造紙廠污水處理工藝設計及其特點
摘要:通過造紙廠的研究,分析近期造紙廢水的主要特點,對污水的污染進行研究,從而能夠通過對國內外的雜質行業的廢水處理技術進行分析,得出一套可行的造紙廠污水處理的方案。
關鍵詞:廢水處理;污水特點;處理工藝
紙在我們的生活中發揮的重要的作用,是人們生活和工作中必不可少的。現在,隨著社會經濟的發展,造紙行業的發展是非常得迅速的,但是,造紙行業也會對環境造成嚴重的污染。通過對最近這幾年造紙行業的污染的分析,可以看出造紙行業的污水排量占整個污水排放量的十分之一,造紙產生的工業廢水引起了人們的關注。
1造紙廠污水的主要來源
在造紙的過程中,制漿時產生纖維的分離,從而導致污水,在漂白和稀釋的過程中,會將大量的纖維和色素等滲透到水中,形成黑水。紙在漂白的過程中會產生很多纖維素,這些物質在水中是很難溶解的,在造紙時會產生大量的膠料廢水。
2造紙廠污水的主要污染類型
造紙廠產生的污水中含有大量的懸浮物,這些懸浮物有的是可沉降的,有的是不可沉降的,還有一些有機物會直接排放到水中,如糖類物質和乙酸等。污水中還含有大量的堿性物質,這些物質中的pH值非常高。
我國的造紙廠一般采用的是堿法制漿的方法,這樣就會產生大量的黑水,這些黑水占整個污水的90%以上。黑水中的主要成分是木質素和總堿。木質素是一種高分子物質,其在水中是很難溶解的。造紙廠產生的廢水的物質含量非常得復雜,因為在造紙時使用的原料的種類是比較多的,在廢水中還會含有大量的懸浮物質,這些物質包括樹皮和草屑等。
在造紙行業的廢水中,含有大量的化學物質,這些物質都有大量的毒性,而且這些物質具有沉淀的特點,容易揮發,這些有毒的物質進入到水中,通過微生物的分解后,水體中的溶解氧的含量就會降低,水中的含氧量就會減少,導致水中大量魚類的死亡。當水中的溶解氧全部都消耗殆盡的時候,水中的有機物就會生成甲烷,水體就會發出異味,使生態平衡遭到破壞。
造紙廠產生的污水會對人體產生很大的危害,這些污水中含有大量的重金屬物質,而且很多化學物品在污水中不會失效,對人體和環境產生很大的危害。如果造紙廠具有河流比較近,那么就會導致大量的廢水直接排放到河流中,人們在喝了這些污染的水后對身體造成很大的危害,所以造紙廠盡量不要建設在河流的附近。造紙的原料一般為草桿和木漿,這些原料在廢水中不易溶解,會形成大量的工業廢水,在紙漂白的過程中,會形成很多的懸浮物質,很難分解,這些懸浮物會導致水環境的惡化,使水的顏色發生變化。這些懸浮物會將河道阻塞,導致水生生物不能正常的繁殖,使漁業的生產效率下降。
3造紙廠廢水的處理方法
3.1化學法
化學法主要是應用化學藥品,能夠將溶液的pH值進行調節,使廢水的顏色正常,能夠將廢水中的耗氧量降低,減少固體懸浮物。
(1)氧化還原法
氧化還原法能夠將污水中大量的有機物去除,通過加入氧化劑的方法,在化學反應發生時會產生電子的轉移,將有害的物質轉化成無害的物質。造紙廠的廢水中懂得有機物會使污水產生顏色的變化,而且會出現異味,通過氧化還原法能夠將這些問題去除。在污水中含有大量的重金屬,也可以通過氧化還原反應使其轉化成氣體。氧化劑主要有氯氣和漂白粉。還原法主要是處理污水中的汞元素的,可以將硫酸亞鐵作為還原劑對汞元素進行處理。
(2)臭氧化分解法
