造纸废水工艺设计

1、造纸废水处理XXX2015-12-11一：制浆造纸工艺介绍一：制浆造纸工艺介绍二：二：制浆造纸废水的水质特征制浆造纸废水的水质特征三：废水中污染物质资源化三：废水中污染物质资源化四：处理方案四：处理方案造纸工艺：造纸工艺：制浆是指利用化学方法、机械方法或是化学与机械制浆是指利用化学方法、机械方法或是化学与机械结合的方法，使植物纤维原料离解变成本色纸浆或结合的方法，使植物纤维原料离解变成本色纸浆或漂白纸浆的生产过程。漂白纸浆的生产过程。造纸是指将纸浆抄造成纸产品的过程。造纸是指将纸浆抄造成纸产品的过程。制浆造纸废水因其排水量大、污染物浓度高而在制浆造纸废水因其排水量大、污染物浓度高而在世界范围内

2、受到广泛关注。世界范围内受到广泛关注。酸碱法制浆 通常采用的化学试剂为：酸法制浆碱法制浆亚硫酸盐法：SO32-烧碱法：NaOH硫酸盐法：NaOH+Na2S化学药剂石灰法：Ca(OH)24制浆造纸废水的来源与水量制浆造纸废水的来源与水量制浆造纸废水主要来源于生产工艺中的备料、蒸煮制浆造纸废水主要来源于生产工艺中的备料、蒸煮、冷凝、洗浆、漂白和抄造纸工序。、冷凝、洗浆、漂白和抄造纸工序。1. 备料过程中的废水备料过程中的废水备料过程中产生的废水主要包括洗涤水以及湿法剥备料过程中产生的废水主要包括洗涤水以及湿法剥皮机排水，其中含有的主要污染物质包括树皮、泥皮机排水，其中含有的主要污染物质包括树皮、泥

3、沙、木屑以及木材中的水溶性物质，如果胶、多糖沙、木屑以及木材中的水溶性物质，如果胶、多糖、胶质及单宁等。、胶质及单宁等。2. 蒸煮废液蒸煮废液植物纤维原料经过蒸煮以后，植物纤维原料经过蒸煮以后，5080转化为纸转化为纸浆，其余浆，其余2050的物质则溶于蒸煮液中。的物质则溶于蒸煮液中。制浆方法和所用原料不同，则蒸煮废液的组分也存制浆方法和所用原料不同，则蒸煮废液的组分也存在很大差异，其主要成分为木素、糖类及蒸煮所用在很大差异，其主要成分为木素、糖类及蒸煮所用的化学药剂。的化学药剂。碱法制浆产生的废液呈黑色，称为碱法制浆产生的废液呈黑色，称为“黑液黑液”。酸法制浆产生的废液呈红色，称为酸法制浆产

4、生的废液呈红色，称为“红液红液”。制浆造纸废水的污染以黑液为主。制浆造纸废水的污染以黑液为主。 黑液黑液碱法制浆采用的蒸煮药剂为碱法制浆采用的蒸煮药剂为NaOH或或 NaOH+ Na2S。黑液中含有的污染物质大致上可分为无机物和有机物黑液中含有的污染物质大致上可分为无机物和有机物两大部分。两大部分。有机物主要是碱、木素、半纤维素的降解产物。有机物主要是碱、木素、半纤维素的降解产物。无机物主要是硫酸钠、碳酸钠、硅酸钠，以及无机物主要是硫酸钠、碳酸钠、硅酸钠，以及NaOH和和Na2S等钠盐。等钠盐。对黑液碱进行回收利用是解决制浆厂废水污染的重要对黑液碱进行回收利用是解决制浆厂废水污染的重要途径之一

5、。回收之后可减少纸浆厂的总排污负途径之一。回收之后可减少纸浆厂的总排污负80%85%，并利用其中有机物燃烧产生的热能，回收其中，并利用其中有机物燃烧产生的热能，回收其中所含的化学药品。所含的化学药品。红液红液酸法制浆采用的化学药剂是以钙、镁、钠、铵等为酸法制浆采用的化学药剂是以钙、镁、钠、铵等为盐基的酸性亚硫酸盐或亚硫酸氢盐。盐基的酸性亚硫酸盐或亚硫酸氢盐。红液的化学成分复杂，其中的有机物主要是木素和红液的化学成分复杂，其中的有机物主要是木素和纤维素，还包含有糖类和制浆药剂。纤维素，还包含有糖类和制浆药剂。亚硫酸铵法以亚硫酸铵为蒸煮药剂，其中肥分（氮亚硫酸铵法以亚硫酸铵为蒸煮药剂，其中肥分（氮

