两种造纸黑液的物化处理方法.doc

两种造纸黑液的物化处理方法 1.造纸黑液的产生及成分 制浆造纸黑液是我国水体的主要污染源之一。黑液浓度一般为14%到20%，约占造纸工业总污染发生量的90%。对黑液的处理，有过许多种研究方法，目前研究较多的是黑液酸化法。这种方法是将黑液酸化至pH3~4，经加热后碱性木素中的Na+被H+取代形成絮状沉淀析出，废水中木素的去除率可达90% 以上。该方法虽然能够大幅度降低废水BOD 及COD排放量，木素也可作为副产品得到开发利用，但在目前的技术水平上提取木素需要一定的设备条件和较高的运行费用，因此这种方法在中小型造纸厂很难得到推广。目前制浆黑液的处理仍是一个亟待解决的重大课题。 黑液中污染物的主要成分主要是草类纤维在高温强碱条件下的产物，原料中50%以上的物质经化学反应后溶入蒸煮液中。蒸煮液中木质素占很高的比例。它是一种带芳香结构的立体网状聚合物，属于难降解的化合物，对好氧、厌氧工业来讲，木质素难以去除。所含半纤维素是多种多糖形成的聚合物，在制浆过程中，半纤维素以单糖和低聚糖形式进入黑液，他们的降解产物会形成有机酸、醇，好氧、厌氧处理过程中易于生物降解，溶解有大量碱性物质，pH值达11到13。 2.几种物化处理方法 造纸蒸煮黑液是高浓度、高碱性的有机废水。由于高浓度木质素等难降物质的存在，使蒸煮黑液的处理极为困难。对此黑液处理，人们做了许多工作，但因各方面因素限制，难以达到理想效果。 2.1酸析法 原理：将提取的黑液经微滤机去除细小纤维后，进入加有酸液的木素分离器，木质素的溶解度随着pH值的下降而下降，一般在pH值降到5.0以下时，碱性木素中的Na离子被H离子取代形成絮状沉淀析出，气浮或沉降分离的木素经加热、压滤脱水成为木素产品。 这种方法的COD去除率为80%，SS去除率为85%，色度去除率为95%,木素回收率为80%。 在深入研究的基础上，人们提出了一种主要针对中小型造纸厂的技术方案。该方法与一般酸化处理方法不同的是，在黑液酸化沉降木质素后，不是将酸化清液中和后外排，而是继续苛化。苛化后清液的色度和悬浮物可降低90%以上，pH值接近蒸煮原液，补充少量试剂后即可用作制浆蒸煮液。试验表明，采用上述工艺不仅能消除中小型造纸厂对环境所造成的污染，而且基本不会增加运行费用，甚至可降低制浆成本。在此将某造纸厂的黑液处理工艺流程图附上。 此造纸厂的黑液处理过程中没有外加酸，而是可采用烟道废气和煅烧过程中产生的SO2进行酸化处理。初步研究表明，利用循环过程中产生的SO2 作酸析剂可中和黑液至Ph=4，这样不仅能降低治理费用，且可达到以废治废的目的。 分离出的沉淀外观为泥土状，经干燥后即可得到较为纯净的木质素。 2.2混凝沉淀法 混凝沉淀法的原理是将黑液酸化后，投加絮凝剂沉淀，固液分离后，沉渣作为燃料 而在焚烧，滤液再经吸附过滤后部分回用于制浆工段，其余的排入中段废水。它利用专一的絮凝剂去除黑液中的硅, 并用化学反应将木质素、纤维素、半纤维素凝聚沉淀, 对上部的清液稀碱可再回用到生产中去。 稀碱回收技术处理造纸黑液, 避免了传统的燃烧法, 酸析木素法和电渗析法所遇到的投资大, 运行费用高, 操作复杂, 硅干扰等主要问题。它利用专一的絮凝剂去除黑液中的硅, 并用化学反应将木质素、纤维素、半纤维素凝聚沉淀, 对上部的清液稀碱可再回用到生产中去。黑液可碱回收, 可使黑液污染负荷( COD) 减少50% ～60%, 并回收黑液中40%～50% 的碱液, 使其再次用于制浆造纸。其余部分废液, 即生产上用不完的那部分黑液可全部汇入中段水、纸机白水中一并处理。 黑液稀碱回收工艺流程示意图如下: 　蒸球黑液经洗浆振筛分离, 吨浆产生25吨～30 吨黑液( 黑液浓度为2Be, CODcr 30, 000 mg/ L左右) , 黑液进入黑液贮池, 经贮存调节进入反应器。在反应器内加入絮凝剂、化学药剂与黑液反应。絮凝剂、化学药剂总投加量约3% 。当黑液反应完毕后, 进入沉淀池进行分离: 沉渣选用板框压榨机处理, 出渣含水率60%～70% , 渣中主要含半纤维素和木质素硅酸盐, 经自然干化, 即可燃烧具有较高热值, 其热值约3000 大卡/ 公斤; 沉淀池清液( 总含碱5g左右) 蒸球不能全部接纳, 可用干渣燃烧, 使清液浓缩后的清液含碱量提高到10g左右, 进入配碱槽替换部分碱, 再用于蒸球蒸煮, 达到回收部分碱的目的。在该工程的稀碱回收工段中, 所耗药剂费用为4. 4 元/ 吨黑液, 其它费用0. 6 元/ 吨,即综合运行费5 元/ 吨左右。每吨黑液中可回收碱( 折合成纯NaOH) 2. 5 公斤, 按现行市场碱价格2 元/ 公斤计, 2. 5公斤碱合5. 0元, 即处理运行