Čiščenje odpadne vode v celulozni in papirni industriji
Koncept čiščenja odpadne vode celulozne in papirne industrije
Industrija celuloze in papirja je eden največjih porabnikov vode v industrijskih sektorjih, saj med postopki proizvodnje celuloze, beljenja in izdelave papirja proizvede znatne količine odpadne vode. Odpadna voda vsebuje visoko vsebnost organskih snovi, kemikalij, ki se uporabljajo pri predelavi (npr. lignin, klorirane spojine in barvila), in hranil. Glavni cilj čiščenja odpadne vode v tej industriji je odstraniti onesnaževala, kot so organski materiali, suspendirane trdne snovi in strupene kemikalije, da se zagotovi, da izpuščena voda ustreza okoljskim standardom, kar omogoča recikliranje in ponovno uporabo očiščene vode v procesu.
1Značilnosti čiščenja odpadne vode celulozne in papirne industrije
1. Visoka organska obremenitev: Odpadna voda iz celuloze in papirja je bogata z organskimi materiali, kot so lesna vlakna, celuloza in lignin, ki prispevajo k visokim stopnjam kemične potrebe po kisiku (KPK) in biokemične potrebe po kisiku (BPK).
2. Prisotnost strupenih in nepopustljivih spojin: klorirane organske spojine, fenolne spojine in smolne kisline iz postopkov pridobivanja celuloze in beljenja so običajne v odpadni vodi. Te spojine so pogosto strupene, biološko nerazgradljive in zahtevajo posebno obdelavo za odstranitev.
3. Visoka vsebnost suspendiranih trdnih snovi: odpadna voda pogosto vsebuje znatne količine suspendiranih trdnih snovi, vključno s celuloznimi vlakni in drugimi trdnimi delci, ki jih je treba odstraniti, da preprečimo zamašitev in poškodbe nadaljnjih procesov čiščenja.
4. Težave z barvo in vonjem: Prisotnost lignina in barvil lahko povzroči obarvanost odpadne vode, kar je estetsko nezaželeno in okolju škodljivo. Pogosti so tudi močni vonji spojin, ki vsebujejo žveplo (zlasti iz kraft celuloze).
5. Hranila: Odpadna voda lahko vsebuje dušik in fosfor, zlasti v odplakah iz kemične proizvodnje celuloze, kar lahko prispeva k onesnaženju s hranili v sprejemnih vodnih telesih.
6. Nihanje pretoka in sestave: Odvisno od faze postopka (npr. priprava celuloze ali beljenje) se lahko lastnosti odpadne vode znatno razlikujejo glede na pretok, pH, temperaturo in koncentracije onesnaževal.
Značilnosti postopka čiščenja odpadne vode celulozne in papirne industrije
1. Primarna obdelava: Prva stopnja obdelave običajno vključuje mehansko ločevanje za odstranitev suspendiranih trdnih snovi s presejanjem, usedanjem ali flotacijo. Velika vlakna, ostanki in trdni delci so odstranjeni, kar zmanjša obremenitev nadaljnjih procesov.
2. Sekundarna obdelava (biološka obdelava): Ta stopnja se osredotoča na biološko razgradnjo organske snovi. Sistemi z aktivnim blatom ali procesi MBBR se običajno uporabljajo za zmanjšanje ravni BPK in KPK. Postopek MBBR zlasti uporablja biofilm na nosilnih medijih za izboljšanje mikrobne razgradnje kompleksnih organskih spojin, ki jih najdemo v celulozni in papirni odpadni vodi. Anaerobno čiščenje se lahko uporabi tudi za razgradnjo organskih snovi in zmanjšanje porabe energije, zlasti pri odpadnih vodah visoke trdnosti.
3. Terciarna obdelava: Napredne metode obdelave, kot so koagulacija-flokulacija, ozonizacija ali filtracija z aktivnim ogljem, se uporabljajo za odstranitev nepopustljivih spojin, barve in vseh preostalih onesnaževal. Za odstranitev mikroonesnaževal ali za izboljšanje čistosti in kakovosti vode za ponovno uporabo se lahko uporabijo membranska filtracija ali napredni oksidacijski procesi (AOP).
