论文部分内容阅读
一、前言
粘胶纤维生产过程中需要大量的化工原料,会产生大量的废水,这些废水含有硫酸、硫酸锌、二硫化碳、纤维素、溶解性有机物、悬浮物等,均对生态环境产生很大的危害,是纺织工业的主要污染源之一。
粘胶纤维是利用含有天然纤维素的高分子材料木浆、棉浆等,经过化学与机械方法加工而成的化学纤维。粘胶纤维是化纤中与天然纤维服装性能最为接近的品种,具有手感柔软、吸湿透气、垂悬飘逸、染色鲜艳、抗静电较易于纺织加工等特点,是源于天然而优于天然的再生纤维素纤维,是纺织工业原料的重要材料之一。目前,我国目前有粘胶纤维企业约40家,除生产普通粘胶纤维(长丝、短纤维)和强力丝外,高湿模量类纤维及特种性能的粘胶纤维也有生产。
二、粘胶黑液处理方法与现状
由于黑液含碱量高,通常首先是对其单独处理回收废碱,可使浆厂的总排污负荷减少80%-85%,同时回收黑液中有机物燃烧产生的热能及黑液中所含化学物质。
目前,国外大部分制浆厂的碱回收仍是传统的燃烧法,即将黑液蒸发浓缩后送入碱回收炉燃烧,将其中的无机物以碳酸钠和硫化钠的形式回收,制备成水溶液,澄清后加石灰苛化使碳酸钠变成氢氧化钠,分离出碳酸钙沉淀物,得到由氢氧化钠与硫化钠混合而成的蒸煮药液,从而回收碱液。利用碱回收过程有机物燃烧放出的热量产生蒸汽,供汽轮机发电及制浆工艺过程使用。
据调查,传统的碱回收方法在我国却未被使用,其原因为:(1)碱回收装置价格昂贵,很多中小型企业无力购买;(2)由于我国粘胶生产采用棉籽壳等的棉短绒制成浆粕,同木浆粕相比具有有机物含量少、热值低的特点,须同油混合后才能燃烧,碱回收装置运行成本高,回收废碱、燃烧热能产生的效益无法同碱回收装置运行投入相比。因此,大部分厂家黑液处理仅小部分回用,大部分是稀释排放,既严重污染环境,又浪费重要的化工烧碱资源。丹东化纤工业公司目前日产粘胶纤维750吨,该公司于1987年建成投产了一套粘胶纤维生产废水处理系统,该系统采用了曝气吹脱除硫化物、石灰乳中和除锌、活性污泥法去除有机物的物化及生化两级处理工艺,处理效果良好。该公司污水日平均排放量为18000m3,最大日排放量为25000m3,污水处理系统设计处理能力为25000m3/d。设计进水水质为COD≤350mg/l,BOD5≤150mg/l,Zn2+≤40mg/l,S2+≤6.7mg/l,SO42-≤107mg/l,SS≤50mg/l,pH=2.5。
三、轻度污染水的来源及水质
粘胶纤维生产中产生的轻度污染水主要包括加工工段淋洗水、压洗水及内、外精密排水,脱硫过滤、水洗过滤反洗水,这些废水的原水均为软化水;浆粕生产过程的轻度污染水主要包括漂前精选、漂机、白水回收池溢流、抄浆网坑溢流、洗毯、漂后斜管沉淀回收外排水及打浆排水。轻度污染水可分不含打浆排水及打浆排水。轻度污染水可分不含打浆排水与含有打浆排水两种,轻度污染水的处理工艺及效果:
(1)不含打浆水的轻度污染水
粘胶纤维轻度污染水具有水量大,各类有害物质浓度低的特点,除COD、SS偏高,其它指标均合格。而导致轻度污染水COD偏高的主要原因是水中大量不溶性细小悬浮物。因此,只要能有效地去除水中的SS,就可达到降低COD的目的,故采用水处理上较常见的过滤处理工艺。
轻度污染水经均质池沉淀混合后,用泵打入过滤器进行过滤。过滤器的反洗水可用过滤后的出水,反洗水和沉淀物再进行污泥脱水。轻度污染水经处理后完全符合纺丝用水的需要,可全部回用于纺丝车间,产生了良好的环境效益和经济效益。
(2)含打浆水的轻度污染水
