造纸废水处理新工艺研究?
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造纸废水处理新工艺研究具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
我国造纸废水量大,其中含有大量有机物和难降解物质,如何应用造纸废水治理技术,化害为利,回收、回用资源,促进生态环境保护与造纸工业可持续发展,具有重要的现实意义。为了研究造纸废水处理的优良工艺,本文在查阅相关资料的基础上,总结造纸废水处理的常用新方法——粉煤灰、人工湿地技术、厌氧技术的应用及其优缺点,指出了今后的发展趋势和研究方向,并提出了造纸废水的污染防治应从新技术的研究着手,因地制宜,探索合适的处理工艺。目前,我国有大中小型造纸厂总数10000余家,年排放废水量高达40多亿m3,占全国废水总排放量的十分之一,造纸废水中的BOD5年排放量200多万t,占全国废水总排放中BOD5的25%。因此,如何应用造纸废水治理技术,化害为利,回收、回用资源,促进生态环境保护与造纸工业可持续发展,具有重要的现实意义[1]。1.造纸废水的来源及特点在制浆(化学法)和造纸生产过程中主要产生三类废水:黑(红)液、中段废水和纸机白水。黑(红)液主要是蒸煮制浆废水,中段水包括纸浆洗涤、筛选、漂白废水,纸机白水为抄纸车间废水。其中蒸煮废水的环境污染最严重,占整个造纸工业污染的90%。黑液的主要成分是木质素、纤维素、半纤维素、单糖、有机酸及氢氧化钠等,可以综合回收其中的有用物质;中段废水污染物复杂,含有较高浓度的木质素、纤维素和树脂酸盐等较难生物降解的物质成分,而且富含漂白阶段产生的对环境危害大的有机氯化物,pH为9-11,悬浮物1000mg/l左右,COD600-2500mg/l,色度深;纸机白水采用沉淀或气浮的方法实现白水回用,固体渣也可再制浆[2]。2.在造纸废水处理中的研究进展2.1粉煤灰的性质和分类粉煤灰(coal fly ashes,CFA)又称为飞灰(fly ashes,FA),是煤粉进入1300oC~1500 oC的炉膛后,在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却形成粉煤灰,每个粉煤灰颗粒的粒径均在25~300μm,平均几何粒径40μm。由于表面张力的作用,粉煤灰颗粒大部分呈球形,表面疏松多孔,因此比表面积大,具有活性基团和吸附特性。它的真密度为2000~3000kg/m3,堆积密度为550~680kg/ m3,孔隙率一般为60%~70%。粉煤灰的主要化学成分为硅、铝、铁氧化物,还含有含量相对较低的氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、硫氧化物,还有一些微量元素如Cu、Cr、Pb等、未燃尽炭、稀有元素组成的海绵状和空心球状的细小颗粒,具有很大的比表面积: 2500~5000cm2/g。粉煤灰的主要化学成分见表1。目前国际上按照粉煤灰的化学类型将粉煤灰分成两大类:一类是F级粉煤灰(FA-F),这种粉煤灰的硅、铝、铁氧化物含量在70%以上;另一类是C级粉煤灰(FA-C),它的硅、铝、铁的氧化物含量在50%~70%之间。按照粉煤灰颗粒形貌可将粉煤灰颗粒分为:玻璃微珠、海绵状玻璃体、炭粒。
成分SO2Al2O3Fe2O3CaOMgO质量分数%33.88-59.1816.49-35.381.48-19.650.77-10.390.70-1.85
2.2粉煤灰的作用机理2.2.1物理吸附物理吸附效果取决于粉煤灰的比表面积,比表面积越大,吸附效果就越好。物理吸附特征主要是吸附时粉煤灰颗粒表面能降低,放热,故在低温下可自行进行;其次,物理吸附无选择性,因而对各种污染物都有一定吸附去除能力。2.2.2化学吸附化学吸附主要是粉煤灰颗粒表面有大量的Si-O-Si键和Al-O-Al键与具有一定极性的分子产生偶极—偶极键的吸附,或是阳离子与粉煤灰中次生的带正电的硅酸铝、硅酸钙、硅酸铁之间形成离子交换或离子对的吸附。化学吸附的特点是选择性强,通常是不可逆的。在通常情况下,上述两种吸附同时存在,但是在不同的条件下(pH、温度等),体现出的优势不同,导致粉煤灰的吸附性能变化。2.2.3絮凝沉淀粉煤灰还能与废水中的有害物质作用使其絮凝沉淀,与粉煤灰构成吸附—絮凝沉淀协同作用,这主要是由于粉煤灰中含有氧化钙(CaO)。Erol[4]等研究发现粉煤灰对Cu[2+]和Pb[2+]两种离子的去除主要依赖于粉煤灰中CaO的含量,且随CaO含量的增加,去除效果也相应提高。Cetin[5]等用粉煤灰去除水中的Ni[2+]和Zn[2+],也得到与Erol等相同的结论。由此可见,用粉煤灰处理重金属废水主要与粉煤灰中CaO的含量有关。2.2.4过滤截流粉煤灰是多种颗粒的机械混合物,空隙率在60%~70%之间,废水通过粉煤灰时,也能过滤截留废水中一部分悬浮物。2.3粉煤灰处理造纸废水的工艺
