造紙行業(yè)是一個對環(huán)境污染較重的行業(yè),制漿造紙生產(chǎn)工藝耗水量大,同時排放大量廢水到附近水域,嚴(yán)重污染周圍環(huán)境,屬難處理的工業(yè)廢水之一。蒸煮廢液是企業(yè)形成污染負(fù)荷的主要來源,是企業(yè)治污的重點(diǎn)。其中造紙廢水處理與廢液資源化利用是解決整個造紙行業(yè)污染的關(guān)鍵。當(dāng)今國家經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,環(huán)境保護(hù)的力度在不斷加大,對重污染行業(yè)如制漿造紙、印染、電鍍等嚴(yán)格實(shí)行總量控制政策,國家環(huán)保政策提倡清潔生產(chǎn)工藝和循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策。
膜分離系統(tǒng)作為一個典型的化工操作單元,以設(shè)備投資省,占地面積小,運(yùn)行維護(hù)方便,操作環(huán)境好,能耗低,處理效益高等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于生活飲用水凈化、電子行業(yè)超純水生產(chǎn),化工、電力、紡織、冶金等行業(yè)廢水回用工程,在水處理領(lǐng)域占有十分重要的地位。
隨著膜制備技術(shù)的飛速發(fā)展,以及膜應(yīng)用技術(shù)在各行業(yè)應(yīng)用的不斷深入,制漿造紙廢水的回用技術(shù)已日趨成熟。
1.膜和膜分離過程的特征
膜分離過程是一門新興的多學(xué)科交叉的高新技術(shù),膜的材料涉及高分子化學(xué)和無機(jī)化學(xué),膜的制備、分離特征、傳遞過程涉及流體力學(xué)、熱力學(xué)、化工動力學(xué),過程的設(shè)計主要屬于化學(xué)工程研究范疇。膜分離技術(shù)的應(yīng)用涉及到各個行業(yè),應(yīng)用范圍廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大。膜分離技術(shù)具有分離高效,節(jié)能,無二次污染,操作方便,占地面積小等優(yōu)點(diǎn),是其他任何化工分離技術(shù)無法替代的,被公認(rèn)為21世紀(jì)最有發(fā)展前途的十大高新技術(shù)之一。
2.膜分離技術(shù)在造紙行業(yè)中的應(yīng)用
造紙工業(yè)是一個耗水大戶,排放的廢水量很大,成分復(fù)雜,對環(huán)境的污染相當(dāng)嚴(yán)重。紙漿造紙工業(yè)因各個工藝產(chǎn)生的廢水成分不同,通常采用不同的處理方法。處理這些廢水的傳統(tǒng)方法是化學(xué)沉淀、活性污泥法、氣浮等。但是,經(jīng)這些方法處理的廢水往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn),特別是活性污泥法,由于夏季的高溫影響了活性污泥法處理的效率,而活性污泥廠消化處理造紙廢水中的芳香族化合物尤為困難。
以集成膜技術(shù)處理造紙廢水就是以篩分為機(jī)理按造紙廢水的特性分級分段或多級多段處理。集成膜過程是進(jìn)幾年來在膜分離技術(shù)的發(fā)展中的又一項新技術(shù),即:將幾種膜分離過程聯(lián)合起來,或?qū)⒛し蛛x與其它分離方法結(jié)合起來,將它們各自用在最適合的條件下,發(fā)揮其最大的效率。隨著集成膜分離技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,膜分離技術(shù)在造紙廢水領(lǐng)域中將發(fā)揮更大的作用。
近年來,以膜為分離介質(zhì)的超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)、電滲析(ED)等方法處理制漿造紙廢水,在國內(nèi)外都普遍地進(jìn)行了開發(fā)研究和工程應(yīng)用。制漿造紙廢水中許多有價值的化工產(chǎn)品,如木質(zhì)素、木質(zhì)素磺酸鹽、香蘭素等,在膜法處理中得以回收,凈化的水可回用于造紙過程,因而十多年來膜法處理廢水工廠在世界許多國家的造紙工業(yè)中陸續(xù)建立并投入使用。
3.膜法造紙廢水零排放流程
膜處理工藝作為一種全新的處理造紙廢水的中水回用工藝,為造紙廢水處理提供了綠色的解決方案,經(jīng)過物化生化處理的廢水輸送至連續(xù)式膜系統(tǒng),進(jìn)行分離。膜分離系統(tǒng)的透過液完全達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn),回到車間重復(fù)使用。
經(jīng)過膜集成工藝處理造紙廢水,可直接將回用水的水質(zhì)達(dá)到優(yōu)于生產(chǎn)用清水的指標(biāo),突破了傳統(tǒng)三級處理工藝只能達(dá)到生活雜用水的指標(biāo),為今后全行業(yè)的廢水回用提供借鑒。同時通過預(yù)氧化+生化的工藝解決了反滲透濃水達(dá)標(biāo)排放的難題,為造紙行業(yè)中水回用提供了整套的解決方案。與此同時,此工藝可有效提高污水回用率,節(jié)約清水資源,同時也避免了有害物質(zhì)的大量外排,對環(huán)境保護(hù)有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
4.社會經(jīng)濟(jì)性
一般制漿造紙廠都比較大,每天排放上萬噸廢水,排放的廢水嚴(yán)重的環(huán)境污染,同時大量的自來水使用,加劇水資源的短缺,所有這些都不符合清潔生產(chǎn)和制漿造紙業(yè)本身的可持續(xù)發(fā)展。而且,即使達(dá)標(biāo)排放,水資源本身沒得到充分利用就白白流失,這在缺水的地方更會加劇水資源短缺。再者達(dá)標(biāo)排放只是意味著各種污染物的含量不超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濃度,如果通過非法手段排到飲用水源,那將會帶來更加嚴(yán)重的后果。
5.小結(jié)
隨著國家推行的可持續(xù)發(fā)展及循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策,對于水資源的循環(huán)利用已是迫在眉睫的大事。膜分離方法作為一種廢水的深度處理方法,能有效處理制漿造紙廢水,保證其出水水質(zhì)穩(wěn)定,并可進(jìn)行深度回用。該方法的工藝成熟可行,采用該方法處理的制漿處理的造紙廢水已經(jīng)可以達(dá)到零排放,將為企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。