一、造紙黑水的產(chǎn)生
造紙廢水成分復(fù)雜,可生化性差,屬于較難處理的工業(yè)廢水,是我國主要的工業(yè)污染源之一。
造紙廠按工序排出三股廢水:一是制漿蒸煮廢液,即造紙黑液;二是分離黑液后紙漿的洗、選、漂水,也稱中段水;三是抄紙機(jī)上的白水,白水是可以處理后回用的。實(shí)際上中段水是黑液提取不完全所剩下的部分,一般占總量的10%以內(nèi),而黑液中所含的污染物占全廠污染排放總量的90%以上,因此,造紙黑液是造紙廠污染的主要部分。
二、造紙黑水的污染
造紙用的秸稈等原料中均含有纖維素、木質(zhì)素、和半纖維素等物質(zhì),造紙僅取用其中的纖維素(約占40%),而其中約占25%的木質(zhì)素與約占28%的半纖維素以及木糖、氮、磷、鉀等則隨黑液廢棄。以傳統(tǒng)的硫酸鹽紙漿生產(chǎn)為例,一般每生產(chǎn)1t硫酸鹽漿就有1t有機(jī)物和400kg堿類、硫化物溶解于黑液中,這也是構(gòu)成造紙污染的主要成分,大量COD排放到水體中將消耗水中大部分溶解氧,導(dǎo)致水質(zhì)因溶解氧濃度嚴(yán)重不足而惡化。
三、造紙黑水的處理辦法
對造紙黑液的處理是造紙業(yè)廢水處理的關(guān)鍵,目前,常用的造紙黑液處理技術(shù)有堿回收法、絮凝沉淀法、膜分離法、酸析法、好氧活性污泥法及生物技術(shù)法等。其中堿回收法是目前技術(shù)成熟、工業(yè)中應(yīng)用廣泛的造紙黑液處理方法。
堿回收技術(shù)是造紙黑液處理較為成熟的技術(shù),在各地取得了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)不同的工作原理,又可分為燃燒法、電滲析法及黑液氣化法等。
1、燃燒法堿回收技術(shù)的完整流程分為提取、蒸發(fā)、燃燒、苛化-石灰回收四道工序?;驹硎菍⒑谝簼饪s后在燃燒爐中進(jìn)行燃燒將有機(jī)鈉鹽轉(zhuǎn)化為無機(jī)鈉鹽,然后加入石灰將其苛化為氫氧化鈉,以達(dá)到回收堿和熱能的目的。燃燒法堿回收工藝技術(shù)成熟,運(yùn)行穩(wěn)定,但工程投資較大,適用于規(guī)模較大的造紙企業(yè),當(dāng)前各國對黑液處理主要采用燃燒法回收堿的技術(shù)路線。
2、電滲析法工藝一般采用循環(huán)式流程,黑液通過陽極室循環(huán),稀堿液通過陰極室循環(huán)。在直流電場作用下,Na+通過陽膜進(jìn)入陰極室,與電解產(chǎn)生的OH–結(jié)合生成NaOH而得以回收堿;陽極室黑液由于電解產(chǎn)生H+而不斷被酸化,到一定程度時,將大部分木質(zhì)素沉淀析出。電滲析法堿回收具有工藝過程簡單,*作方便、設(shè)備投資少,易于自動化等特點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高堿回收率并降低耗電量,尚需對電極和膜片進(jìn)行改進(jìn)。
3、黑液堿回收除了常采用上述兩種方法外,在國外還普遍使用的一種方法是黑液氣化法。其原理是將黑液在高溫快速反應(yīng)器中氣化,使其中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為清潔的可供燃?xì)廨啓C(jī)使用的燃料氣體。黑液氣化法比傳統(tǒng)的燃燒回收更有效,且環(huán)境友好性強(qiáng),是制漿造紙工業(yè)能源生產(chǎn)與回收的一種有前景的技術(shù)。
造紙黑液的治理是解決整個造紙工業(yè)污染的關(guān)鍵,由于黑液中含有難以生物降解的木質(zhì)素以及其它一些有毒物質(zhì),使得黑液的治理成為世界性的難題。目前,國內(nèi)外對中小型草漿廠黑液的治理,酸析法仍是主要手段,但其不足之處非常明顯,總體上講,燃燒法堿回收能夠比較充分、全面地回收利用資源,對于規(guī)模在年產(chǎn)量在1.7萬噸以上的造紙企業(yè),該技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上可收回成本或有一定收益。