造纸废水处理工艺分析.doc

造纸废水处理新工艺研究摘要：我国造纸废水量大其中含有大量有机物和难降解物质如何应用造纸废水治理技术化害为利回收、回用资源促进生态环境保护与造纸工业可持续发展具有重要的现实意义。为了研究造纸废水处理的优良工艺本文在查阅相关资料的基础上总结造纸废水处理的常用新方法——粉煤灰、人工湿地技术、厌氧技术的应用及其优缺点指出了今后的发展趋势和研究方向并提出了造纸废水的污染防治应从新技术的研究着手因地制宜探索合适的处理工艺。Abstract:关键词：造纸废水粉煤灰人工湿地厌氧技术KeyWords:目前我国有大中小型造纸厂总数10000余家年排放废水量高达40多亿m3占全国废水总排放量的十分之一造纸废水中的BOD5年排放量200多万t占全国废水总排放中BOD5的25%。因此如何应用造纸废水治理技术化害为利回收、回用资源促进生态环境保护与造纸工业可持续发展具有重要的现实意义[1]。1.造纸废水的来源及特点在制浆（化学法）和造纸生产过程中主要产生三类废水：黑（红）液、中段废水和纸机白水。黑（红）液主要是蒸煮制浆废水中段水包括纸浆洗涤、筛选、漂白废水纸机白水为抄纸车间废水。其中蒸煮废水的环境污染最严重占整个造纸工业污染的90%。黑液的主要成分是木质素、纤维素、半纤维素、单糖、有机酸及氢氧化钠等可以综合回收其中的有用物质；中段废水污染物复杂含有较高浓度的木质素、纤维素和树脂酸盐等较难生物降解的物质成分而且富含漂白阶段产生的对环境危害大的有机氯化物pH为9-11悬浮物1000mg/l左右COD600-2500mg/l色度深；纸机白水采用沉淀或气浮的方法实现白水回用固体渣也可再制浆[2]。2.在造纸废水处理中的研究进展2.1粉煤灰的性质和分类粉煤灰(coalflyashesCFA)又称为飞灰(flyashesFA)是煤粉进入1300oC~1500oC的炉膛后在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却形成粉煤灰每个粉煤灰颗粒的粒径均在25~300μm平均几何粒径40μm。由于表面张力的作用粉煤灰颗粒大部分呈球形表面疏松多孔因此比表面积大具有活性基团和吸附特性。它的真密度为2000~3000kg/m3堆积密度为550~680kg/m3孔隙率一般为60%~70%。粉煤灰的主要化学成分为硅、铝、铁氧化物还含有含量相对较低的氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、硫氧化物还有一些微量元素如Cu、Cr、Pb等、未燃尽炭、稀有元素组成的海绵状和空心球状的细小颗粒具有很大的比表面积：2500~5000cm2/g。粉煤灰的主要化学成分见表1。目前国际上按照粉煤灰的化学类型将粉煤灰分成两大类：一类是F级粉煤灰(FA-F)这种粉煤灰的硅、铝、铁氧化物含量在70%以上；另一类是C级粉煤灰(FA-C)它的硅、铝、铁的氧化物含量在50%~70%之间。按照粉煤灰颗粒形貌可将粉煤灰颗粒分为：玻璃微珠、海绵状玻璃体、炭粒。表1粉煤灰的主要化学组成%[3]成分SO2Al2O3Fe2O3CaOMgO质量分数%33.88-59.1816.49-35.381.48-19.650.77-10.390.70-1.852.2粉煤灰的作用机理2.2.1物理吸附物理吸附效果取决于粉煤灰的比表面积比表面积越大吸附效果就越好。物理吸附特征主要是吸附时粉煤灰颗粒表面能降低放热故在低温下可自行进行；其次物理吸附无选择性因而对各种污染物都有一定吸附去除能力。2.2.2化学吸附化学吸附主要是粉煤灰颗粒表面有大量的Si-O-Si键和Al-O-Al键与具有一定极性的分子产生偶极—偶极键的吸附或是阳离子与粉煤灰中次生的带正电的硅酸铝、硅酸钙、硅酸铁之间形成离子交换或离子对的吸附。化学吸附的特点是选择性强通常是不可逆的。在通常情况下上述两种吸附同时存在但是在不同的条件下(pH、温度等)体现出的优势不同导致粉煤灰的吸附性能变化。2.2.3絮凝沉淀粉煤灰还能与废水中的有害物质作用使其絮凝沉淀与粉煤灰构成吸附—絮凝沉淀协同作用这主要是由于粉煤灰中含有氧化钙（CaO）。Erol[4]等研究发现粉煤灰对Cu[2+]和Pb[2+]两种离子的去除主要依赖于粉煤灰中CaO的含量且随CaO含量的增加去除效果也相应提高。Cetin[5]等用粉煤灰去除水中的Ni[2+]和Zn[2+]也得到与Erol等相同的结论。由此可见用粉煤灰处理重金属废水主要与粉煤灰中CaO的含量有关。2.2.4过滤截流粉煤灰是多种颗粒的机械混合物空隙率在60%~70%之间废水通过粉煤灰时也能过滤截留废水中一部分悬浮物。2.3粉煤灰处理造纸废水的工艺含粉煤灰冲灰水污水混合系统沉降系统澄清自净系统出水图1灰场处理造纸废水的工艺流程2.4粉煤灰处理造纸废水存在的问题及研究方向粉煤灰原料来源广泛、价格低廉可以用来去除水中的污染物。根据粉煤灰的物理化学特性进行改