氧化分解法是將污水中的有機物轉化成無機物,將有毒的物質轉化成無毒的物質。人們在使用臭氧作為氧化劑的時候,在對木素和纖維素進行分解時,其選擇性是比較差的,在發生反應的過程中,氧元素反應中能夠對分解發色基團進行選擇。運用臭氧分解法直接能夠對麥草漿黑水進行處理,但是,如果木素的含量過高,臭氧分解法就不能達到很好地效果。
(3)光催化氧化法
光催化氧化法是在一定的光照條件下進行的,使污水中的有機物與氧元素發生反應,從而能夠將有機物轉化成無機物的方法。在紫外光照射的條件下,會生成自由基,這種自由基的氧化性是很強的,能夠將所有的氧化物都分解成一氧化碳和水,能夠將污水中的有機物全部去除,在對有機物降解的過程中,其效果好,效率高,在使用時也不會產生重復性的污染。運用水解的方法制成氧化錫,其能夠吸收更多的紫外光,在此基礎上,能夠提高光催化分解的效果,能夠將有機物吸附。
在化學法處理造紙廠污水的方法中,除了養護分解法、光催化氧化法,還要超聲空化法、臨界值水養法等。
3.2物化法
物化法中主要采用的方法有混凝法、吸附法和膜分離的方法。
(1)混凝法
在造紙廠的污水中含有大量的顆粒,這些顆粒由于具有很好地吸附作用,所以其表面是帶電的?;炷軌蚪柚X元素、鐵元素和鈣元素以及酰胺等高分子化合物,能夠使之與污水只能夠的懸浮物發生發生,將污水中的有機物中和,使污水中膠體粒子的電位降低,通過吸附的方法能夠將污水中的顆粒污物沉淀,起到潔凈污水的效果。現在,很多新型的無機化學混凝劑開始研發出來,人們可以運用聚合鋁和聚合貼制作出無機混凝劑,另外,很多高分子混凝劑也開始投入使用。在使用混凝法處理造紙廠污水的過程中,也可以運用很多化學的藥劑起到輔助的作用,將無機絮凝劑與有機絮凝劑結合在一起使用,能夠使污水處理的效率更高。而且在相對分子質量較高的有機絮凝劑中,增加陽離子的數量,能夠提高污水處理的效率。運用陽離子聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁一同使用處理污水,其去污率能夠達到80%以上,透過率能夠達到90%以上,而且在濃度比較高的污水下層,絮體是比較大的。
(2)吸附法
吸附法是借助物理方法,實現離子的交換,從而能夠將污水中的污染物通過吸附和替換的方法,起到潔凈的效果。一般使用的吸附劑有活性炭等,吸附法是實現離子的交換,在吸附的過程中,借助若陰離子樹脂,能夠提高污水處理的效果。一般是在酸性值比較大的污水中使用這種方法,在造紙廠進行漂白工藝的過程中,這種方法能夠起到很好地污水過濾的效果。在污水處理的過程中,可以先運用吸附法進行處理,從而能夠將污水中大量的懸浮物清除,防止這些懸浮物使吸附的孔隙發生阻塞問題。但是,吸附法使用過程中會消耗大量的成本,吸附劑是不具有再生性的,如果污水中污染物的濃度過高,吸附法是起不到良好的效果的。吸附法一般是用于污水的二次處理和深度處理中的。
(3)膜分離法
膜分離法是一種新型的廢水處理的方法,其處理方法是將污水放入到膜過濾器中,使其流過膜的表面,污水在與膜的表面接觸的過程中,溶液可以直接通過過濾膜,但是那些污物就會分離出來。這種方法在對污水中的硫酸鹽木漿進行處理的效果比較好,木漿的粒度是比較大的,通過膜分離的方法能夠直接將其分解出來,能夠使污水的顏色恢復正常,而且能夠將污水中的固體全部去除,一般不需要二次處理。而且經過污水處理的滲透液還能夠回收利用,這類裝置的成本是比較低的,而且操作簡單。
(4)離子交換法
離子交換法是采用固相離子,其重要作用是發揮交換劑的作用,使污水與具有相同電性的離子反應,從而能夠產生離子的置換,將污水中的污染物質分離。