6、、钾、磷）很高，可将这部分废水经过一定预处理之、钾、磷）很高，可将这部分废水经过一定预处理之后用于农业灌溉或制作肥料。后用于农业灌溉或制作肥料。回收其中的化学品及热能，是解决红液污染的基本回收其中的化学品及热能，是解决红液污染的基本途径。途径。3. 3. 污冷凝水污冷凝水蒸煮过程的冷凝水是污冷凝水的来源之一。主要含蒸煮过程的冷凝水是污冷凝水的来源之一。主要含有烯类化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等有烯类化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等污染物，还可能含有硫化氢、有机硫化物及油类物污染物，还可能含有硫化氢、有机硫化物及油类物质。质。蒸煮过程中产生的污冷凝水是制浆厂污冷凝水的另蒸煮过程中产

7、生的污冷凝水是制浆厂污冷凝水的另一个来源。一个来源。亚硫酸发制浆中，红液蒸发污冷凝水是重要污染源亚硫酸发制浆中，红液蒸发污冷凝水是重要污染源，其主要污染物是醋酸，其次是甲醇及糠醛。，其主要污染物是醋酸，其次是甲醇及糠醛。4.4.洗浆、筛选废水洗浆、筛选废水洗浆废水主要来源于洗浆机和贮槽的清洗水以及设洗浆废水主要来源于洗浆机和贮槽的清洗水以及设备的跑、冒、滴、漏。备的跑、冒、滴、漏。筛选和净化主要是为了去除粗浆中的生片、木节、筛选和净化主要是为了去除粗浆中的生片、木节、粗纤维素及非纤维素细胞、沙砾和金属屑。粗纤维素及非纤维素细胞、沙砾和金属屑。筛选后的浓缩排水也是筛选废水的来源之一。筛选后的浓缩

8、排水也是筛选废水的来源之一。5. 5. 漂白废水漂白废水纸浆漂白的两种类型：纸浆漂白的两种类型：以氧化性漂白剂破坏木素及有色物质的结构，使其以氧化性漂白剂破坏木素及有色物质的结构，使其溶解，从而提高纸的纯度与白度；溶解，从而提高纸的纯度与白度；以漂白剂改变有色物质分子上发色基的结构，使其以漂白剂改变有色物质分子上发色基的结构，使其脱色，但不设计纤维组分损失。脱色，但不设计纤维组分损失。使用含氯漂白剂产生的漂白废水污染严重；而使用使用含氯漂白剂产生的漂白废水污染严重；而使用过氧化物漂白剂产生的废水污染相对较轻。过氧化物漂白剂产生的废水污染相对较轻。漂白废水主要含有有机物、悬浮物，并具有颜色，漂白

9、废水主要含有有机物、悬浮物，并具有颜色，还含有剩余漂白剂。还含有剩余漂白剂。6. 6. 造纸废水造纸废水造纸过程的废水主要来自于打浆、纸机前筛选和抄造纸过程的废水主要来自于打浆、纸机前筛选和抄造等工序。造等工序。这部分废水常称为这部分废水常称为“白水白水”，其中含有纤维碎屑、，其中含有纤维碎屑、小纤维、颜料、淀粉及染料等。污染物主要以溶解小纤维、颜料、淀粉及染料等。污染物主要以溶解性物质和悬浮固体物质存在，主要来源于原料、少性物质和悬浮固体物质存在，主要来源于原料、少量的辅助化学品及大部分的辅助剂（如防腐剂、杀量的辅助化学品及大部分的辅助剂（如防腐剂、杀菌剂、消泡剂）。菌剂、消泡剂）。第二节第

