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摘 要: 膜分離技術(shù)是一種近些年較為熱門的廢水處理技術(shù),這一技術(shù)由于操作簡便、廢水處理效率高,在很多廢水處理工程中得到了廣泛應(yīng)用,而將膜技術(shù)融入造紙生產(chǎn)廢水處理的過程是提升造紙行業(yè)水污染治理效果的重要措施,在造紙過程各環(huán)節(jié)廢水中應(yīng)用膜處理技術(shù)可以幫助造紙企業(yè)大幅降低水污染問題,為造紙企業(yè)在發(fā)展中提升環(huán)保價(jià)值,為造紙行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造健康的環(huán)境?;诖耍恼聦?duì)膜分離技術(shù)在制漿造紙廢水處理中的應(yīng)用做了分析與探討。
關(guān)鍵詞: 制漿造紙;廢水處理;膜分離技術(shù)
1 膜分離技術(shù)的原理及特點(diǎn)、分類
1.1 膜技術(shù)的原理分析
膜分離技術(shù)就是一種利用橫流式過濾單元來實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)分離的技術(shù)手段,這種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的功能就是將某些特定有機(jī)物或無機(jī)物雜質(zhì)從相應(yīng)的溶液當(dāng)中選擇性分離出來,由于膜技術(shù)具有較強(qiáng)的滲透差異性,利用這種選擇性能可以實(shí)現(xiàn)單一雜質(zhì)的分離,當(dāng)特定溶液進(jìn)入設(shè)定好的膜分離器當(dāng)中時(shí),溶液與膜結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行接觸就會(huì)由于滲透差異的存在而發(fā)生不同程度、不同效率的滲透,這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)某一雜質(zhì)的分離與過濾。而在實(shí)際應(yīng)用中運(yùn)用外界能量作為助推力可以從液體或者氣體混合物中將某一組分進(jìn)行分離或富集,也可以用于組分提純[1]。
1.2 膜技術(shù)的主要特點(diǎn)
膜技術(shù)有如下幾大特點(diǎn):其一就是分離效率非常高,膜處理技術(shù)工序結(jié)構(gòu)簡單,所需處理的廢水只要通過膜分離器就可以獲得預(yù)期處理效果。其二就是膜分離技術(shù)應(yīng)用過程中無相變,這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)較高效率的廢水分離能量轉(zhuǎn)化。其三就是可以在常溫環(huán)境下進(jìn)行膜分離操作過程,這樣對(duì)于一些熱敏材料的分離處理就非常有用。其四就是膜分離技術(shù)所用的設(shè)備裝置相對(duì)簡單,且廢水處理操作也非常簡便,膜分離器的維修與控制過程也較為簡便,并且相對(duì)于其他廢水處理技術(shù),膜分離技術(shù)設(shè)施的占地較小,在實(shí)際應(yīng)用中受到了廣泛認(rèn)可。
2 膜分離技術(shù)在制漿造紙廢水處理中的應(yīng)用
2.1 制漿廢液的濃縮及廢液成分的分離
在膜分離技術(shù)中,超濾過程往往要求在較低溫度環(huán)境下進(jìn)行,這樣就可以避免相變的發(fā)生,且操作不需要加熱,因而其運(yùn)行成本低。超濾法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)制漿廢液的濃縮,并能實(shí)現(xiàn)廢液成分的分離。
有學(xué)者利用濃差極化理論,構(gòu)建了草漿黑液的潮流傳質(zhì)方程,給出了超濾濃縮的上限濃度。所謂濃差計(jì)劃,是膜材料具有選擇性的功能,其在分離過程中,可以將一定的溶質(zhì)分離出來,這些被分離出來的溶質(zhì)截留在壓力大的一側(cè)。這樣經(jīng)過處理后,就會(huì)形成濃度差,這就是所謂的濃差極化。濃差極化會(huì)導(dǎo)致滲透壓的升高,從而降低了膜的分離性能。在實(shí)際過程中,可以通過改善表面流動(dòng)來減弱這種影響。而膜分離技術(shù)的本身,就是實(shí)現(xiàn)廢液的濃縮過程,通過不斷的膜分離,可以進(jìn)一步對(duì)廢液進(jìn)行濃縮,且這個(gè)過程操作簡單,高效經(jīng)濟(jì)。為了改進(jìn)這種廢液的濃縮效果,延長膜的使用時(shí)間,就需要合理控制滲透壓,減小濃差極化的影響。
膜分離技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)廢液成分的分離和純化。芬蘭的一家造紙廠就利用膜分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的處理,提出木素磺酸鹽。挪威一家公司則利用膜分離技術(shù)對(duì)廢液進(jìn)行濃縮,其廢液中的TDS濃度可以提高10個(gè)百分點(diǎn)[2]。
