制浆造纸废水处理与资源化中的膜分离技术.doc

制浆造纸废水处理与资源化中的膜分离技术介绍目前我国造纸业正处于高速发展的时期近10年来平均增幅为18%。造纸业是传统的用水大户也是造成水污染的重要污染源之一。随着的日益面临水资源短缺、原料匮乏的而另一方面水污染也越来越严重。我国造纸废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位造纸工业对水环境的污染最为严重它不但是我国造纸工业污染防治的首要问题也是全国工业废水进行达标处理的首要问题。据统计我国县及县以上造纸及纸制品工业废水排放量占全国工业总排放量的18.6%废水排放量为31.8亿t其中处理排放达标量占造纸工业废水总排放量的49.3%排放废水中COD约占全国工业COD总排放量的44.0%COD排放量为148.8万t。近年经多方不懈努力造纸工业水污染防治已经取得了一定的成绩虽然纸及纸板产量逐年增加但排放废水中的COD却逐年降低。由此看出造纸工业初步实现了“增产减污”的目标。但目前造纸行业约占排放总量50%的废水尚未进行达标处理废水污染防治任务还相当繁重。制浆造纸废水是指化学法制浆产生的蒸煮废液（又称黑液、红液）洗浆漂白过程中产生的中段水及抄纸工序中产生的白水它们都对环境有着严重的污染。一般每生产1t硫酸盐浆就有1t有机物和400kg碱类、硫化物溶解于黑液中；生产1t亚硫酸盐浆约有900kg有机物和200kg氧化物（钙、镁等）和硫化物溶于红液中。废液排入江河中不仅严重污染水源也会造成大量的资源浪费。根据物质守恒原理产品中物质总量与废物中物质总量之和是一定的等于原料中物质总量污染物也是原料存在的一种形式只不过这种存在形式使可利用资源量减少损害了人们的经济利益也了人们的身体健康。因此人们一直在寻找有效、合理处理制浆造纸废水的方法并尽可能多的对处理后的废水和废水中所含的有用物质进行资源化利用；如何消除造纸废水污染并使废液中的宝贵资源得到利用是一项具有重大意义和经济价值的工作应当受到重视。纸浆造纸工业因各个工艺产生的废水成分不同处理方法有所不同（如表1所示）。而量大、成分最复杂、污染最甚者为精选、漂白等工艺的废水。目前处理这些废水大多采用化学沉淀、活性污泥、药浮、气浮等方法。但是经这些方法处理后的废水往往达不到严格的排放标准特别是活性污泥法由于在夏季几个月的高温影响了活性污泥处理的效率而活性污泥厂消化处理造纸废水中的芳香族化合物尤为困难。表1不同工艺的废水成分和一般处理方法工艺产生污染的物质废水水质成分处理方法SSBODCOD色度工艺内部排放的废液湿式粉碎树皮木屑○○○○千化凝聚沉淀上浮蒸解木质素半纤维素等○○○提高蒸解废液的回收率浓缩燃烧精选成束纤维微细纤维木质素等○○○○封闭化半封闭化筛网过滤凝聚沉淀上浮漂白氯化木质素还原糖有机酸○○○○反洗氧漂白等凝聚沉淀活性污泥超滤抄纸微细纤维填料○回收SS节水凝聚沉淀上浮造纸废水的这些处理方法存在效率低、能耗高、运行不稳定等缺点。膜处理技术能耗低、占地面积小、运行管理简单、维修保养方便于70年代开始用于造纸工业废水的处理。1981年6月日本建成了当时世界上最大规模的管式超滤设备处理漂白废水；1986年开山屯浆厂安装了膜分离生产线回收木素副产品。日本制浆造纸协会称：超滤将成为21世纪造纸废水处理的基本组成部分。造纸废水膜分离技术研究主要包括以下几个方面：回收副产品发展木素综合利用；制浆废液的预浓缩；去除漂白废水中的有毒物质等。近年来以半透膜为分离介质的超滤（UF）、反渗透（RO）、电渗析（ED）等方法处理纸浆、造纸废水在国内外都普遍地进行了开发研究。废水中许多有价值的化工产品如木质素、木质素磺酸盐、香兰素等在膜法处理过程中得以回收净化的水可回用于造纸过程。因而多年来膜法处理工厂在世界许多国家的造纸工业中陆续建立并投入运行。表2列出了膜装置在世界国家造纸工业中运行的部分情况。由此可见膜法处理造纸废水是一种进行深度处理的大有前途的新型技术已产生惊人的社会效益、环境效益和经济效益。表2膜装置在造纸工业中的应用按装年份膜系统使用国家废水类型或回收的产品1974-1979UF挪威木质素磺酸盐1976RO挪威铵基亚硫酸盐1978UF北美木质素磺酸盐1978RO加拿大钙基亚硫酸盐1978UF瑞典牛皮纸漂白废液1980UF芬兰牛皮纸黑液1980UF芬兰木质素磺酸盐1980UF日本牛皮纸漂白废液1980RO意大利钙基亚硫酸盐1980RO阿根廷中性亚硫酸盐半化学纸浆废液1986UF+RO中国钙基亚硫酸盐回收木质1制浆造纸废水的来源与特点1.1蒸煮工段废液即碱法制浆产生的黑液和酸法制浆产生的红液。我国绝大部分造纸厂采用碱法制浆而产生黑液。黑液中所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90%以上且具有高浓度和难降解的特性它的治理一直是一大难题。黑液中的主要成分有3种即木质素、聚戊糖和