造纸废水处理工艺文字报告3.docx

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造纸废水处理工艺文字报告3

华南农业大学

造纸废水处理工艺

学院：

资源环境学院

班级：

09环境工程3班

姓名：

黄伟斌（200930230305）

江源俊（200930230306）

马天行（200930230314）

邓冠斌（200930230302）

指导老师：

余光伟

2012-5-25

摘要：

本文介绍了造纸及其废水的特点，造纸废水的处理工艺主要有生物接触氧化法处理、Carrousel氧化沟处理、完全混合式活性污泥法处理、高温厌氧法处理，最后通过介绍某造纸厂废水处理工艺流程“絮凝气浮+高温厌氧流化床”，了解造纸废水处理废水的有效方法。

关键字：

造纸废水工艺技术絮凝气浮+高温厌氧流化床

一．概述

概念：

造纸是指将纸浆抄造成纸产品的过程；制浆就是由植物纤维原料分离出纤维而得纸浆的过程。

主要可分为机械法、化学法和化学机械法，分别制得机械纸浆、化学纸浆和化学机械纸浆。

废水特点：

造纸工业废水的特点是废水排放量大，COD、BOD高、色度严重，废水中纤维悬浮物多，而且含二价硫和带色，并有硫醇类恶臭气味。

制浆造纸废水因其排水量大、污染物浓度高而在世界范围内受到广泛关注。

二．造纸废水的来源与水量

1.造纸废水主要来源于生产工艺中的备料、蒸煮、冷凝、洗浆、漂白和抄造纸工序。

2.备料过程中的废水备料过程中产生的废水主要包括洗涤水以及湿法剥皮机排水，其中含有的主要污染物质包括树皮、泥沙、木屑以及木材中的水溶性物质，如果胶、多糖、胶质及单宁（Tannins）等。

3.蒸煮废液植物纤维原料经过蒸煮以后，50％～80％转化为纸浆，其余20％～50％的物质则溶于蒸煮液中。

制浆方法和所用原料不同，则蒸煮废液的组分也存在很大差异，其主要成分为木素、糖类及蒸煮所用的化学药剂。

碱法制浆产生的废液呈黑色，称为“黑液”。

酸法制浆产生的废液呈红色，称为“红液”。

制浆造纸废水的污染以黑液为主。

4.黑液碱法制浆采用的蒸煮药剂为NaOH或NaOH+Na2S。

黑液中含有的污染物质大致上可分为无机物和有机物两大部分。

有机物主要是碱、木素、半纤维素的降解产物。

无机物主要是硫酸钠、碳酸钠、硅酸钠，以及NaOH和Na2S等钠盐。

对黑液碱进行回收利用是解决制浆厂废水污染的重要途径之一。

回收之后可减少纸浆厂的总排污负80%～85%，并利用其中有机物燃烧产生的热能，回收其中所含的化学药品。

5.污冷凝水蒸煮过程的冷凝水是污冷凝水的来源之一。

主要含有烯类化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等污染物，还可能含有硫化氢、有机硫化物及油类物质。

