电吸附技术在造纸废水中的应用

2012年第9期窑总390期科教创新中图分类号院X7文献标识码:A文章编号院1007-0745渊2012冤09-0064-01张海燕张金明张科刘卫霞渊山东美泉环保科技有限公司250032冤电吸附技术在造纸废水中的应用摘要院本文主要探索了电吸附技术在造纸废水中的应用袁通过实验证明袁电吸附技术作为一种新型的水处理技术袁能够很好的进行造纸废水的深度处理袁相比较传统膜工艺袁具有运行管理方便袁运行费用低袁无二次污染等很多优点遥关键词院电吸附技术造纸废水深度处理造纸行业资源消耗较高袁污染防治任务艰巨遥中国造纸业连续8年高达18%的增长率袁目前已取代美国成为世界造纸量最大的国家遥当前国际上先进水平吨浆纸综合取水量为35-50吨袁我国除少数企业达到国际先进水平外袁大部分企业吨浆造纸综合取水量平均仍处于103吨左右袁2005年造纸废水排放量36.7亿吨袁约占全国重点统计企业废水排放总量的17%袁造纸COD排放量159.7万吨袁占全国重点统计企业COD排放总量的32.4%袁居第一位遥因此袁我国造纸行业面临的环保压力依然很大尧污染防治任务十分艰巨遥一尧造纸废水特点造纸废水的特性是院一是废水排放量大袁一般生产耗水量为100-200m3/t曰其次是废水中含有大量SS曰三是废水中COD尧悬浮物(SS)尧BOD等污染指标较高袁色度严重曰四是难生物降解袁造纸原材料是植物袁其纤维原料中所含的木素和大分子碳水化合物均属于难生物降解的有机物遥五是制浆排放的污染物中含有有毒物质袁如黑液中的不饱和脂肪酸和松香酸曰泠凝液中的硫化氢尧甲硫醚遥二尧电吸附技术应用背景对制浆企业来说袁在制浆技术得不到突破之前袁需要投入一定费用增加污水处理设施进行深度处理袁以获得部分污水的回用遥造纸废水中段污水经过厌氧和好氧处理后袁COD仍保持在150-300mg/L袁平时靠加大氧化剂后袁COD尧色度勉强达标袁随着吨浆排水量的降低渊GB3544-2008要求吨浆耗水量小于60m3冤袁水资源费及排污费的提高袁节水效益将在很大程度上抵消污染治理成本的增加遥深度处理一般都采用膜法工艺袁可是这种工艺的预处理要求高袁成本高袁运行费用高成为了一种限制遥因此选择一种可靠有效成本低的深度处理方式袁就显得尤为重要遥而电吸附技术利用直流电场代替渗透压为动力袁摆脱了膜的束缚袁客服了膜法回用不能逾越的污堵尧通量严重衰减的问题遥水质回用目标院COD臆100mg/L袁色度约50倍袁电导率为1500滋s/cm遥三尧电吸附技术的原理电吸附技术袁又称电容性除盐技术袁是20世纪90年代末开始兴起的一项新型水处理技术遥其基本原理是基于电化学中的双电层理论袁利用带电电极表面的电化学特性来实现水中带电粒子的去除尧有机物的分解等目的遥电吸附除盐原理见图1袁原水从一端进入阴阳极组成的空间袁从另一端流出遥原水在阴尧阳极之间流动时受到电场的作用袁水中带电粒子分别向带相反电荷的电极迁移袁被该电极吸附并储存在双电层内遥随着电极吸附带电粒子的增多袁带电粒子在电极表面富集浓缩袁最终实现与水的分离袁使水中的溶解盐类滞留在电极表面袁获得净化/淡化的出水遥图2为图1电极材料附近的放大图袁电极表面双电层厚度为1-100nm袁电场强度107~109V/m遥在强电场作用下袁在电极表面生成寿命短尧氧化性极强的活性物质,尤其是氧化性极强的窑OH羟基自由基能够与有机物之间发生加合尧取代和电子转移等反应使有机污染物质得到降解尧矿化,并且不会造成无二次污染袁尾水COD不浓缩遥图1四尧工艺流程1尧预处理的作用催化氧化可以去除部分COD袁主要是去除色度曰沉淀和陶瓷过滤器可去除污水中绝大部分的SS遥2尧电吸附构筑物包括院原水池尧电吸附池尧净水池尧浓水池尧中间水池组成遥废水从原水池由电吸附提升泵提升至电吸附池袁在电吸附池进行污水COD和色度尧盐分的去除袁达标出水进入净水池袁由提升泵进行回用或达标排放遥浓水进入浓水池袁进行简单处理后达标排放遥中间水池用来储存一定量的电吸附反洗淡水遥电吸附浓水的COD和色度基本达标袁不需要特别处理即可与其他达标污水混合排放袁或进一步进行少量氧化脱色处理后达标排放遥电吸附运行稳定袁总运行费用低遥五尧总结电吸附技术可以很好的解决现在造纸废水深度膜处理运行费用高尧工艺复杂尧运行不稳定的缺点遥电吸附对预处理的要求也不是很严格袁具有毫米级通道袁可以让污染物顺利通过不会污堵遥吨水处理运行费用约为0.3-1.5元袁低于膜处理的运行费用约为3-6元/m3遥64