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        造紙廢水零排放工藝的探討

        2016-12-31 00:00:00鈄玉佳許世泉
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年12期

        摘 要:造紙業(yè)耗水量巨大,加工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢水,嚴重污染周圍的自然環(huán)境。在節(jié)能減排理念背景下,造紙業(yè)為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,必須積極進行轉(zhuǎn)型升級,加大對造紙廢水零排放工藝的分析研究,減少廢水量,降低對自然生態(tài)環(huán)境的影響。文章分析了造紙業(yè)廢水情況和廢水零排放技術(shù),闡述了造紙廢水零排放工藝應(yīng)用,以供參考。

        關(guān)鍵詞:造紙廢水;零排放工藝;零排放

        造紙行業(yè)是一個重污染行業(yè),其主要采用廢書刊紙、廢報紙、廢板紙等材料,用于生產(chǎn)瓦楞紙、箱板紙或者白紙板,整個生產(chǎn)工藝過程中需要消耗大量自然水并且產(chǎn)生大量廢水,這在很大程度上限制了造業(yè)行業(yè)的發(fā)展。當前,造紙廢水零排放工藝在國外發(fā)達國家非常流行,節(jié)能環(huán)保效果明顯,我國的造紙業(yè)在廢水零排放方面發(fā)展起步較晚,應(yīng)積極學些這種零排放技術(shù),結(jié)合造紙企業(yè)的實際情況,積極研究廢水零排放工藝,實現(xiàn)廢水的循環(huán)回收再利用。

        1 造紙業(yè)廢水情況分析

        造紙廢水中污染負荷較少也沒有黑液,但是造紙生產(chǎn)過程中需要消耗大量的水資源,從而產(chǎn)生很多廢水。由于不同造紙企業(yè)的技術(shù)裝備、處理工資、原料來源和種類等都不同,因此造紙產(chǎn)生的廢水也存在很大差異,例如,抄紙工藝中產(chǎn)生的廢水,化學藥品、填料和纖維等含量較高,必須經(jīng)過專業(yè)的處理工藝,才能回收利用;制漿工藝漂洗、洗將、除渣等流程中,洗滌廢水產(chǎn)生量很多,而洗滌廢水也是造紙業(yè)廢水的主要來源,其中造業(yè)廢水中往往含有多種污染物,如木素、染料、油墨等色素類污染物;無機填料、細小纖維等懸浮物;腐敗性物質(zhì)、醇、有機酸、低分子糖、樹脂酸、半纖維素等生物降解物質(zhì);無機鹽、木素等還原性物質(zhì)。當前,我國非脫墨性的造業(yè)企業(yè)比較多,這種非脫墨造紙生產(chǎn)工藝的廢水排放量遠遠多于脫墨生產(chǎn)工藝廢水排放量。

        2 廢水零排放技術(shù)概述

        廢水零排放技術(shù)的核心理念是原料水分和造紙生產(chǎn)用水量之和應(yīng)等于污泥和篩渣水分、成品紙水分、蒸發(fā)汽化水之和,這時廢水排放量為零。當前,荷蘭、日本、歐洲等一些國家的造紙業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了廢水零排放,而造紙廢水零排放工藝的核心是實現(xiàn)廢水的回收再利用。我國大多數(shù)造紙企業(yè)都是采用非脫墨生產(chǎn)工藝,近年來關(guān)于廢水零排放和循環(huán)回收再利用的研究和應(yīng)用不斷增多,廢水處理效果比較明顯。

        整個廢水零排工藝系統(tǒng)一般可分為兩大部分:預處理部分和膜系統(tǒng)回用部分。預處理部分的目的是去除部分COD、降低硬度、濁度、SS等指標。膜系統(tǒng)回用部分是整個零排工藝系統(tǒng)的核心部分,對廢水中的各類有機物、懸浮物等雜質(zhì)進行分離去除,滿足回用水的要求。文章主要就膜系統(tǒng)回用部分進行簡單探討。

        3 造紙廢水零排放工藝應(yīng)用

        3.1 廢水循環(huán)利用問題

        造紙廢水零排放工藝的應(yīng)用,其中最關(guān)鍵的就是合理處理循環(huán)水,但是常見的物理和化學方法無法達到廢水零排放的要求,在實際應(yīng)用中存在很多問題:

        3.1.1 腐蝕。造紙廢水零排放工藝需要應(yīng)用封閉循環(huán)的系統(tǒng),而這種封閉循環(huán)的系統(tǒng),隨著水溫和各種溶解物含量不斷升高,為電化學腐蝕和化學腐蝕提供了條件,并且細菌滋生和有機酸的增長也容易引起腐蝕。

        3.1.2 沉積物。造紙廢水的封閉循環(huán)系統(tǒng)很容易出現(xiàn)結(jié)垢問題,大量的消泡劑、腐漿、樹脂沉積在沖洗噴嘴、洗漿機網(wǎng)等部位,有機酸和CaCO3發(fā)生化學反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳,樹脂酸和Ca2+在網(wǎng)部生成樹脂酸鈣,很容易導致糊網(wǎng),發(fā)生操作失誤。

