污水处理技术工艺

化学原理在造纸废水处理中的应用

发布日期:2019-10-10 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

造纸工业的废水大量排放,成分复杂,特别是含有大量难以降解的有机物,如木质素、半纤维素和单糖。它容易受到严重的环境污染,是一种高浓度的有机废水,很难处理。生物降解差,毒性高,气味重,有泡沫。[1]

废水处理方法一般分为以下三种方法:物化处理法、化学处理法和生物处理法。本文主要探讨化学原理在造纸废水治理中的应用,包括絮凝、氧化还原等。

1 絮凝法

通过添加絮凝剂来形成的水的废水或胶体悬浮颗粒凝聚絮凝物,将分离的絮状物以去除污染物和污水和废水净化絮凝过程。絮凝过程具有高的色度和浊度的去除,是一种经济的,实用的,简单和有效的污水处理技术,广泛用于造纸工业废水处理。我们探索处理造纸废水,如何选择絮凝剂是非常重要的絮凝法。

1.1 无机絮凝剂

无机絮凝剂包括传统的无机絮凝剂和无机高分子絮凝剂。传统的无机絮凝剂主要是指硫酸铝、氯化铁等分子量很低的化合物。其机理是在静电力的作用下,金属阳离子与带负电的胶体结合,使胶体表面的部分电荷中和,并压缩胶体表面的扩散层,因为范德华力沉淀下来;无机高分子絮凝剂作用于传统的铁盐。进一步研究聚合氯化铝(pac)、聚磷酸铝(pap)等铝盐絮凝剂,提高了絮凝能力和絮凝效果,且价格低廉。刘晓红、颜凯琪等研制出聚铁硅酸铝(pafsc)絮凝剂,可用于造纸废水的处理,絮凝效果良好[2]。

1.2 有机絮凝剂

有机絮凝剂通过许多链节按照顺序链节成线性分子,链节与链节之间通过共价键连接在一起。有机絮凝剂有两种,一类为合成高分子,一类为天然改性高分子。合成有机高分子絮凝剂有聚丙烯酰胺(PAM)等,它利用吸附桥接原理,可以很好的去除色度和浊度;天然改性的有机聚合物絮凝剂包括淀粉衍生物,纤维素衍生物等,并且絮凝剂中含有大量活性集团如 OH-等,性能较高,价格低且易生物降解,避免了二次污染。刘军海等人把玉米淀粉和丙烯酰胺做为原料,制成淀粉接枝丙烯酰胺聚合物 (S-g-PAM) 高分子絮凝剂,把制成的絮凝剂用来处理造纸废水,具有良好的处理效果 [3]。

微生物絮凝剂也是一种天然有机高分子絮凝剂,在造纸废水的处理中具有高效、可生物降解和安全的特点。微生物絮凝剂的作用机理如下。一种是桥联和桥联的机制,它被认为是氢键和离子键与悬浮固体结合在一起,形成更紧密的浮子沉淀和分离。二是电中和机理,当带正电荷的微生物絮凝剂接近带负电荷的胶体颗粒,且胶体不稳定时,产生正负电荷抵消,并通过两者之间的自由碰撞和分子间作用力,最终形成一个整体。最后,沉淀被分离。对废水、COD、SS和色度的去除率分别为39%、87%和71%。

由于不同的纸材,造纸废水组分是复杂,所以在选择絮凝剂当根据在水质的具体情况进行分析。的实际处理中,单个絮凝剂有一定的局限性,絮凝剂水净化能力,可以进一步提高,在造纸废水处理被广泛使用。

2 氧化还原法

造纸废水的主要化学原理是氧化还原。污染物在处理过程中被氧化或还原,有机物被分解为无害物质,并对污水进行处理。造纸废水处理常用的方法有超临界水氧化法、湿式氧化法和电化学法。

2.1 超临界水氧化法

当水处于超临界状态时,其基本性质会发生很大的变化,然后表现出类似于非极性有机化合物的性质。此时,水可以与有机物、氧气等物质混溶,有机物可以在充足的氧气中反应。..最后,有机物被氧化为n2、h2o、co2等无害物质。因此,超临界水氧化技术具有高效、快速分解有机物的优点,在经济上是合理的,对环境也是有益的。

该技术在欧洲、美国、日本等发达国家取得了良好的研究成果,已应用于造纸废水处理,我国仍处于试点阶段。

Daihang下通过超临界水反应体系中,几乎百分之百TOC除去某些条件等,超临界水氧化已造纸厂废水的处理证明是非常良好的结果[5]。

2.2 湿式空气氧化法

湿式氧化(WAO)是一种废水处理方法。高温高压氧化处理的液态水中存在悬浮或溶解的有机物。在高温和高压下,空气或氧气用作氧化剂,以将有机物质氧化成水蒸气和液相中的二氧化碳,以除去有机物。wao是由f.j.zimmermann llu于1944年提出的。

然而,由于投资和运营成本高,反应条件苛刻,大规模推广仍有一定的局限性。

2.3 电化学法

电化学方法以可溶性金属为电极,以电化学原理为基础。通电后,可溶性金属电极在水中产生金属离子的水解和聚合,形成一系列水解产物,起到缩合作用,通过氧化还原反应,破坏有机物的结构,去除生物毒性。废水的电化学处理具有体积小、占地面积小、操作灵活等功能,但需要大量的电能和较高的成本。

当使用相关峰值等电化学组合工艺的研究结果表明,COD,颜色,氨达到废水排放[6]。

3 总结

化学法在造纸废水处理中起着重要作用,但造纸废水的组成更为复杂,处理难度较大。单用一种方法很难达到理想的治疗效果。这就要求化学法、物理法和生物法相结合,在实际造纸废水处理过程中,充分考虑各种处理方法的优缺点。根据具体生产情况,选择最佳处理方案,达到实用性和经济性的统一。

化学原理在造纸废水处理中的应用

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