造紙黑液處理技術(shù)研究范文

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《遼寧化工雜志》2015年第三期

1化學(xué)法

1.1超臨界水氧化法超臨界水氧化法是利用水在臨界狀態(tài)（溫度為373.15℃，壓力為22.1MPa）時所具有的非同常態(tài)水的特性（可與非極性物質(zhì)，有機(jī)物及氧氣、二氧化碳等氣體任意比互溶，而對無機(jī)物的溶解性相對于有機(jī)物來說很低）。利用超臨界水氧化法可將有機(jī)物深度徹底氧化，達(dá)到處理污染物的目的。董磊[4]等采用超臨界水氧化法，對COD值為175000mg·L-1的黑液進(jìn)行處理，在實驗條件下，60s后COD去除率可達(dá)99.9%，色度去除率達(dá)99.5%。可見，超臨界水氧化法對高色度、高COD有機(jī)廢水的處理效果很好。

1.2酸析法造紙黑液含有大量的木質(zhì)素，酸析法一般都用無機(jī)酸使黑液pH值降到5.0以下，從而使木質(zhì)素析出，達(dá)到降低COD及色度的目的。單一的酸析法通常只作為前處理，后續(xù)還應(yīng)進(jìn)行深度處理才能使黑液中有機(jī)物完全去除。而目前通常將酸析法和絮凝劑（聚合氧化鋁、聚二甲基丙烯基氯化銨、陽離子型聚丙烯酰胺、陰離子型聚丙烯酰胺等）聯(lián)合使用，可大大簡化處理過程，并且處理的黑液可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

1.3半導(dǎo)體光催化氧化法半導(dǎo)體光催化氧化法是利用CdS、ZnO、TiO2等半導(dǎo)體材料在波長為254~400nm的紫外光照射下，發(fā)生電子躍遷，形成電子/空穴對。利用半導(dǎo)體表面空穴吸附水分子及氫氧根離子產(chǎn)生具有強氧化能力的·OH，將吸附于顆粒表面的有機(jī)物氧化，從而達(dá)到去除污染物的目的。最初的半導(dǎo)體光催化氧化法通常只利用一種半導(dǎo)體材料進(jìn)行光催化反應(yīng)，隨著研究的深入，兩種或多種半導(dǎo)體符合、金屬離子摻雜改性、非金屬改性、光敏化等多種改性方法已經(jīng)在光催化氧化法中得以廣泛研究并應(yīng)用，使得光催化氧化法對造紙黑液的處理效果也越來越顯著。但是可見光利用率、負(fù)載技術(shù)、反應(yīng)器的設(shè)計等方面仍存在問題，使得光催化氧化技術(shù)在造紙黑液處理領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。

1.4絮凝沉淀法絮凝沉淀法是在造紙黑液中加入絮凝沉淀劑，通過分子間作用，生成沉淀，達(dá)到去除黑液中的污染物的目的。常用于處理造紙黑液的絮凝劑有：聚合氧化鋁、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺、聚合硫酸鐵等。潘永江[5]等利用四種混凝劑復(fù)配處理造紙黑液，發(fā)現(xiàn)pH=6.0時，硫酸鐵：硫酸鋁：聚氯化鋁鐵：硫酸鋁鉀=1:0.4:1.4:1.4（體積比），采用復(fù)配的混凝劑可使造紙黑液的COD和色度去除率可達(dá)到97%以上，并且pH值將明顯影響混凝劑對黑液的處理效果。

1.5堿回收法堿回收法是一項成熟的技術(shù)，在大型造紙廠尤其在國外應(yīng)用較多。該法將黑液蒸發(fā)、燃燒，使黑液中有機(jī)物的鈉鹽轉(zhuǎn)變成碳酸鈉，將其溶解后再用石灰苛化制得白液，最后回到蒸煮工段循環(huán)使用。但是在回收堿的同時，會產(chǎn)生白泥從而帶來二次污染。因此國內(nèi)外專家對堿回收法進(jìn)行研究，將膜分離技術(shù)及燃燒法等引入堿回收法處理黑液工序中，從而降低處理成本及對設(shè)備的要求，使堿回收法仍然成為當(dāng)前造紙廠處理黑液的主要方法。

2物理法

物理法處理造紙黑液廢水常用的是吸附法、膜分離等。

2.1吸附法吸附法是處理造紙黑液較為有效的物理方法之一。常用的吸附劑為活性炭、樹脂、天然礦物等多孔物質(zhì)。周平[6]等利用新疆尉犁且干布拉客天然蛭石尾礦處理造紙黑液，效果明顯，適用于中小型造紙企業(yè)廢水處理。

2.2膜分離法膜分離法是利用膜的選擇透過性能將離子或分子或某些微粒從水中分離出來。常用于處理造紙黑液的膜有無機(jī)和有機(jī)膜兩大類。無機(jī)膜機(jī)械強度高、耐有機(jī)溶劑和化學(xué)試劑、耐高溫、性能穩(wěn)定、可重復(fù)使用，適用于條件苛刻的黑液處理工廠，但是制備無機(jī)膜的材料較少。而有機(jī)膜制備材料種類繁多、價格低廉、操作簡單，但是有機(jī)膜易受污染，操作條件受限，因此只有解決了無機(jī)膜和有機(jī)膜存在的弊端才能使膜分離法處理造紙黑液實現(xiàn)工業(yè)化。

3生物法

生物法是污水治理領(lǐng)域較為有效的方法之一。此法處理成本低、操作簡單、處理效果相對較好，在造紙黑液的處理中也頗受歡迎。王宇[7]等通過從黑液污泥中分離提純霉、菌，其對黑液降堿非常有效，并且發(fā)現(xiàn)經(jīng)厭氧好氧處理后，黑液的COD總?cè)コ士蛇_(dá)93%以上，同時處理過程中還可對木質(zhì)素和纖維素進(jìn)行回用，有一定的經(jīng)濟(jì)實用價值。此外，將生物處理與其他處理相結(jié)合的處理效果也很好，如厭氧、絮凝、好氧相結(jié)合處理后黑液的COD和BOD去除率均可達(dá)到90%以上，臭氧與活性污泥相結(jié)合處理后黑液的COD和BOD去除率均將達(dá)到97%，物理化學(xué)方法與生物法相結(jié)合處理后黑液的COD和BOD去除率均達(dá)到97%~99%。但生物法也存在培養(yǎng)周期長，環(huán)境適應(yīng)性差的缺點。

4結(jié)語

造紙黑液是較難處理的有機(jī)廢水，雖然處理方法很多，并且每種方法都得到了深入研究，但是要想尋求一種操作方便、工藝簡單、無二次污染、成本低廉的方法還是有一定困難，如何將各種方法有效結(jié)合到一起，并且將處理過程中的廢棄物變廢為寶，都是造紙黑液處理領(lǐng)域要急于解決的問題。

作者：付丹單位：遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系