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我国造纸废水量大,其中含有大量有机物和难降解物质,如何应用造纸废水治理技术,化害为利,回收、回用资源,促进生态环境保护与造纸工业可持续发展,具有重要的现实意义。为了研究造纸废水处理的优良工艺,本文在查阅相关资料的基础上,总结造纸废水处理的常用新方法——粉煤灰、人工湿地技术、厌氧技术的应用及其优缺点,指出了今后的发展趋势和研究方向,并提出了造纸废水的污染防治应从新技术的研究着手,因地制宜,探索合适的处理工艺。目前,我国有大中小型造纸厂总数10000余家,年排放废水量高达40多亿m3,占全国废水总排放量的十分之一,造纸废水中的BOD5年排放量200多万t,占全国废水总排放中BOD5的25%。因此,如何应用造纸废水治理技术,化害为利,回收、回用资源,促进生态环境保护与造纸工业可持续发展,具有重要的现实意义[1]。1.造纸废水的来源及特点在制浆(化学法)和造纸生产过程中主要产生三类废水:黑(红)液、中段废水和纸机白水。黑(红)液主要是蒸煮制浆废水,中段水包括纸浆洗涤、筛选、漂白废水,纸机白水为抄纸车间废水。其中蒸煮废水的环境污染最严重,占整个造纸工业污染的90%。黑液的主要成分是木质素、纤维素、半纤维素、单糖、有机酸及氢氧化钠等,可以综合回收其中的有用物质;中段废水污染物复杂,含有较高浓度的木质素、纤维素和树脂酸盐等较难生物降解的物质成分,而且富含漂白阶段产生的对环境危害大的有机氯化物,pH为9-11,悬浮物1000mg/l左右,COD600-2500mg/l,色度深;纸机白水采用沉淀或气浮的方法实现白水回用,固体渣也可再制浆[2]。2.在造纸废水处理中的研究进展2.1粉煤灰的性质和分类粉煤灰(coal fly ashes,CFA)又称为飞灰(fly ashes,FA),是煤粉进入1300oC~1500 oC的炉膛后,在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却形成粉煤灰,每个粉煤灰颗粒的粒径均在25~300μm,平均几何粒径40μm。由于表面张力的作用,粉煤灰颗粒大部分呈球形,表面疏松多孔,因此比表面积大,具有活性基团和吸附特性。它的真密度为2000~3000kg/m3,堆积密度为550~680kg/ m3,孔隙率一般为60%~70%。粉煤灰的主要化学成分为硅、铝、铁氧化物,还含有含量相对较低的氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、硫氧化物,还有一些微量元素如Cu、Cr、Pb等、未燃尽炭、稀有元素组成的海绵状和空心球状的细小颗粒,具有很大的比表面积: 2500~5000cm2/g。粉煤灰的主要化学成分见表1。目前国际上按照粉煤灰的化学类型将粉煤灰分成两大类:一类是F级粉煤灰(FA-F),这种粉煤灰的硅、铝、铁氧化物含量在70%以上;另一类是C级粉煤灰(FA-C),它的硅、铝、铁的氧化物含量在50%~70%之间。按照粉煤灰颗粒形貌可将粉煤灰颗粒分为:玻璃微珠、海绵状玻璃体、炭粒。
成分SO2Al2O3Fe2O3CaOMgO质量分数%33.88-59.1816.49-35.381.48-19.650.77-10.390.70-1.85
2.2粉煤灰的作用机理2.2.1物理吸附物理吸附效果取决于粉煤灰的比表面积,比表面积越大,吸附效果就越好。物理吸附特征主要是吸附时粉煤灰颗粒表面能降低,放热,故在低温下可自行进行;其次,物理吸附无选择性,因而对各种污染物都有一定吸附去除能力。2.2.2化学吸附化学吸附主要是粉煤灰颗粒表面有大量的Si-O-Si键和Al-O-Al键与具有一定极性的分子产生偶极—偶极键的吸附,或是阳离子与粉煤灰中次生的带正电的硅酸铝、硅酸钙、硅酸铁之间形成离子交换或离子对的吸附。化学吸附的特点是选择性强,通常是不可逆的。在通常情况下,上述两种吸附同时存在,但是在不同的条件下(pH、温度等),体现出的优势不同,导致粉煤灰的吸附性能变化。2.2.3絮凝沉淀粉煤灰还能与废水中的有害物质作用使其絮凝沉淀,与粉煤灰构成吸附—絮凝沉淀协同作用,这主要是由于粉煤灰中含有氧化钙(CaO)。Erol[4]等研究发现粉煤灰对Cu[2+]和Pb[2+]两种离子的去除主要依赖于粉煤灰中CaO的含量,且随CaO含量的增加,去除效果也相应提高。Cetin[5]等用粉煤灰去除水中的Ni[2+]和Zn[2+],也得到与Erol等相同的结论。由此可见,用粉煤灰处理重金属废水主要与粉煤灰中CaO的含量有关。2.2.4过滤截流粉煤灰是多种颗粒的机械混合物,空隙率在60%~70%之间,废水通过粉煤灰时,也能过滤截留废水中一部分悬浮物。2.3粉煤灰处理造纸废水的工艺
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