田永淑
河北理工学院 河北 唐山 063009 摘 要：应用浸没燃烧浮选木质素、絮凝除硅、软填料和灰渣过滤工艺过程对草浆造纸废水进行处理研究，确定了最佳工艺条件为：浮选木质素的pH值为3、絮凝沉降的pH值为9～10。各项指标均达到国家规定的排放标准。估算吨水成本为0.65元，技术经济可行。
关键词：造纸；草浆造纸；废水处理
中图分类号：X793
文献标识码：A
文章编号：1009-2455（2000）06-0034-02 A Study of Process for the Treatment of Waste Water from Paper Mills Using Straw Pulp as Raw Material
Tian Yong-shu Abstract：a process consisting of lignin floatation by submerged combustion，silicon removal by flocculation and filtration by soft filler and cinder was used for the treatment and study of the waste water from paper mills using straw pulp as raw material，with the following optimum process conditions determined?the pH value of floatation lignin was 3 and the pH value of flocculation sedimentation was 9～10. All indexes reached the state discharging standard.It is estimated that the cost for the treatment of one ton of the waste water is 0.65 yuan.This process is feasible both technically and economically.
Keywords：paper making；paper making from straw pulp；wastewater treatment 我国中小型造纸厂多采用碱法制浆技术，只用了原料中的纤维部分，其余约一半左右原料有机物被溶解成废水排掉。以稻、麦草为原料的中小型造纸厂所排废水包括：蒸煮黑液、打浆水（打浆机、精浆机排水）和纸机排水。纸机排水又称白水，一般循环利用不外排。蒸煮黑液和打浆水混合称为草浆废水外排。一般生产１t纸浆约排出15～20 m3草浆废水[1]，若不处理或处理不彻底，排入水体将破坏环境资源，造成严重的环境污染。草浆废水与以木材为原料的造纸厂所排木浆黑液与打浆水组成的木浆废水在物化性能上有所不同，草浆废水中硅及木质素含量高，粘度大，成分复杂，热值低。因此，以木浆废水回收碱的方法应用于草浆废水则不适宜。
本文以浸没燃烧浮选木质素、絮凝除硅、灰渣过滤脱色工艺处理草浆废水，各项指标均达到排放标准。 1 实验方法 1.1 废水来源及组成
实验废水取自唐山某造纸厂排出的草浆废水，该厂以稻草为原料碱法制浆造纸，年产纸浆近万吨。蒸煮黑液、打浆水及草浆废水组成分别见表1～表3。 表1 蒸黑液组成 | 浓度/Be | 有机物/（g.L-1) | 无机物/（g.L-1) | 二氧化硅/（g.L-1) | 有效碱/（g.L-1) | 木质素/（g.L-1) | | 7.0 | 73.8 | 34.6 | 6.03 | 1.67 | 28.13 | 表2 打浆水组成 | pH | 悬浮物/（mg.L-1) | S2-/(mg.L-1) | BOD/(mg.L-1) | COD/(mg.L-1) | | 8-9 | 1300-2700 | 250-550 | 200-320 | 750-1250 | 表3 草浆废水组成 | pH | SS/(mg.L-1) | COD/(mg.L-1) | S2-/(mg.L-1) | 酚/（mg.L-1) | CN-/(mg.L-1) | 色度/倍 | | 7.06 | 222.2 | 6100 | 0.073 | 0.365 | 0.065 | 7650 | 1.2 主要设备
主要实验设备有浸没燃烧浮选槽，吸收塔，循环槽，平流沉淀槽，软填料过滤柱，灰渣过滤槽等。
1.3 工艺流程
包括木质素絮凝浮选，絮凝除硅，除有机物、无机物，过滤吸附脱色等过程。工艺流程见图１。 
蒸煮黑液与打浆水送入废水池，混合后溢流进入循环槽，用泵打入吸收塔顶部与来自浮选剂发生器的气体进行循环吸收，部分循环吸收液进入浮选槽，在絮凝剂作用下浮选出木质素。吸收塔尾气经除沫器除去液沫由风机吸出外排。
1.3.1 木质素絮凝浮选
木质素的单体为苯基丙烷[2]，彼此以各种键连成大分子，在碱性条件键断裂，分子量下降，溶于水中，木质素不易沉降或浮选。在酸性条件下，随着pH值下降，胶体稳定性受到破坏，木质素分子聚合，分子量变大，经浮选而除去。
本实验采用浸没燃烧法产生浮选剂，加入自制的絮凝剂，在浮选槽内浮选出木质素。浮选剂为亚硫酸，其由自制的二氧化硫发生器产生SO2气体进入吸收塔，产生亚硫酸，从而调节草浆的pH值。
实验表明，木质素浮选分为三个阶段，pH值为12～8时为稳定阶段，木质素不析出；随着pH值的降低，木质素稳定性下降，当pH值为8～4.5时，木质素处于介稳阶段快速浮选出；pH值4.5～3时，木质素大部分介稳分离，残留的小分子量木质素分离困难。故木质素析出的最佳pH值为3～4。其处理结果见表4。 表4 木质素浮选处理结果| pH | SS/(mg.L-1) | CODcr/(mg.L-1) | S2-/(mg.L-1) | 酚/(mg.L-1) | CN-/(mg.L-1) | 色度/倍 | | 3.0 | 142.0 | 3788 | 0.067 | 0.218 | 0.057 | 3068 | 1.3.2 絮凝除硅、有机物及无机物
浮选出木质素后的废水进入平流沉淀槽，以石灰乳为助凝剂[3]，实验表明：pH值是酸化析出木质素后沉淀难易的关键，沉淀析出的最佳条件为pH值9～10，使硅以CaSiO3形式沉淀析出，同时沉淀出残余的木质素、有机物及无机物。絮凝处理结果见表5。 表5 如凝处理结果| pH | SS/(mg.L-1) | CODcr/(mg.L-1) | S2-/(mg.L-1) | 酚/(mg.L-1) | CN-/(mg.L-1) | 色度/倍 | | 9 | 92.8 | 263.0 | 0.046 | 0.092 | 0.028 | 358 | 1.3.3 过滤吸附
采用两级过滤：第一级采用软填料过滤，第二级采用灰渣过滤。经实验比较，选择两段煤气发生炉的灰渣作为过滤吸附剂效果好。两段煤气发生炉以大同煤为原料，在1000℃进行蒸汽汽化，灰渣的活性较高，具有较高的吸附脱色能力。草浆废水实验处理结果见表6。 表6 草浆废水实验处理结果| pH | SS/(mg.L-1) | CODcr/(mg.L-1) | S2-/(mg.L-1) | 酚/(mg.L-1) | CN-/(mg.L-1) | 色度/倍 | | 7.3 | 63.8 | 150 | 0.038 | 0.051 | 0.015 | 20 | 2 结论 实验表明，采用浸没燃烧浮选去除木质素，絮凝除硅，软填料灰渣过滤处理草浆废水是可行的。各项指标均达到排放标准，估计吨水处理成本为0.65元，若浮选出的木质素综合利用，有利于降低废水处理成本。本实验的缺点是工艺流程略长些。 参考文献：
[1]?叶柄林.模拟烟道气处理碱法纸浆黑液回收木质素的研究[J]?广州化工，1990，（2）：15～16.
[2]?张晓雷，等.?从草浆黑液中提取木质素制备活性炭的可行性研究[J]??中国给水排水，1995，（5）：13～15.
[3]?雷中方，等.烧碱法草浆木质素的混凝作用实验研究[J]同济大学学报，1995，[5]：547～551.
作者简介：
田永淑（1955-），女，1982毕业于天津大学化工系，副教授 | 
