膜分离技术在造纸白水处理中的应用.docx

膜分离技术在造纸白水处理中的应用杨 卿 张安龙( 膜分离技术在造纸白水处理中的应用 杨 卿 张安龙 (陕西科技大学造纸工程学院 , 陕西咸阳 , 712081) 摘 要 : 综述了膜分离技术在造纸白水分离方面的应用进展 。阐明了造纸白水处理的意义在于回收 纤维 , 减少造纸过程废水的排放 , 最终实现全封闭循环 。 关键词 : 膜分离 ; 造纸白水 ; 超滤膜 ; 反渗透膜 中图分类号 : TS79 文献标识码 : A 文章编号 : (2005) 0620053203 膜分离技术作为一种有 效的污染治理方法正日益受 到人们的重视 。由于其具有 操作压力低 、操作过程无相 变化等特点 , 现已发展成为 重要的工业单元操作技术 。 膜分离技术就是利用一 的单位产品排放剩余白水量差异较大 , 技术与设备较 先进的造纸厂 , 剩余白水排放量仅 20 ～ 30 m3/ t 纸 , 但许多造纸厂剩余白水排放量在 40～150 m3/ t 纸 。 112 膜分离技术用于造纸白水的处理 造纸过程白水的排放量取决于造纸系统中白水的 封闭循环程度 。白水封闭循环程度越高 , 越容易造成 系统中金属离子 、各种无机盐等物质过度积累及微生 物生长 、繁殖 , 从而影响到纸机正常运行与产品质 量 , 因此 , 去除造纸白水中的胶体及各种溶解物质对 实现造纸用水全封闭循环使用是非常必要的 。 用各种膜分离技术例如微滤 、超滤 、反渗透等处 理白水 , 可以较彻底地去除造纸白水中的胶体和各种 溶解性物质 , 是实现造纸白水零排放目标的有效措施 之一 。Sieka 5 等采用表 1 中所列的 6 种膜分别处理美 国 3 家造纸厂的白水 , 当透过率的体积因子为 10 ( 即 浓缩液体积占废水处理体积的 10 %) 时 , 透过液中总 有机碳 ( TOC) 、CODCr 、电导率及其去除率分别列于 表 2～表 4 中 。3 种白水中总有机碳在不同分子质量 组分中的分布情况见表 5 。 表 5 中研究数据表明 , 取自 3 个不同造纸厂的白 水 , 其有机碳在不同分子质量组分中的分布情况有较 大差异 。取自美国西北部某纸厂的纸机网部白水 ( 水 样 1) 中低分子有机物所占比例较高 , 而取自东南部 某纸厂的水样 2 和水样 3 中高分子有机物所占比例较 高 。 表 2 中实验结果表明 , 低压反渗透膜 (BW 30) 对 白水中 TOC 的去除率最好 , 且水样 2 的去除率最高 , 水样 1 去除率最低 , 这与表 5 中水样有机物分子质量 分布情况密切相关 。微滤处理 白 水 中 TOC 的 去 除 率 作者 简 介 : 杨 卿 先 生 , 在读硕士研究生 ; 主要研 究方向 : 制浆造纸废水污 染的防治与控制 。 种特殊的高分子膜在压力下对混合溶液进行处理的方 法 。按膜孔径的大小 , 一般可分为微滤 (MF) 、纳滤 (NF) 、超滤 (VF) 和反渗透 (OR) 。其分离机理为 : 在 一定的压力作用下 , 分子质量不同的混合溶质的溶液 流过膜表面时 , 溶剂和一部分低分子质量的溶质将透 过薄膜作为透过物被收集起来 , 高分子溶质则被截留 而作为浓缩液被回收 。 运用膜分离技术处理制浆造纸废水 , 可以极大地 降低环境污染负荷 , 同时由于膜分离技术具有成本 低 , 效率高 , 运行管理方便 , 自动化程度高等特点 , 近年来在制浆造纸废水处理中己规模应用1 23 , 并取 得了良好的经济效益和社会效益 。特别是近几年耐高 温膜 、耐碱膜的出现 , 极大地推动了膜分离技术在制 浆造纸工业的应用4 。 1 在造纸白水处理中的应用 111 造纸白水的性质 造纸白水富含流失的纤维 、无机填料及浆料中添 加的各种化学助剂 。造纸白水的物理化学特性因浆料 种类 、抄造品种 、纸页类型 、装备及湿部控制等不同 而 有 较 大 差 异 。一 般 情 况 下 , 造 纸 白 水 中 溶 解 CODCr 、BOD5 指 标 较 低 , 分 别 在 300 ～ 800 mg/ L 和 100～300 mg/ L 范围 , 悬浮物的含量较高 , 差异也较 大 , 在 500 ～ 3500 mg/ L 范围 。目前 , 国内造纸企业 《中国造纸》2005 年第 24 卷第 6 期 收稿日期 : 2004209210 ( 修改稿) ·53 · 综述表 1 实验用 6 种膜的特性表 3 中 实 验 结 果 表明 , 采 用 低 压 反 渗 透 膜 BW 30 或截留分子质量更 低的钠滤膜 DESAL 5 处理白水 ,