Pročišćavanje otpadnih voda u industriji celuloze i papira
Koncept obrade otpadnih voda industrije celuloze i papira
Industrija celuloze i papira jedan je od najvećih potrošača vode u industrijskim sektorima, proizvodeći značajne količine otpadne vode tijekom procesa proizvodnje celuloze, izbjeljivanja i proizvodnje papira. Otpadne vode sadrže visoke razine organske tvari, kemikalija korištenih u preradi (npr. lignin, klorirani spojevi i boje) i hranjivih tvari. Primarni cilj pročišćavanja otpadnih voda u ovoj industriji je uklanjanje zagađivača poput organskih materijala, suspendiranih krutih tvari i otrovnih kemikalija kako bi se osiguralo da ispuštena voda zadovoljava standarde zaštite okoliša, omogućujući recikliranje i ponovnu upotrebu pročišćene vode unutar procesa.
1Obilježja obrade otpadnih voda industrije celuloze i papira
1. Visoko opterećenje organskim tvarima: Otpadne vode od celuloze i papira bogate su organskim materijalima, kao što su drvena vlakna, celuloza i lignin, koji pridonose visokim razinama kemijske potrošnje kisika (COD) i biokemijske potrošnje kisika (BPK).
2. Prisutnost toksičnih i neposlušnih spojeva: Klorirani organski spojevi, fenolni spojevi i smolne kiseline iz procesa proizvodnje celuloze i izbjeljivanja uobičajeni su u otpadnim vodama. Ti su spojevi često otrovni, nisu biorazgradivi i zahtijevaju poseban tretman za uklanjanje.
3. Visoki sadržaj suspendiranih krutih tvari: otpadna voda često sadrži značajne količine suspendiranih čvrstih tvari, uključujući celulozna vlakna i druge čestice, koje je potrebno ukloniti kako bi se spriječilo začepljenje i oštećenje nizvodnih procesa obrade.
4. Problemi s bojom i mirisom: Prisutnost lignina i bojila može rezultirati obojenom otpadnom vodom, što je estetski nepoželjno i štetno za okoliš. Jaki mirisi iz spojeva koji sadrže sumpor (osobito iz kraft celuloze) također su česti.
5. Hranjive tvari: Otpadne vode mogu sadržavati dušik i fosfor, osobito u otpadnim vodama kemijske proizvodnje celuloze, što može doprinijeti onečišćenju hranjivim tvarima u vodnim tijelima koja primaju.
6. Fluktuirajući protok i sastav: Ovisno o fazi procesa (npr. pripremanje kaše ili izbjeljivanje), karakteristike otpadne vode mogu značajno varirati u pogledu protoka, pH, temperature i koncentracije onečišćujućih tvari.
Značajke procesa obrade otpadnih voda industrije celuloze i papira
1. Primarna obrada: Prva faza obrade obično uključuje mehaničko odvajanje kako bi se uklonile suspendirane krutine prosijavanjem, taloženjem ili flotacijom. Velika vlakna, krhotine i čvrste čestice se uklanjaju, smanjujući opterećenje nizvodnih procesa.
2. Sekundarna obrada (biološka obrada): Ova faza fokusirana je na biološku razgradnju organske tvari. Sustavi s aktivnim muljem ili MBBR procesi obično se koriste za smanjenje BPK i KPK razina. MBBR proces posebno koristi biofilm na mediju nosaču za pojačavanje mikrobne razgradnje složenih organskih spojeva koji se nalaze u otpadnoj vodi od celuloze i papira. Anaerobna obrada također se može koristiti za razgradnju organske tvari i smanjenje potrošnje energije, posebno u otpadnim vodama visoke čvrstoće.
3. Tercijarna obrada: Napredne metode obrade kao što su koagulacija-flokulacija, ozonizacija ili filtracija aktivnim ugljenom koriste se za uklanjanje otpornih spojeva, boja i svih preostalih zagađivača. Membranska filtracija ili napredni oksidacijski procesi (AOP) mogu se primijeniti za uklanjanje mikrozagađivača ili za poboljšanje prozirnosti i kvalitete vode za ponovnu upotrebu.