3.3物理法
物理法是運用物理作用的方法,將污水中不能溶解的物質去除,而且能夠將那些具有耗氧作用的污物去除,使污水的顏色恢復正常。在造紙廠廢水處理的過程中,也可以借助現為促進劑的方法將污水中的固體顆粒去除,將污水中大量的纖維回收??梢圆捎脷飧》?、過濾法和擠壓法等、氣浮法能夠使將空氣以微小的氣泡的形式注入到污水中,從而能夠使氣泡吸附污染物,然后氣泡就會浮出水面,將水面上的污物清除即可。然后這些污物會以浮泡渣的形式存在,通過化學方法將其分析就可以達到效果。這種方法在污水處理中,一般可以對污水中的細小顆粒進行處理,如果污水中污染物的濃度過大,那么處理效果也是達不到要求的。現在,我國造紙廠在進行污水處理時一般使用的方法是淺層氣浮法,制作了淺層氣浮凈水器,能夠將造紙廠中產生的白水進行很好地處理。通過對造紙廠采用淺層氣浮法清理污水的效果進行分析,可以發現這種方法能夠借助混凝劑和絮凝劑的使用,提高污物的去除效果。淺層氣浮法主要是運用于白水的處理中,成本低,效果好,在使用的過程中不會出現問題,具有較好的可行性,是一種比較可靠的污水處理設備。
的是對大顆粒的污物的處理,如果要對污水進行進一步的凈化,還需要進行二次處理。
3.4生化法
生化法是借助微生物降解的方法,從而能夠使有機物轉化成無機物,在污水的處理中,使大量的微生物繁殖,為微生物的生長和繁殖創造良好的條件,從而能夠提高有機物分解的效率。按照微生物使用的方法進行分類,其主要可以分為耗氧法、厭氧法和生物酶法。
(1)耗氧法
耗氧法,顧名思義,是借助耗氧微生物進行污水的處理,是在有氧氣的環境下,通過講解代謝的方法,將污水中的有機物去除,一般來說,經常使用的好氧處理方法有活性炭法、生物膜法和生物接觸氧化的方法。在這些方法的基礎上,對活性污泥的改進方法還可以借助序列活性污泥法,這種方法與傳統的方法相比,其反應的原理是差不多的,但是操作方法上存在差異。序列活性污泥法主要運用的是間歇性起爆的方法,在反應池中進行污水的處理,先將污水與微生物反應,然后使污染物質發生沉淀,最后運用排水的方法將處理好的污水排除,將那些沉淀的污染物質清除。這種方法與其他的污水處理方法相比,其運用的設備只有反應池,設備的處理是比較簡單的,而且設備比較小,不會占據太多的空間,能夠減少造紙廠在污水處理方面的開支。而且設備在運行的過程中成本非常低,污水處理的效果非常好。這種方法主要是適用于在負荷變動的情況下,能夠減少污泥的膨脹,而且,這種方法在起爆池中使用,能夠防止一些細菌的滋生,具有明顯的優勢。
(2)厭氧法
厭氧法是在沒有氧氣的條件下,通過微生物分解的方式將造紙廠產生的污水清除的方法,厭氧的細菌能夠從分子中獲得能量,但是這種方法在使用時對環境的要求是比較高的,但是在使用時效果更好,能夠使造紙廠獲得更多的經濟效益,所以,其在造紙廠中得到了廣泛地應用?,F在研發的方法主要有厭氧塘法、厭氧流動床法、厭氧膨脹床法等,這些方法都可以使污水中的有機物形成顆粒狀的污泥,然后達到清除的效果。
4結語
造紙廠產生的污水量是非常多的,所以,在處理造紙廠產生的污水的時候,可以采用物理方法和化學方法結合,達到更好的處理效果,而且還可以通過微生物分解的方法,提高污水處理的效率。
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