Очистка сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности
Концепция очистки сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности
Целлюлозно-бумажная промышленность является одним из крупнейших потребителей воды в промышленных секторах, производя значительные объемы сточных вод в ходе процессов варки, отбеливания и изготовления бумаги. Сточные воды содержат высокие уровни органических веществ, химических веществ, используемых при переработке (например, лигнин, хлорированные соединения и красители), и питательных веществ. Основной целью очистки сточных вод в этой отрасли является удаление загрязняющих веществ, таких как органические материалы, взвешенные твердые вещества и токсичные химические вещества, чтобы обеспечить соответствие сбрасываемой воды экологическим стандартам, что позволяет перерабатывать и повторно использовать очищенную воду в процессе.
1Особенности очистки сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности
1. Высокая органическая нагрузка. Сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности богаты органическими материалами, такими как древесные волокна, целлюлоза и лигнин, которые способствуют высокому уровню химической потребности в кислороде (ХПК) и биохимической потребности в кислороде (БПК).
2. Наличие токсичных и неподатливых соединений. Хлорорганические соединения, фенольные соединения и смоляные кислоты, образующиеся в процессах варки целлюлозы и отбеливания, часто встречаются в сточных водах. Эти соединения часто токсичны, не поддаются биологическому разложению и требуют специальной обработки для удаления.
3. Высокое содержание взвешенных веществ. Сточные воды часто содержат значительное количество взвешенных твердых веществ, включая целлюлозные волокна и другие твердые частицы, которые необходимо удалять, чтобы предотвратить засорение и повреждение последующих процессов очистки.
4. Проблемы цвета и запаха. Присутствие лигнина и красителей может привести к окрашиванию сточных вод, что эстетически нежелательно и вредно для окружающей среды. Также распространены сильные запахи серосодержащих соединений (особенно крафт-целлюлозы).
5. Питательные вещества: Сточные воды могут содержать азот и фосфор, особенно в сточных водах химической целлюлозы, что может способствовать загрязнению биогенными веществами принимающих водоемов.
6. Неустойчивый расход и состав. В зависимости от стадии процесса (например, варка целлюлозы или отбеливание) характеристики сточных вод могут значительно различаться с точки зрения расхода, pH, температуры и концентрации загрязняющих веществ.
Характеристика процесса очистки сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности
1. Первичная очистка. Первый этап очистки обычно включает механическое разделение для удаления взвешенных твердых частиц посредством просеивания, осаждения или флотации. Крупные волокна, мусор и твердые частицы удаляются, что снижает нагрузку на последующие процессы.
2. Вторичная очистка (биологическая очистка). На этом этапе основное внимание уделяется биологическому разложению органических веществ. Системы активного ила или процессы MBBR обычно используются для снижения уровней БПК и ХПК. В частности, в процессе MBBR биопленка на носителе используется для усиления микробного разложения сложных органических соединений, содержащихся в сточных водах целлюлозно-бумажной промышленности. Анаэробная обработка также может использоваться для расщепления органических веществ и снижения энергопотребления, особенно в сточных водах с высокой концентрацией.
3. Третичная очистка: для удаления стойких соединений, цвета и любых оставшихся загрязнителей используются передовые методы очистки, такие как коагуляция-флокуляция, озонирование или фильтрация с активированным углем. Мембранная фильтрация или усовершенствованные процессы окисления (АОП) могут применяться для удаления микрозагрязнителей или повышения прозрачности и качества воды для повторного использования.
4. Обработка осадка. В промышленности образуется большое количество осадка из-за высокой концентрации твердых и органических веществ в сточных водах. Осадок должен быть обезвожен и обработан перед безопасным удалением или повторным использованием (например, при рекуперации энергии).
Особые требования к средам MBBR при использовании в биологических аэрационных резервуарах для очистки сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности
1. Большая площадь поверхности для роста биопленок. Учитывая высокую органическую нагрузку в сточных водах целлюлозно-бумажной промышленности, среда MBBR должна обеспечивать большую площадь поверхности для роста микробной биопленки. Это позволяет эффективно разлагать сложные органические вещества, такие как лигнин и целлюлоза.
2. Устойчивость к загрязнению и волокнам. Сточные воды содержат волокна и взвешенные твердые вещества, которые могут вызвать загрязнение носителя MBBR. Конструкция носителя должна предотвращать засорение волокнами и обеспечивать стабильную работу без частого обслуживания или очистки.
3. Толерантность к высоким органическим нагрузкам. Биопленка на носителе MBBR должна быть способна выдерживать высокие концентрации органических соединений, не разрушаясь. Среды должны способствовать росту микроорганизмов, которые могут разлагать как легко биоразлагаемые, так и более стойкие соединения, такие как лигнин и хлорированные органические вещества.
4. Долговечность в суровых условиях. Среда MBBR должна быть химически стабильной и долговечной в различных условиях сточных вод, включая колебания pH, температуры и концентрации загрязняющих веществ. Среда должна быть устойчивой к коррозии в кислых или щелочных условиях.
5. Эффективная передача кислорода. Перенос кислорода имеет решающее значение в биологических аэротенках, особенно в процессах аэробного разложения. Среда MBBR должна способствовать хорошему перемешиванию и обеспечивать равномерное распределение кислорода по всей биопленке, чтобы поддерживать аэробные микроорганизмы в расщеплении загрязняющих веществ.
6. Поддержка анаэробной и аэробной очистки. В некоторых случаях при очистке сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности используются как аэробная, так и анаэробная обработка. Средам MBBR может потребоваться поддержка различных микробных сообществ в зависимости от стадии лечения, поэтому важна адаптивность среды.
Заключение
Целлюлозно-бумажная промышленность производит большие объемы сточных вод с высоким содержанием органических веществ, взвешенных веществ и стойких химикатов, которые требуют эффективной очистки для минимизации воздействия на окружающую среду. Процесс очистки обычно включает первичные, вторичные (биологические) и третичные методы удаления загрязняющих веществ, снижения ХПК и БПК, а также решения проблем цвета и запаха. Технология MBBR хорошо подходит для биологической очистки в этой отрасли благодаря ее способности справляться с высокими нагрузками органических веществ и сложных соединений. Однако успех систем MBBR в очистке сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности зависит от характеристик используемых сред. Среды MBBR должны обеспечивать большую площадь поверхности для роста биопленки, противостоять загрязнению, выдерживать суровые условия сточных вод и поддерживать эффективный перенос кислорода. Выбрав подходящую среду MBBR, промышленность может добиться эффективной очистки сточных вод, гарантируя соблюдение экологических норм и обеспечивая рециркуляцию и повторное использование воды на предприятии.