。同時(shí),通過混凝沉淀處理還可除去能降低生化污泥活性的細(xì)微無機(jī)質(zhì)顆粒(如顏料、填料等)。因此,廢紙?jiān)旒垙U水在生化處理前進(jìn)行混凝沉淀處理(即所謂一級(jí)處理)是必要的,生化處理只能作為廢水的深度處理(二級(jí)處理)過程。

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