4. Ravnanje z blatom: Industrija ustvarja veliko količino blata zaradi visoke koncentracije trdnih snovi in organskih snovi v odpadni vodi. Blato je treba pred varno odstranitvijo ali ponovno uporabo (npr. pri predelavi energije) odstraniti vodo in obdelati.
Posebne zahteve za medije MBBR, kadar se uporabljajo v bioloških prezračevalnih posodah za čiščenje odpadne vode celulozne in papirne industrije
1. Velika površina za rast biofilma: glede na visoko organsko obremenitev v celulozni in papirni odpadni vodi mora medij MBBR zagotavljati veliko površino za rast mikrobnega biofilma. To omogoča učinkovito razgradnjo kompleksnih organskih snovi, kot sta lignin in celuloza.
2. Odpornost na obraščanje in vlakna: Odpadna voda vsebuje vlakna in suspendirane trdne snovi, ki lahko povzročijo obraščanje medija MBBR. Medij mora imeti obliko, ki je odporna na zamašitev z vlakni in zagotavlja dosledno delovanje brez pogostega vzdrževanja ali čiščenja.
3. Toleranca na visoke organske obremenitve: Biofilm na mediju MBBR mora biti sposoben prenašati visoke koncentracije organskih spojin, ne da bi bil preobremenjen. Mediji bi morali spodbujati rast mikroorganizmov, ki lahko razgradijo lahko biološko razgradljive in bolj neposlušne spojine, kot so lignin in klorirane organske snovi.
4. Vzdržljivost v težkih pogojih: Medij MBBR mora biti kemično stabilen in vzdržljiv v različnih pogojih odpadne vode, vključno z nihanji v pH, temperaturi in koncentracijah onesnaževal. Medij mora biti odporen proti koroziji v kislih ali alkalnih pogojih.
5. Učinkovit prenos kisika: Prenos kisika je ključnega pomena v bioloških prezračevalnih rezervoarjih, zlasti pri procesih aerobne razgradnje. Medij MBBR mora spodbujati dobro mešanje in zagotavljati, da se kisik enakomerno porazdeli po biofilmu, da podpira aerobne mikroorganizme pri razgradnji onesnaževal.
6. Podpora za anaerobno in aerobno obdelavo: V nekaterih primerih se pri čiščenju odpadne vode iz celuloze in papirja uporabljata tako aerobna kot anaerobna obdelava. Medij MBBR bo morda moral podpirati različne mikrobne skupnosti, odvisno od stopnje zdravljenja, zaradi česar je prilagodljivost medija pomembna.
Zaključek
Industrija celuloze in papirja proizvaja velike količine odpadne vode z visoko vsebnostjo organskih snovi, suspendiranih trdnih delcev in odpornih kemikalij, ki zahtevajo učinkovito obdelavo za zmanjšanje vpliva na okolje. Postopek obdelave na splošno vključuje primarne, sekundarne (biološke) in terciarne metode za odstranjevanje onesnaževal, zmanjšanje KPK in BPK ter reševanje težav z barvo in vonjem. Tehnologija MBBR je zelo primerna za biološko obdelavo v tej industriji zaradi svoje sposobnosti obvladovanja visokih organskih obremenitev in kompleksnih spojin. Vendar je uspeh sistemov MBBR pri čiščenju odpadne vode iz celuloze in papirja odvisen od značilnosti uporabljenega medija. Medij MBBR mora zagotavljati veliko površino za rast biofilma, biti odporen proti obraščanju, vzdržati težke pogoje odpadne vode in podpirati učinkovit prenos kisika. Z izbiro ustreznih medijev MBBR lahko industrija doseže učinkovito čiščenje odpadne vode, zagotovi skladnost z okoljskimi predpisi in omogoči recikliranje in ponovno uporabo vode v objektu.