蒸煮过程中产生的污冷凝水是制浆厂污冷凝水的另一个来源。

亚硫酸发制浆中，红液蒸发污冷凝水是重要污染源，其主要污染物是醋酸，其次是甲醇及糠醛。

6.机械浆及化学机械浆废水机械浆的效率较高，因而污染物的产生量较少。

化学机械浆属于两步制浆法，污染物的排放负荷比化学制浆过程少得多，但比传统磨木浆排污负荷可能高若干倍。

7.洗浆、筛选废水洗浆废水主要来源于洗浆机和贮槽的清洗水以及设备的跑、冒、滴、漏。

筛选和净化主要是为了去除粗浆中的生片、木节、粗纤维素及非纤维素细胞、沙砾和金属屑。

筛选后的浓缩排水也是筛选废水的来源之一。

8.废纸回用过程的废水废纸回用需经过碎解、净化、筛选、浓缩等几个阶段才能制成纸浆。

在以上各个阶段中都会产生污染性质不同的废水。

此外，为了使废纸脱墨，要使用化学药品，之后还要采用洗涤法或浮选法洗除纸浆中的油墨粒子。

9.漂白废水纸浆漂白的两种类型：

以氧化性漂白剂破坏木素及有色物质的结构，使其溶解，从而提高纸的纯度与白度；以漂白剂改变有色物质分子上发色基的结构，使其脱色，但不涉及纤维组分损失。

使用含氯漂白剂产生的漂白废水污染严重；而使用过氧化物漂白剂产生的废水污染相对较轻。

漂白废水主要含有有机物、悬浮物，并具有颜色，还含有剩余漂白剂。

10.抄纸废水造纸过程的废水主要来自于打浆、纸机前筛选和抄造等工序。

这部分废水常称为“白水”，其中含有纤维碎屑、小纤维、颜料、淀粉及染料等。

污染物主要以溶解性物质和悬浮固体物质存在，主要来源于原料、少量的辅助化学品及大部分的辅助剂（如防腐剂、杀菌剂、消泡剂）。

三．造纸废水的水质特征

1.制浆造纸废水的污染指标主要污染指标为COD、BOD、pH和SS。

由于采用的生产工艺的不同，废水里可能存在的重金属离子和废水的颜色也是重要的污染因素。

漂白硫酸盐浆厂废水中二恶英及可吸附有机卤代物产生的毒性也是值得关注的问题之一。

2.制浆造纸废水的污染负荷制浆造纸废水的污染负荷与浆得率有直接关系，浆得率越高，则废水的污染负荷越低。

由于加工深度、原料种类、工艺条件等因素的影响，不同的制浆方法对水体的污染物排放负荷差别很大。

四．造纸工业废水处理技术

（1）生物接触氧化法处理

1.生物接触氧化法是使废水与附着在填料上的微生物膜充分接触，利用微生物的代谢作用使废水中的有机物、氮、磷等污染物质实现分解和转化，从而使废水得到净化的过程。

附着于填料上的生物膜通常由黏膜层、好氧层和厌氧层组成。

废水与覆盖有生物膜的填料接触时，生物黏膜的吸附和渗透作用使废水中的污染物质进入膜内；低分子有机物在未达到黏膜层即已被外界微生物分解；高分子和难降解有机物附着在黏膜层上，经过微生物胞外酶分解为小分子，之后进入微生物细胞。

生物接触氧化法与活性污泥法相比，运行简便，抗冲击能力强。

中段废水中COD主要成分为溶解于水中的木素，且BOD5/COD值在3.0左右，为较难生化降解的废水。

采用生物膜法处理造纸中段废水，BOD5去除率可达70％以上，而COD去除率仅为30％左右，出水水质难以达到排放标准。

可在接触氧化池后在对出水进行化学混凝沉淀，处理后的出水可以达到排放标准。

2.工艺流程：

3.运行综合评价该工程运行稳定，日常维护和运行费用较低；与活性污泥法比较，生物接触氧化法不需要污泥回流，增加了软性填料，减小了曝气池容积；接触氧化法的处理效率不如活性污泥法高；生物接触氧化法的剩余污泥产生量明显低于活性污泥法；制约生物接触氧化法BOD5去除率的主要因素是F/M，只有在较低的F/M下才能取得较高的BOD5去除率；生物接触氧化法常见的故障是填料结球，其主要原因有填料选择不合理、填料空隙过于细密、曝气强度太低。

有机负荷太高等。

（2）Carrousel氧化沟处理

Carrousel氧化沟处理麦草浆中段废水1.设计参数进水水质：

COD:

1800mg/L;BOD5:

600mg/L;SS:

2200mg/L;pH:

8~9;水量Q=5万m3/d。

出水水质：

COD≤450mg/L;BOD5≤200mg/L;pH:

6~9。

2.工艺流程

3.调试运行情况及处理效果经过设备调试。

污泥驯化和调试运行之后，排水水质已经能够达到相关标准的规定

处理工艺运行综合评价①制浆造纸废水的纤维回收造纸企业排放的中段废水含有大量的细小纤维，造成废水中固体悬浮物浓度高。

废水中的大部分有机物然负荷来自流失的浆料。

废水中纤维得不到回收则不仅造成很大浪费，而且加重了后续污水处理的负担。

本工艺采用无动力弧形细格栅，使得纤维回收率在80％以上，对悬浮物的去除率不低于40％。

。

（3）完全混合式活性污泥法处理

1.完全混合式活性污泥法的特点在完全混合式活性污泥系统中，生物反应器内的微生物浓度和污染物质浓度均一稳定，达到完全混合状态。

2水质指标

3.处理工艺

4.运行综合分析本工艺的生物处理采用鼓风加搅拌联合供氧方式的完全混合式活性污泥法。

良好的搅拌作用使微生物保持均匀悬浮状态，池内各点微生物所处的状态均匀一致，可通过调整池内污泥负荷等方式使生化处理控制在最佳条件下运行，保持较好的去除效果。

进入曝气池的废水在搅拌作用下与池中有机物浓度较低的大量混合液充分混合，使废水得到很好的稀释，可承受较大程度的水质变化和负荷冲击。

生物处理可去除90％左右的BOD5，后续化学混凝—气浮对COD的去除量占全流程去除量的30％左右。

5.处理设施及改造情况在一沉池之前对纸浆加以回收，不仅可以降低后续工序的处理负荷，还能使资源得到回用。

将曝气池平板叶轮搅拌器改为潜水曝气机，降低了能耗，且安全可靠。

对原有消沫器进行改造，降低了能耗，使其运行更加稳定、可靠。

将原污泥浓缩池刮泥机胶轮改为钢轨及钢轮后，运行稳定。

（4）高温厌氧法处理

1.废水的污染物指标

2.处理工艺

3.运行管理该工艺体系运行管理的指标包括pH值、温度、H2S浓度、挥发酸浓度、污泥浓度及沼气组成。

一般将pH值控制在7.0~7.7范围内。

体系pH值降低的原因可能是产甲烷菌活性下降或反应器负荷过高。

可调整相关环节的操作或适量加入碱性物质调节。

五．某造纸厂废水处理工艺流程介绍

处理工艺主要是“絮凝气浮+高温厌氧流化床”，首先通过絮凝气浮，去除木质素、纤维素等悬浮物和难降解物质，然后泵入高温厌氧流化床生化降解，在大幅度削减有机物浓度的同时提高废水的可生化性。