        3.1.3 微生物生長。封閉循環(huán)系統(tǒng)中溫度比較高,有機酸含量很高,導致微生物增殖,浙西微生物會直接影響添加物的降解效果,并且產(chǎn)生大量的有害氣體,誘發(fā)腐蝕,形成腐漿,特別是腐漿很容易將管道、毛布、噴水器等堵塞,嚴重影響造紙機器的正常運行,若腐漿較多,一些腐漿塊發(fā)生脫落,會在紙面上透明點或者空洞。

        3.1.4 二次膠粘物。造紙生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一些憎水物質(zhì),這些物質(zhì)往往具有膠粘性,造紙制漿時,大量膠粘物往往沉積在洪剛刮刀、壓榨輥、毛布、刮板、成型網(wǎng)等部位,甚至堵塞凈化器和篩網(wǎng),引發(fā)腐蝕問題。

        3.2 常見工藝

        3.2.1 超濾膜法。超濾膜法是運用機械過濾方法,在過濾膜一側(cè)施加壓力,將廢水中的懸浮物、大分子有機物、微生物及微小纖維等物質(zhì)分離出來,從而達到水質(zhì)凈化的目的。為避免動力泵發(fā)生損壞,并且由于造紙廢水經(jīng)過氣浮、好氧、厭氧、沉淀池等環(huán)節(jié),必須在造紙廢水處理工藝中設(shè)置疊片式過濾器或者自清洗過濾器,才能達到進膜處理要求。同時,超濾工藝可以有效去除造紙廢水中的紙漿纖維和木質(zhì)素,可以實現(xiàn)其回收用,這種工藝在造紙廢水處理中應(yīng)用廣泛,有效減少了廢水黑液的有機負荷,從而回用和分離造紙廢水的重要成分,能量損耗較少。平板超濾膜是一種先進的廢水處理設(shè)備,其不容易被纖維物質(zhì)堵塞,并且有利于快速恢復,但是平板膜的市場價格比較昂貴。目前我國自主研發(fā)生產(chǎn)的獨特的中空超濾膜已取得了一定的實際應(yīng)用成果,在未來發(fā)展過程中,超濾工藝將在造紙廢水處理中發(fā)揮更大的作用。

        3.2.2 反滲透法。在處理造紙廢水時,采用反滲透法,可將循環(huán)回用廢水中積累的大量鹽分去除,有效提高回用水水質(zhì),在實際應(yīng)用中經(jīng)過二級反滲透或者離子交換工藝,這種反滲透工藝對于造紙廢水具有濃縮作用,其可以提高造紙廢水的濃度,保留其中的有效成分,例如,亞硫酸鹽法造紙工藝,產(chǎn)生的廢水濃度比較稀,采用RO法處理造紙廢水時,造紙廢水處理能耗較小,并且經(jīng)過RO法濃縮以后的廢水進入蒸發(fā)器進行蒸發(fā),有效減少了蒸汽耗量,這些滲透液可以再進行回收利用,應(yīng)用在造紙廢水處理的蒸煮環(huán)節(jié)中。

        3.2.3 電滲析膜法。由于造紙產(chǎn)生的廢水中含有各種復雜的有機雜質(zhì),嚴重污染滲透膜,需要頻繁地清洗滲透膜。在處理造紙廢水時,應(yīng)用電滲析膜法,可以及時回收造紙廢水中的堿分,有效提取廢水的聚木糖,對造紙廢水中的有機物進行脫鹽,去除回用物料中的鹽分。同時,應(yīng)用電滲析膜法可以造紙廢水中的低聚糖、堿、木素等有效成分提取出來,還可分離出回用有機物的鹽分,實現(xiàn)造紙廢水的零排放處理。

        3.2.4 陶瓷膜過濾法。在造紙廢水處理過程中,采用陶瓷膜回用技術(shù),這種陶瓷膜具有易清洗再生、使用壽命長、孔徑均勻、機械強度和剛性好、抗腐蝕、耐酸堿、耐有機溶劑、耐高溫等優(yōu)點,造紙廢水的沉淀池溫度約80攝氏度,為了確保后續(xù)工序的順利進行,可以通過冷卻塔噴淋方法,降低造紙廢水處理溫度,這個過程中伴隨著有熱氣上升,這些熱氣會污染自然環(huán)境,通過采用陶瓷膜過濾造紙廢水,可以實現(xiàn)熱能回用,減少廢水處理的蒸汽用量,具有較高的經(jīng)濟效益。

        4 結(jié)束語

        近年來,我國各行各業(yè)積極響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展,造紙業(yè)作為重型污染企業(yè),新形勢下也在積極轉(zhuǎn)型升級,大力研究和發(fā)展造紙廢水零排放工藝,最大程度地減少環(huán)境污染。廢水零排放技術(shù)是一種重要的節(jié)能環(huán)保技術(shù),由于造紙廢水中污染物含量較高,實現(xiàn)廢水零排放難度較大,造紙企業(yè)應(yīng)從自身生產(chǎn)工藝出發(fā),運用先進的廢水處理技術(shù),選擇合適的造紙廢水處理方法,仔細分析不同處理方法的特點,結(jié)合造紙企業(yè)的自身生產(chǎn)運營條件,合理設(shè)計廢水處理工藝流程,真正實現(xiàn)造紙廢水的零排放。

        參考文獻

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