4. Rukovanje muljem: Industrija stvara veliku količinu mulja zbog visoke koncentracije krutih tvari i organskog materijala u otpadnoj vodi. Mulj se mora odvodniti i obraditi prije sigurnog odlaganja ili ponovne uporabe (npr. u energetskoj obnovi).
Posebni zahtjevi za MBBR medije kada se koriste u biološkim aeracijskim spremnicima za obradu otpadnih voda industrije celuloze i papira
1. Velika površina za rast biofilma: S obzirom na veliko organsko opterećenje u otpadnoj vodi od celuloze i papira, MBBR mediji moraju osigurati veliku površinu za rast mikrobnog biofilma. To omogućuje učinkovitu razgradnju složenih organskih tvari poput lignina i celuloze.
2. Otpornost na onečišćenje i vlakna: Otpadna voda sadrži vlakna i suspendirane krutine koje mogu uzrokovati onečišćenje MBBR medija. Medij bi trebao imati dizajn koji je otporan na začepljenje vlaknima i osigurava dosljednu izvedbu bez čestog održavanja ili čišćenja.
3. Tolerancija na visoka organska opterećenja: Biofilm na MBBR mediju mora biti sposoban nositi se s visokim koncentracijama organskih spojeva bez preopterećenja. Mediji bi trebali poticati rast mikroorganizama koji mogu razgraditi i lako biorazgradive i neposlušnije spojeve poput lignina i kloriranih organskih tvari.
4. Trajnost u teškim uvjetima: MBBR medij mora biti kemijski stabilan i izdržljiv u različitim uvjetima otpadne vode, uključujući fluktuacije u pH, temperaturi i koncentracijama zagađivača. Medij mora biti otporan na koroziju u kiselim ili alkalnim uvjetima.
5. Učinkovit prijenos kisika: Prijenos kisika je kritičan u biološkim aeracijskim spremnicima, posebno za procese aerobne razgradnje. MBBR medij trebao bi promicati dobro miješanje i osigurati ravnomjernu raspodjelu kisika kroz biofilm kako bi se podržali aerobni mikroorganizmi u razgradnji zagađivača.
6. Podrška za anaerobnu i aerobnu obradu: U nekim slučajevima, i aerobna i anaerobna obrada se koriste u obradi otpadnih voda od celuloze i papira. MBBR mediji će možda morati podržavati različite mikrobne zajednice ovisno o fazi liječenja, zbog čega je prilagodljivost medija važna.
Zaključak
Industrija celuloze i papira proizvodi velike količine otpadnih voda s visokim udjelom organskih tvari, suspendiranih krutih tvari i neposlušnih kemikalija koje zahtijevaju učinkovit tretman kako bi se smanjio utjecaj na okoliš. Proces obrade općenito uključuje primarne, sekundarne (biološke) i tercijarne metode za uklanjanje onečišćujućih tvari, smanjenje KPK i BPK i rješavanje problema s bojom i mirisom. Tehnologija MBBR vrlo je prikladna za biološku obradu u ovoj industriji zbog svoje sposobnosti da se nosi s visokim organskim opterećenjem i složenim spojevima. Međutim, uspjeh MBBR sustava u obradi otpadnih voda od celuloze i papira ovisi o karakteristikama korištenog medija. MBBR mediji moraju osigurati veliku površinu za rast biofilma, otporni na onečišćenje, izdržati teške uvjete otpadne vode i podržavati učinkovit prijenos kisika. Odabirom odgovarajućih MBBR medija, industrija može postići učinkovitu obradu otpadnih voda, osiguravajući usklađenost s ekološkim propisima i omogućujući recikliranje i ponovnu upotrebu vode unutar postrojenja.