造纸黑液处理研究

马　军　杨爱龙　屈文生

摘要：本研究采用了物化—生化方法对造纸黑液进行处理研究。通过酸化—絮凝—好氧—灰滤等工艺并对处理前后水质的变化，进行定量分析，以确定最佳操作条件。通过研究出水的色度和SS均能达标，COD的去除率达到了95%。这是一种既经济、简单，效果又明显的处理方法。

关键词：造纸黑液絮凝处理

0 引言

我国的造纸工业近年来发展迅速，与之相应的污染问题也越来越严重，进而纸浆造纸行业成了水污染大户。其中采用草浆造纸的中小型企业占了总数的95%；由于中小型企业资金不足，难以引进投资较大的碱回收工艺，大量黑液未经或稍经处理便排入水体，造成严重的水污染。因此，解决造纸黑液污染已势在必行。

1 原理

小型纸厂的碱法制浆工艺，在蒸煮过程产生的黑液中含有大量木质素，纤维素及其它溶出物，这些物质也是导致COD和色度形成的主要原因。木质素具有在碱性溶液中溶解和在酸性溶液中沉淀析出的特性，据此可以采用酸化的方法，能使黑液中木质素的含量大幅度下降。而后可用絮凝的方法进一步降低黑液中SS和COD含量。通过以上的物化处理，为进行好氧生物降解创造条件。好氧处理后的出水，SS含量较高，COD还不能达标，最后可采用灰滤进行后期处理。

2 实验部分

2.1 物料 黑液：取自天津市某造纸厂。该厂主要采用减法（NaOH、Na2SO3），加稻草制浆，废水主要指标：PH: 6-7，SS:1012mg/l，色度：1280倍，CODCr：8180mg/l，BOD5：5000mg/l炉渣：取自天津市某厂锅炉房燃烧后外排炉渣。活性污泥：取自天津市纪庄子污水处理厂曝气池回流污泥。

2.2 仪器设备 ①酸化装置：玻璃棒、2000ml烧杯②絮凝装置：玻璃棒、2000ml烧杯③过滤装置：小型微孔过滤罐（又称PE罐），材质为聚乙烯。水从下端进入，通过压力作用水被挤入管内，从上端流出，水从杂质被滤在管外，用后通过反冲进行清洗。④好氧装置：一支Ф75mm，长1m的柱状玻璃管，一个小型泵。管内为泥水混合液，下端通入空气，四个取样口可定时采样进行鉴测。⑤灰滤装置：下端有口的玻璃瓶。内装煤渣，废水从上端缓慢注入，经煤渣过滤后，从下端出口流出。

2.3 实验方法 ①酸化过滤处理。取大型烧杯，加入黑液，用盐酸调整溶液PH值至2.5，并用玻璃棒不断搅拌，待有絮状体产生，静置5分钟，用微孔过滤罐过滤，分析出水质，其出水为Ⅰ号处理水。②絮凝过滤处理。取大型烧杯，加Ⅰ号处理水，用NaOH调整溶液至中性，以0.2kg/t废水的标准加入絮凝剂聚合硫酸铁，并不断搅拌，待形成矾花绒状体后，静置5分钟，用微孔过滤罐进行过滤，分析水质，其出水为Ⅱ号处理水。③好氧处理。向驯化好的活性污泥中注入蒸馏水，空曝30分钟后将水放出，然后按泥水比1：4（体积比）注入Ⅱ号处理水，同时按COD:N:P=200:5:1的比例加入营养物，如脲素，磷酸二氢钾等。从曝气6小时开始每隔2小时采样，直至12小时，分析出水水质，其出水为Ⅲ号处理水。④灰滤处理。先用蒸馏水，冲洗几遍炉渣，然后将Ⅲ号处理水注入灰滤装置中进行吸附过滤，分析出水水质。

3 结果与讨论

3.1 综合处理效果，如表1

由表1看出，黑液通过此工艺的处理，SS和色度均已达标，COD也接近排放标准，取得了满意的效果。

3.2 处理程序 ①絮凝剂的选择。在实验室中，我们选择了以下五种絮凝剂进行比较：聚合硫酸铁 、酸式氯化铝、碱式氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝。通过定性分析，在中性条件下，对酸化液絮凝效果最后的为聚合硫酸铁。②PE罐的应用。在本工艺中，PE罐的使用起了泥水分离的作用，使出水色度和SS的值有了明显的降低。③滤泥的处理。絮凝过滤后，留在罐内的物质可作为燃料，经风干后随煤进行燃烧。④好氧活性污泥的培养及驯化。好氧活性污泥先需用淘米水等营养液进行培养，经过5～10天的培养后，可注入黑液进行驯化，但要循序渐进，逐渐增量，并连续进行SVI的测定和显微镜镜检。当SVI达到20%～30%时，且污泥镜检出现大量原生动物（如变形虫、钟虫等）。表明活性污泥已驯化良好，此时污泥应为棕褐色，且颗粒较大，沉降迅速，可以用于好氧处理。⑤好氧处理前的空曝，是为了降低好氧处理对废水色度的影响。好氧处理，COD去除率能达到70%，为整个处理过程的关键步骤，若使进水浓度进一步降低为COD≤2000mg/l以下或增加曝气时间，均能提高去除率，出水有望达标。⑥灰滤的处理效果十分显著，尤其是出水的色度和SS均以达标，COD也接近排放标准。虽然随着炉渣使用时间的增加，处理效果会有所下降，但是炉渣的来源充足，更换简便，此步仍然是可行的和必要的。

4 结语

酸化处理制浆黑液可以去除大部分木质素，从而降低黑液的COD和SS，酸化处理过程的最佳PH值为2.5。絮凝处理可进一步降低COD，使其达到好氧进水的要求。在中性条件下，最佳絮凝剂为聚合硫酸铁，最佳使用量为0.2千克/吨废水。综合整个工艺过程具备了工艺、设备简单、资金投入省，处理效果理想的特点，为造纸黑液处理工程提供了科学依据。

参考文献:

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[2]汪德山.水处理技术.1986.12（12）：100.

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