韧皮纤维生物制浆废水特性的研究

中国造纸学报2008增刊中国造纸学会第十三届学术年会论文集韧皮纤维生物制浆废水特性的研究刘乘钱白淑云会杰(大连工业大学辽宁大连116034)摘要:光叶褚白皮生物制浆、漂白所产生的废水总l折合为每t漂白浆145.49米’。B/C分别为0.38和0.24,可以用生物法处理。用SBR法处理时的最优曝气时间为8小时;最佳初始PH值:制浆混合废水为7.5,漂白混合废水为7.0;处理结果是:制浆混合废水COD去除率为84.器,印D去除率达到89.既:漂白混合废水的COD去除率为78.1%,BOD去除率达到80.外。关性词:光叶褚白皮生物法制浆废水特性SBR光叶褚,又名构树,桑科,系多年生的木本乔木;具有速生、丰产、抗性好、全树皆可利用的优点。树皮纤维长、色泽洁白、强度大,是生产特种纸的优质原料。我国用野生构树皮造纸从东汉时期就已经开始,近些年国内外对野生构树进行了大量的人工培育和杂交改良试验研究.由中科院研究所引进的“杂交构树”试管苗还搭乘“神六”飞船上空【1],这也为树种今后的推广种植起到良好的推动作用。国家发改委在“全国林纸一体化工程建设‘十五’及2010年专项规划”中,提出在黄淮海地区推广种植构树【幻。光叶褚皮属于韧皮纤维,其化学组成特点是:木素含量低、果胶含量高。我们对韧皮纤维制低硬度纸浆进行了比较系统的研究〔3一目,发现对光叶褚白皮采用生物法制浆[6]可以制得低硬度的纸浆;采用机械一生物法制浆【7],使生物法制浆由4天缩短到2天,具有工业化生产的前景。韧皮纤维生物制浆过程除了补加少量的营养盐外,不加任何化学药剂;浆料的得率高、污染负荷低。在漂白阶段首先使用物理的方法分离浆料中的带色物质(黑皮和绿皮),然后使用过氧化氢一段漂白,就可以制得KMh伍为5.31、得率为47.64%、白度达到82.4%的优质长纤维纸浆。本论文是对光叶褚白皮机械生物制浆以及漂白的各段废水特性进行检测,考察污染负荷,并采用超滤膜对废水进行分级。为韧皮纤维生物制浆工业化后,产生的废水及其对废水的处理提供必要的理论依据。l实脸1.1废水的来源光叶褚皮机械生物制浆一漂白的基本流程和废水的发生源如图1所示:中国造纸学报2008增刊中国造纸学会第十三届学术年会论文集热水营养盐菌液清水水、漂液清水备杏鑫备备杏光叶褚皮一匾亘卜阮解列一匡物制浆反应器卜匡物浆卜畸选、净化卜匾亘卜医巫卜成浆鑫吝各备备泡褚废水A生物制浆废水B制浆后洗涤废水C漂白废水D漂白洗涤水E圈l光叶褚皮机械生物制浆一娜白的墓本流程和度水发生汀1.2废水特性指标的检测方法1.2.1pH、CODcr值、BOD。值,固形物含量按参考文献[81的方法检测。1.2.2色度:用分光光度计在465纳米处测定吸光度。色度(C.U.)=500xAl/AZ式中:Al—废水的吸光度(465纳米),AZ—50C.U.铂钻标准液吸光度(A46。=0.132)。1.2.3废水的超滤分级分级实验采用的膜材料:截留分子量为3000的CxA超滤膜(简称3万膜),截留分子量分别为10000、5000的Ps超滤膜(简称1万膜和5千膜),膜面积5.4厘米’,透水速率3~5毫升/分。超滤杯:超滤器有效容积30毫升,耐压<0.3千帕,工作压力0.15千帕。超滤实验温度为室温(20℃),实验时取废液20毫升,超滤分级所采用流程如图2所示。当滤液剩20毫升时加入20毫升的蒸馏水,继续过滤到剩20毫升。透过3万膜的滤液为组分1,透过1万膜的滤液为组分2,透过5千膜的滤液为组分3。检测各组分的PH值、色度和CO瓜,通过差减法确定各组分的色度和coDcr。原废液一巨工困一巨工画一巨王画一组分3杏杏组分1组分2圈2度水超协分级的流程由于PS超滤膜允许的pH值为1~12,CxA超滤膜允许的PH值为3~8,所以漂白废水(pH值为n.80)直接使用l万膜进行分离,不能使用CxA超滤膜进行超滤。2结果与讨论2.1废水的数量光叶褚白皮机械生物制浆一漂白过程产生的废水如图1所示,共分为5处发生源。本中国造纸学报2008增刊中国造纸学会第十三届学术年会论文集研究采用150克绝干褚皮作为实验原料以制取废水;泡褚时按照液比1:5,浸泡30分钟后取出废水。制浆段按照1:25的液比,生物制浆后取出制浆废水,洗涤时按照1:10的液比洗五遍取出的废水为制浆洗涤段废水,漂白时的浆浓为12%,洗涤按照1:10的液比洗三遍后取出废水。筛选和净化尽管浆的浓度非常低,但其用水主要是起稀释作用,可以使用制浆洗涤废水或漂白洗涤废水,所以废水的总体数量中没有考虑。按照:泡褚得率为85.6%,制浆得率为68.77%圈,漂白得率为47.64%(皆为对绝干原料),将所得到的废水量折合为每t漂白浆。各阶段的废水量见表l。表l光叶褚皮机杖生物制浆一澡白各阶段度水的数t单位泡褚生物制浆制浆洗涤漂白漂白洗涤总计150