含浆粕打浆水的轻度污染水除水量增大外,其中各污染物的含量稍高一些,主要是污水中的COD、SS有所升高,且打浆污水中的COD是由棉浆中残留的黑液带来,因此,通过简单的过滤并不能达到有效去除污染物的目的,鉴于上述水质特点,选择CASS工艺对其进行处理,处理工艺流程见图7
采用CASS工艺方式,在预反应区内,进行高负荷生物吸附过程,随后在主反应区经历低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水为一体,微生物处于好氧-缺氧-厌氧周期性变化之中,有较好的脱氮、除磷功能。含打浆水的轻度污染水连续经过CASS反应池,在此近90%的有机物被去除,产生的剩余污泥由潜水泵定期排入污泥池。反应池运行所需氧由离心风机供给。
含打浆水的轻度污染水经过CASS工艺处理后,出水水质优良,经消毒工艺处理后,可全部回用,不影响产品质量。
对粘胶纤维黑液,丹东化纤厂采用真空抽滤去除细小纤维,然后将含大量半纤维素的废碱液通过由氯化镁溶液浸渍后的布袋式透析膜,截留分子量较大的有机物杂质,将通过透析膜的含碱清液回用于生产;唐山三友化纤集团采用透析机回收粘胶废碱液,并采用丙纶代替布作为氯化镁透析膜,处长了透析膜的使用寿命;丹东化纤厂研究了超滤法回收压榨碱液废碱,发现采用聚砜膜可有效地分离碱与有机物,而且能有效截留废碱液中半纤维素等有机物;安徽省宿州市化纤总厂采用酸析气浮+A/O法+混凝工艺处理棉浆黑液,出水水质达到排放标准,并且处理效果稳定;同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室采用两相厌氧、间歇式活性污泥法和物化处理组合工艺处理浆粕废水,取得了较好的效果。
粘胶纤维生产过程中需要大量的化工原料,会产生大量的废水,这些废水含有硫酸、硫酸锌、二硫化碳、纤维素、溶解性有机物、悬浮物等,均对生态环境产生很大的危害,是纺织工业的主要污染源之一。
粘胶纤维是利用含有天然纤维素的高分子材料木浆、棉浆等,经过化学与机械方法加工而成的化学纤维。粘胶纤维是化纤中与天然纤维服装性能最为接近的品种,具有手感柔软、吸湿透气、垂悬飘逸、染色鲜艳、抗静电较易于纺织加工等特点,是源于天然而优于天然的再生纤维素纤维,是纺织工业原料的重要材料之一。目前,我国目前有粘胶纤维企业约40家,除生产普通粘胶纤维(长丝、短纤维)和强力丝外,高湿模量类纤维及特种性能的粘胶纤维也有生产。
二、粘胶黑液处理方法与现状
由于黑液含碱量高,通常首先是对其单独处理回收废碱,可使浆厂的总排污负荷减少80%-85%,同时回收黑液中有机物燃烧产生的热能及黑液中所含化学物质。
目前,国外大部分制浆厂的碱回收仍是传统的燃烧法,即将黑液蒸发浓缩后送入碱回收炉燃烧,将其中的无机物以碳酸钠和硫化钠的形式回收,制备成水溶液,澄清后加石灰苛化使碳酸钠变成氢氧化钠,分离出碳酸钙沉淀物,得到由氢氧化钠与硫化钠混合而成的蒸煮药液,从而回收碱液。利用碱回收过程有机物燃烧放出的热量产生蒸汽,供汽轮机发电及制浆工艺过程使用。