出水流入沉淀池沉淀后进入中段水平衡池与中段水混合，此时，经处理过的蒸球洗水各项污染指标己和中段水接近，故考虑将其与中段水混合后一并作进一步处理。

本设计最终确定的中段水处理工艺主要是:

“絮凝气浮+SRB”工艺，先通过絮凝气浮去除水中的纤维素等悬浮物，然后进入SRB池去除有机物。

1.蒸球洗水平衡池蒸球洗水平衡池利用现有构筑物改造，从生产线上排出的废水在平衡池中进行水质水量的均化后，利用两台提升泵泵入气浮池。

2.絮凝气浮

（1）WST双机絮凝剂是一种经改性的植物多酚，其性能和效果优于聚丙烯酞胺等其他有机高分子絮凝剂，还含有无机絮凝剂，克服了植物多酚的分散性，使其同时具有无机絮凝剂的特点，从而实现了强烈的吸附、架桥、粘附、卷扫、强电中和力和极强的络合能力。

（2）加压溶气气浮气浮法是以微小气泡为载体，粘附水中的杂质颗粒，使其视密度小于水，然后颗粒被气泡挟带浮升至水面与水分分离去除的方法。

与重力沉淀法比较，气浮法表面负荷大，占地面积小，浮渣含水率低等优点，尤其对于木质素等比重较小，极难重力沉降的悬浮物有较强的去除率。

其气浮池工艺流程图

3.高温厌氧流化床工艺厌氧流化床系统主要依靠在惰性的填料微粒表面形成的生物膜来保留厌氧污泥，液体与污泥的混合、物质的传递依靠使这些带有生物膜的微粒形成流态化来实现。

压氧流化床技术已广泛应用于高中浓度的有机污水治理，是目前国内造纸废水较普遍的成熟工艺之一。

采用厌氧流化床工艺处理蒸球洗水停留时间短，处理效果好，并可回收大量沼气，沼气经脱硫后用作锅炉燃料，减少了用煤量，变废为宝。

在保持流化床工艺的基本原理与结构的基础上，为进一步提高容积负荷并强化生化效果，做了如下改良:

（1）采用高温厌氧设计，利用工厂现成的蒸汽加温，充分发挥高温菌对有机物的降解效率高，对木质素等难生化溶解物的解链效果明显等优势。

（2）置入美国阿科曼生物膜载体，更加强了生物的增长、繁殖、维持、停留等条件，并进一步根治菌泥随进出水流失的问题;（3）对布水系统做了进一步改进，使废水与细菌的混合化增强，并使固、气、水三相分离效果更佳。

4、沉淀池厌氧池出水流入一沉池进行泥水分离，污泥部分回流至调节池均化后流入厌氧池进行消化，减少污泥产量，部分流入集泥池处理，出水进入中段水平衡池，此时，经上述处理的蒸球洗水各项污染指标己和中段水接近，在中段水平衡池与中段水混合均化后和中段水一并处理。

5、SBR池SBR活性污泥法是在单一反应器内，按时间顺序完成进水、曝气、沉淀、出水、待机等基本操作，在池内交替形成厌氧、缺氧、好氧、厌氧的环境，在不同阶段，相应的微生物分解有机物，进行硝化、反硝化反应以及释磷、吸磷过程，达到去除有机物，脱氮除磷的目的。

6、沼气回收净化装置本厂采用的沼气净化装置主要由两部分组成，分别是过滤器和脱硫塔。

沼气通过过滤器去除悬浮物，然后进入脱硫塔进行脱硫。

采用干式脱硫方案。

脱硫塔内装填脱硫剂一氧化铁，成条形布置，在常温常压下进行沼气的脱硫和再生厌氧流化床在厌氧消化过程中产生的沼气，沼气作为能源利用时，要求H2S的浓度低于0.015%（合0.1889/m3），否则对输气管道和如锅炉有腐蚀作用。

同时，燃烧产生的二氧化硫还会造成二次污染。

本厂采用亚按法（亚硫酸铵、氨水）制浆，故产生的沼气中H2S含量较高，因此在利用前需作脱硫处理，以保证输气管道及锅炉的安全远行，防止二次污染。

由于沼气含有一定的水分与氧量，因此脱硫与再生过程同时进行（见反应式）。

随着运行时间延长，脱硫剂表面沉积单体S而影响脱硫效果时，可停止进沼气而通人空气进行再生，故拟设脱硫塔2个，以便交替使用，当脱硫剂脱硫效果降低时应倒床更换。

六．参考文献：

[1]任向琼，西南交通大学研究生学位论文，2006.06

[2]王国华，任鹤云工业废水处理工程设计与实例2004.

[3]罗玲，王安群制浆造纸废水的来源及处理技术概况2011.

[4]朱瑞根制浆造纸废水的治理2001.

[5]熊光胜，余长亮东莞市某造纸厂废水处理工程实例2009.