_废纸再生造纸废水的特性和处理工艺

废纸再生造纸废水的特性和处理工艺五邑大学化学与环境工程系(广东江门,529000)马晓鸥天津化工研究设计院刘艳飞李绍全摘要对废纸造纸废水的特征进行了论述,对废纸造纸废水的处理技术进行了分析和评价。指出:采用混凝沉降—生化法或化学处理—混凝沉降法能有效地治理废纸造纸废水。关键词废纸造纸废水,废水特征,混凝沉淀,生化法,化学法由于废纸再生造纸能有效地利用资源、保护生态环境,因而越来越受到人们的重视。随着废纸制浆技术的不断成熟,废纸已成为生产纸浆的一种重要原料。1995年国外废纸已占制浆原料的30%～34%〔1〕。近年来我国的废纸再生造纸工厂也在不断增多。为使废纸中纤维相互分离、油墨从纤维中脱除,在生产过程中常需加入大量化学药剂,并用洗涤的方法去除废纸中的各种杂质。因此废纸再生造纸将产生大量含有细微纤维油墨、树脂、色料、化学药品和机械杂质等污染物的废水。与直接利用植物纤维制浆的工艺相比,废纸再生造纸废水的污染负荷相对较轻,但仍远远超过排放标准,若不加处理而直接排放,将对环境带来污染和危害〔2〕。随着废纸再生利用比重的不断提高,废纸造纸废水这一新污染源已引起人们的重视。近年来,针对废纸造纸废水的特性已开发出了一系列处理技术,为该类废水的有效治理奠定了基础。1废纸造纸废水的特性废纸再生造纸工艺可分为制浆和抄纸两大部分。在制浆部分的除渣、洗浆、漂洗等过程中,产生大量的洗涤废水。根据废纸来源和生产工艺的差别,洗涤废水的特性有所不同,其污染物含量大致为:CODCr600～2400mg/L,BOD5125～585mg/L,SS650～2400mg/L,色度450～900倍,外观呈黑灰色。洗涤废水量为100～200t/t纸〔3～5〕;与通常的抄纸工艺一样,在废纸再生造纸的抄纸部分,也产生含有纤维、填料和化学药品的“白水”。对该废水常采用气浮法进行处理,回收纤维和填料,并使处理后的“白水”得以循环使用。在我国,“白水”处理技术已趋成熟。由此可知,废纸再生造纸的废水主要来源于制浆部分的洗涤废水。该废水不仅SS含量高、色度大,而且还含有大量成分复杂的COD物质。这些COD物质由可溶性的浆料、化学添加剂及不溶的纤维等有机物组成。在可溶性的COD成分中,基本由分子量低于1000的低分子量组分(如废纸浆料中的可溶物)和分子量高达10万以上的高分子量组分(如化学药品、树脂等)构成,分子量居中的组分甚少〔6〕。由于废纸造纸废水中COD组分间的分子量差异较大,采用单一的处理方法只能去除其中一部分COD物质,难以取得满意的效果,所以必须采用综合处理技术。采用混凝沉淀的方法可以去除废水中分子量较高的COD组分,而采用生化、吸附等方法则可去除分子量较低的COD组分。我国较早开发出的废纸造纸废水处理技术为混凝沉淀法。随着新型有机和无机高分子絮凝剂的应用,采用混凝沉淀法不仅可有效地去除废水中的SS和颜色,而且可大大降低废水的COD含量。该方法已在一些工厂得到应用。由于混凝沉淀法不能去除分子量较低的COD组分,所以难以实现对废水的有效治理。近年来,科研人员已对废纸造纸废水的深度处理进行了研究,相继开发出混凝沉淀—生化法、化学处理—混凝沉淀法等技术。下面对这些处理技术进行介绍。2废纸造纸废水的处理方法2.1混凝沉淀法混凝沉淀法具有过程简单、操作方便、效率高、投资少的特点。其基本原理是:在混凝剂的作用下,通过压缩微颗粒表面双电层、降低界面ζ电位、电中和等电化学过程,以及桥联、网捕、吸附等物理化学过程,将废水中的悬浮物、胶体和可絮凝的其它物质凝聚成“絮团”;再经沉降设备将絮凝后的废水进行固液分离,“絮团”沉入沉降设备的底部而成为泥浆,顶部流出的则为色度和浊度较低的清水。实践证明,用混凝沉淀法处理废纸造纸废水,其SS去除率可达85%～98%,色度去除率可达90%以上,CODCr去除率可达60%～80%。由于处理后的清水水质较好,可将其回用于洗浆和抄纸;而得到的泥浆可作为箱板夹层纸纸浆回用〔7〕。混凝沉淀法处理废纸造纸废水的工艺流程如图1所示。混凝沉淀法处理废纸造纸废水的效果,取决于混凝过程的好坏。首先,应选择适当的混凝剂。目前,主要采用无机和有机高分子混凝剂,如:聚合硫酸铁、聚合氯化铝、二元或三元金属盐的复合物、聚丙烯酰胺及其衍生物等。可视废水情况选用其中的一种或两种。作者的研究表明,无机和有机高分子混凝剂合理地搭配使用能有效提高废水的絮凝质量,得到的“矾花”大而致密,处理效果好。影响混凝过程的其它因素如混凝剂的加量、混凝剂的加入方式、混凝反应时间等可通过实验来确定。废水集水池混凝池↑混凝剂沉淀池清水池回用回收浆池回用图1混凝沉淀法处理废纸造纸废水工艺流程—8—专论与综述工业水处理1999—07,19(4)如果处理的废纸浆和清水都能回用,混凝沉淀法还具有较好的经济效益。正常运行情况下