据调查,传统的碱回收方法在我国却未被使用,其原因为:(1)碱回收装置价格昂贵,很多中小型企业无力购买;(2)由于我国粘胶生产采用棉籽壳等的棉短绒制成浆粕,同木浆粕相比具有有机物含量少、热值低的特点,须同油混合后才能燃烧,碱回收装置运行成本高,回收废碱、燃烧热能产生的效益无法同碱回收装置运行投入相比。因此,大部分厂家黑液处理仅小部分回用,大部分是稀释排放,既严重污染环境,又浪费重要的化工烧碱资源。丹东化纤工业公司目前日产粘胶纤维750吨,该公司于1987年建成投产了一套粘胶纤维生产废水处理系统,该系统采用了曝气吹脱除硫化物、石灰乳中和除锌、活性污泥法去除有机物的物化及生化两级处理工艺,处理效果良好。该公司污水日平均排放量为18000m3,最大日排放量为25000m3,污水处理系统设计处理能力为25000m3/d。设计进水水质为COD≤350mg/l,BOD5≤150mg/l,Zn2+≤40mg/l,S2+≤6.7mg/l,SO42-≤107mg/l,SS≤50mg/l,pH=2.5。
三、轻度污染水的来源及水质
粘胶纤维生产中产生的轻度污染水主要包括加工工段淋洗水、压洗水及内、外精密排水,脱硫过滤、水洗过滤反洗水,这些废水的原水均为软化水;浆粕生产过程的轻度污染水主要包括漂前精选、漂机、白水回收池溢流、抄浆网坑溢流、洗毯、漂后斜管沉淀回收外排水及打浆排水。轻度污染水可分不含打浆排水及打浆排水。轻度污染水可分不含打浆排水与含有打浆排水两种,轻度污染水的处理工艺及效果:
(1)不含打浆水的轻度污染水
粘胶纤维轻度污染水具有水量大,各类有害物质浓度低的特点,除COD、SS偏高,其它指标均合格。而导致轻度污染水COD偏高的主要原因是水中大量不溶性细小悬浮物。因此,只要能有效地去除水中的SS,就可达到降低COD的目的,故采用水处理上较常见的过滤处理工艺。
轻度污染水经均质池沉淀混合后,用泵打入过滤器进行过滤。过滤器的反洗水可用过滤后的出水,反洗水和沉淀物再进行污泥脱水。轻度污染水经处理后完全符合纺丝用水的需要,可全部回用于纺丝车间,产生了良好的环境效益和经济效益。
(2)含打浆水的轻度污染水
含浆粕打浆水的轻度污染水除水量增大外,其中各污染物的含量稍高一些,主要是污水中的COD、SS有所升高,且打浆污水中的COD是由棉浆中残留的黑液带来,因此,通过简单的过滤并不能达到有效去除污染物的目的,鉴于上述水质特点,选择CASS工艺对其进行处理,处理工艺流程见图7
采用CASS工艺方式,在预反应区内,进行高负荷生物吸附过程,随后在主反应区经历低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水为一体,微生物处于好氧-缺氧-厌氧周期性变化之中,有较好的脱氮、除磷功能。含打浆水的轻度污染水连续经过CASS反应池,在此近90%的有机物被去除,产生的剩余污泥由潜水泵定期排入污泥池。反应池运行所需氧由离心风机供给。
含打浆水的轻度污染水经过CASS工艺处理后,出水水质优良,经消毒工艺处理后,可全部回用,不影响产品质量。
对粘胶纤维黑液,丹东化纤厂采用真空抽滤去除细小纤维,然后将含大量半纤维素的废碱液通过由氯化镁溶液浸渍后的布袋式透析膜,截留分子量较大的有机物杂质,将通过透析膜的含碱清液回用于生产;唐山三友化纤集团采用透析机回收粘胶废碱液,并采用丙纶代替布作为氯化镁透析膜,处长了透析膜的使用寿命;丹东化纤厂研究了超滤法回收压榨碱液废碱,发现采用聚砜膜可有效地分离碱与有机物,而且能有效截留废碱液中半纤维素等有机物;安徽省宿州市化纤总厂采用酸析气浮+A/O法+混凝工艺处理棉浆黑液,出水水质达到排放标准,并且处理效果稳定;同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室采用两相厌氧、间歇式活性污泥法和物化处理组合工艺处理浆粕废水,取得了较好的效果。