10、二节 制浆造纸废水的水质特征制浆造纸废水的水质特征一一 制浆造纸废水的污染指标制浆造纸废水的污染指标主要污染指标为主要污染指标为COD、BOD、pH和和SS。由于采用的生产工艺的不同，废水里可能存在的重由于采用的生产工艺的不同，废水里可能存在的重金属离子和废水的颜色也是重要的污染因素。金属离子和废水的颜色也是重要的污染因素。漂白硫酸盐浆厂废水中二恶英及可吸附有机卤代物漂白硫酸盐浆厂废水中二恶英及可吸附有机卤代物产生的毒性也是值得关注的问题之一。产生的毒性也是值得关注的问题之一。二二 制浆造纸废水的污染负荷制浆造纸废水的污染负荷制浆造纸废水的污染负荷与浆得率有直接关系，浆制浆造纸废水的污染负荷与

11、浆得率有直接关系，浆得率越高，则废水的污染负荷越低。得率越高，则废水的污染负荷越低。由于加工深度、原料种类、工艺条件等因素的影响由于加工深度、原料种类、工艺条件等因素的影响，不同的制浆方法对水体的污染物排放负荷差别很，不同的制浆方法对水体的污染物排放负荷差别很大。大。 造纸生产过程中用水很多，生产1t纸约需水300500m3，在造纸废水中，不仅含有大量造纸原料（约有20%原料随废水流失），而且含有大量化学药品及其他杂质，所以如果造纸废水不经处理任意排放，会对水体造成极大的危害。造纸污水的特点： 1、蒸煮木浆（或草浆）所生成的废液，又称黑液。 2、打浆机和精浆机排出的污水，称打浆污水。 3、造纸

12、机污水，其中可以直接使用的称为白水。三 废水中污染物分类 其中主要污染有以下几种： 1、悬浮物 包括可沉降悬浮物和不可沉降悬浮物，主要是纤维和纤维细料（即破碎的纤维碎片和杂细胞） 2、易生物降解有机物 包括低分子量的半纤维素、甲醇、乙酸、甲酸、糖类等。 3、难生物降解有机物 主要来源于纤维原料中所含的木质素和大分子碳水化合物。 4、毒性物质 黑液中含有的松香酸和不饱和脂肪酸等。 5、酸碱毒物 碱法制浆污水ph值为910；酸法制浆污水ph值为1.22.0. 6、色度 制浆污水中所含残余木质素是高度带色的。 废纸造纸污水的SS、COD浓度较高，COD则由非溶解性COD和溶解性COD两部分组成，通常

13、非溶解性COD占COD组成总量的大部分，当污水中SS被去除时，绝大部分非溶解性COD同时被去除。因此，废纸造纸污水处理要解决的主要问题是去除SS和COD。废水中可回收物质 -纸浆纤维和木质素 目前，国内外主要采用的制浆造纸废液的治理与回收技术主要有两条途径，一是碱回收，二是木质素提取。碱回收技术是将碱法制浆的黑液浓缩到一定浓度后进行燃烧，既可消除黑液的污染，又可回收热量与烧碱。目前，在造纸产业发达的国家，碱回收率达到9095。能源的回收和利用可满足工厂所需能源的45-55。我国造纸产业原料以草料为主，占60 ，碱法革浆厂利用碱回收技术有一定的技术题目，这些题目主要是草浆黑液黏度大，黑液提取和蒸

14、发比木浆黑液困难，草浆黑液中含硅量较高，使碱回收系统的蒸发燃烧和苛化都受到不利影响。目前，我国造纸厂的均匀碱回收率约20 ，其中木浆厂的回收率达到775。碱回收技术主要的出发点是减少制浆造纸黑液对环境的污染，仅把木质素作为一种低值的燃料燃烧掉，而回收的烧碱又是一种低值产品，从木质素资源利用的角度来看，只是一种低值利用。碱回收技术的另一个局限性是不能用于酸法制浆的废液治理。无论是碱法制浆还是酸法制浆，提取出来的木质素统称为产业木质素。纸浆纤维 造纸生产过程中用水很多，生产1t纸约需水300500m3，在造纸废水中，不仅含有大量造纸原料（约有20%原料随废水流失），所以在废水处理过程中回收原料不仅可以创造经济效益，而且能大幅度减少污水处理负荷处理经验 浮选废水处理法可回收白水中纤维性固体物质，回收率可达95%，澄清水可回用；燃烧废水处理法可回收黑水中氢氧化纳、硫化钠、硫酸钠以及同有