棉浆粕黑液废水处理技术

棉浆粕黑液废水处理技术棉浆粕黑液废水处理技术更新时间：2015-01-2208:42来源：环境工程学报作者:阅读：879网友评论0条在我国化纤浆粕生产中主要以棉短绒制成棉浆作为各种纤维产品的原材料，而在浆粕车间生产棉浆过程中产生大量黑液，具有COD高、色度高、黏度大、呈强碱性且难降解的水质特点。目前已经研究的棉浆粕黑液处理及脱色技术包括Fenton试剂氧化法、酸析法、生化法、湿式空气氧化法、鼓泡脱色法等，但是所处理黑液大多为稀黑液，其COD一般在3000~14000mg/L，而且各种方法均存在不足之处。笔者主要根据新疆某纤维有限公司所排废水为研究对象，针对该厂浆粕车间黑液排水COD高（最高可达21800mg/L）且排水不稳定的特点，以及浆粕车间中段水和纺丝车间黏胶废水水质特点，针对性地做了以黑液为处理对象的电化学-絮凝试验，以黑液和黏胶废水混合液以及三种废水混合液为处理对象的混凝沉淀试验，还有以黑液和中段水混合液为处理对象的生化处理中试试验。通过不同小试和中试试验，研究处理该厂棉浆黑液的有效方法并确定出最佳处理工艺。1废水来源及性质该纤维厂浆粕车间主要生产工艺是将经打碎和分离后的棉短绒传送至蒸球中，加入碱液并在高温高压条件下进行脱绒，其中排出的蒸煮液即为黑液，将脱绒后的原料进行浓缩和过滤，其间排水即为中段水，再将过滤杂质后的原料进行漂白（包括酸洗和碱洗），再通过重力圆网浓缩机将浓缩后的薄片状浆粕为原料送至其他生产车间。在纺丝车间里，黏胶纤维在生产的过程中，碱溶液中纤维素磺酸酯在酸浴中分解成再生纤维素纤维，其间排出的废水为黏胶酸性废水。黑液臭味浓、碱性大、色度高、COD高且难降解，其COD为9000~21800mg/L，pH为12~14；中段水COD低，范围在500~1000mg/L，偏弱酸性或中性；而黏胶废水COD较中段水高，范围在1000~1300mg/L，强酸性，pH为1~2。2电化学-絮凝试验试验废水采用新疆某纤维厂浆粕车间未经处理的蒸煮原黑液，电解所用电源为WYJ-10A/30V直流稳压稳流电源，混凝所用搅拌器为HJ-6型多头磁力搅拌器，pH测定采用pHS-3C型酸度计，阳极板为RuO2-Ti，大小为2cm×4cm；阴极板为不锈钢，大小为2cm×4cm。取900mL黑液于塑料烧杯中，加盐酸调节pH至3，将阴阳极板分别用铜线连接至直流稳压稳流电源，并用铁架台以间距5cm固定在黑液中，通以15V的恒定电压。在电解1h后做预处理，即加入200mg/L的聚合氯化铝和3mg/L的聚丙烯酰胺于磁力搅拌器上进行混凝沉淀，静置30min后将上清液倒出继续电解3h，每30min取上清液分别测定一次COD以及色度。试验结果如表1所示。表1黑液处理水质分析黑液呈强碱性且难降解，即使加酸调节后也无法直接加药絮凝。在试验过程中，通过单因素法，调节黑液pH分别为2、3、4时做了小试试验，发现当调节废水pH=2和pH=3时，电解1h后废水产生少量絮体，而在pH=4的时候，电解1h后无絮体产生。由表1可见，在调节废水pH=3后，通过1h电解使其破稳，再通过加药絮凝做预处理，此时COD去除率达到46.1%，色度去除率可达90.4%；经过3h电解，结合絮凝处理，最终COD去除率达到62.4%，色度去除率可达98.4%。该试验成功实现以电解和絮凝联合处理黑液的方式有效降低了废水的色度，且COD去除率随电解时间变长而不断增大，出水pH也随电解时间变长而升高。电化学和絮凝联合处理黑液所达到的效果，为处理黑液做了有效的引导，其中最重要的两个因素，一是调节黑液pH≤3；二是通过电解实现废水中高分子难降解有机物质的脱稳和降解。但是整个处理过程中需要额外加酸调节废水pH，同时消耗电能，因此在下面的试验中，笔者以电化学-絮凝试验为指导，寻找替代盐酸调节黑液pH的物质以及替代电解来实现难降解有机物脱稳的方法。3絮凝沉降试验考虑到该纤维厂所排酸性废水和中段水可替代盐酸调节黑液pH，同时对原黑液进行稀释，并且发现三种废水经一定比例混合后可直接加药絮凝。试验废水同样采用该纤维厂浆粕车间未经处理的黑液、该车间中段排水以及纺丝车间黏胶酸性排水，混凝所用搅拌器为HJ-6型多头磁力搅拌器，将各废水按照一定体积比混合进行絮凝沉降试验。根据上述电化学-絮凝试验得出黑液pH≤3时可通过电解产生絮体，于是在这里分别做两组试验，组1是V（黑液）∶V（中段水）∶V（黏胶废水）=1∶4∶4；组2是V（黑液）∶V（黏胶废水）=1∶4，可调节pH在3以下，然后各加入200mg/L的聚合氯化铝和3mg/L的聚丙烯酰胺在磁力搅拌器上做絮凝沉降试验。试验结果如表2所示。表2絮凝沉降试验分析由表2可见，将黑液、中段水与黏胶废水混合后得到偏酸性混合废水，对原黑液进行了稀释，COD相对较低。最终通过絮凝沉降法处理混