2.2 漂白廢水的處理
當(dāng)前,漂白往往都需要用到含氯漂白劑,而這種成分毒性大,會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的影響。漂白廢水中存在的有機(jī)氯化物對(duì)廢水處理提出了更高的要求。對(duì)于造紙行業(yè)而言,漂白是一項(xiàng)重要的工作環(huán)節(jié),是保證紙張質(zhì)量的關(guān)鍵。因此,造紙行業(yè)也需要對(duì)漂白廢水進(jìn)行處理。近年來,國內(nèi)很多造紙廠和學(xué)者都開始研究新的漂白廢水處理方法。其中,超濾技術(shù)是處理E段廢水的有效方法。這是因?yàn)椋珽段廢水中含有較多的相對(duì)分子量大的物質(zhì),采用超濾技術(shù),可以將這些大分子物質(zhì)有效分離開來[3]。而對(duì)于C段廢水,由于其中含有較多的小分子物質(zhì),這種情況下,超濾膜很難起到有效分離。對(duì)于H段廢水,超濾技術(shù)起到的作用很差。有數(shù)據(jù)表明,使用超濾技術(shù),可以將E段廢水中的BOD5的濃度降低六七成,色度也可以降低六成左右。
2.3 涂布廢水的處理
涂布技術(shù)是造紙行業(yè)中經(jīng)常使用到的方法,主要用來改善紙張的性能。而在另一方面,在涂布處理過程中,也往往會(huì)產(chǎn)生涂布廢水。對(duì)于涂布廢水而言,雖然其毒性不是很大,但是,由于其中含有顏料和乳膠等成分,就會(huì)使得受體染色。此外,涂布廢水含有的一些化學(xué)品還具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。所以,對(duì)于涂布廢水處理也是一項(xiàng)必要的工作,既可以避免受體染色,也能回收一些有價(jià)值的化學(xué)品。目前,許多家造紙廠都采用膜分離技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)涂布廢水的處理。一些超濾設(shè)備就能起到稀釋涂布廢水的作用。涂布廢水經(jīng)過超濾后,其被截留下來的溶液可以繼續(xù)作為涂料,且其濃度可以提高四成左右。透過液則可以作為清水使用。因此,通過膜分離技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)涂布廢水的有效處理,保留有用成分,減小損失。
2.4 造紙白水的處理
對(duì)于造紙行業(yè)來說,造紙白水中往往含有很多的膠料、纖維等物質(zhì)。并且,隨著封閉循環(huán)程度的提高,造紙白水中往往就會(huì)過度蓄積一些小分子膠體物質(zhì)、無機(jī)鹽和離子等,這些成分的存在就會(huì)影響到造紙機(jī)器的正常運(yùn)行,也會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生影響。所以,對(duì)造紙白水進(jìn)行處理,除去其中的離子和膠體等物質(zhì),對(duì)保證造紙質(zhì)量很有必要。而對(duì)于造紙白水而言,其中的懸浮物較多,因此,在實(shí)際處理過程中,都會(huì)先用格柵和斜網(wǎng)等經(jīng)過初步處理過濾,之后,再利用微濾技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理,將造紙白水中的懸浮物和膠體物質(zhì)除掉。最后,再使用超濾技術(shù),對(duì)造紙白水進(jìn)一步處理,這樣就可以為其全封閉循環(huán)的正常進(jìn)行創(chuàng)造出更好的條件[3]。
3 結(jié)論
膜分離技術(shù)具有很多的優(yōu)點(diǎn),因而在廢水處理方面有著很廣泛的應(yīng)用。對(duì)于制漿造紙而言,其可以產(chǎn)生一些有害的廢水,為了減小對(duì)環(huán)境的影響,就需要通過膜分離技術(shù)將水中的有害物質(zhì)除掉。而對(duì)于涂布廢水等而言,膜分離技術(shù)可以將一些仍具有使用價(jià)值的有機(jī)化學(xué)品截留下來,以便重復(fù)使用,這樣,可以大大減小造紙的成本。隨著技術(shù)的改進(jìn),未來,膜分離技術(shù)也將會(huì)多種技術(shù)相結(jié)合,在造紙廢水處理方面將發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊劍清.膜技術(shù)在造紙廢水處理中的應(yīng)用[J].化工管理,2019(8):59-60.
[2] 陳棟諺.淺析膜分離制漿造紙廢水深度處理工藝[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2018(22):13.
[3] 李昌濤.制漿造紙廢水深度處理技術(shù)綜述[J].輕工科技,2019(6).
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