Tselluloosi- ja paberitööstuse reoveepuhastus
Tselluloosi- ja paberitööstuse reoveepuhastuse kontseptsioon
Tselluloosi- ja paberitööstus on üks suurimaid veetarbijaid tööstussektorites, mis toodab paberimassi valmistamise, pleegitamise ja paberi valmistamise protsessides märkimisväärses koguses reovett. Reovesi sisaldab suures koguses orgaanilist ainet, töötlemisel kasutatavaid kemikaale (nt ligniin, klooritud ühendid ja värvained) ja toitaineid. Selle tööstuse reoveepuhastuse peamine eesmärk on eemaldada saasteained, nagu orgaanilised materjalid, hõljuvad tahked ained ja mürgised kemikaalid, et tagada väljajuhitava vee vastavus keskkonnastandarditele, võimaldades töödeldud vee ringlussevõttu ja taaskasutamist protsessis.
1Tselluloosi- ja paberitööstuse reoveepuhastuse omadused
1. Suur orgaaniline koormus: Tselluloosi ja paberi reovesi on rikas orgaaniliste materjalide, näiteks puidukiudude, tselluloosi ja ligniini poolest, mis aitavad kaasa kõrgele keemilise hapnikuvajaduse (COD) ja biokeemilise hapnikuvajaduse (BOD) tasemele.
2. Mürgiste ja tõrksate ühendite olemasolu: tselluloosi valmistamise ja pleegitamise protsessides klooritud orgaanilised ühendid, fenoolühendid ja vaikhapped on reovees tavalised. Need ühendid on sageli mürgised, mittebiolagunevad ja vajavad eemaldamiseks spetsiaalset töötlemist.
3. Kõrge hõljuv tahke aine: reovesi sisaldab sageli märkimisväärses koguses hõljuvaid aineid, sealhulgas tsellulooskiude ja muid tahkeid osakesi, mis tuleb eemaldada, et vältida ummistumist ja järgnevate puhastusprotsesside kahjustamist.
4. Värvi- ja lõhnaprobleemid: ligniini ja värvainete olemasolu võib põhjustada värvilise reovee, mis on esteetiliselt ebasoovitav ja keskkonnale kahjulik. Levinud on ka väävlit sisaldavate ühendite (eriti krafttselluloosi) tugevad lõhnad.
5. Toitained: Reovesi võib sisaldada lämmastikku ja fosforit, eriti keemilise tselluloosi valmistamise heitvees, mis võib kaasa aidata toitainete saastumisele vastuvõtvates veekogudes.
6. Kõikuv vool ja koostis: olenevalt protsessi etapist (nt paberimassi valmistamine või pleegitamine) võivad reovee omadused voolu, pH, temperatuuri ja saasteainete kontsentratsioonide osas oluliselt erineda.
Tselluloosi- ja paberitööstuse reoveepuhastusprotsessi karakteristikud
1. Esmane töötlemine: töötlemise esimene etapp hõlmab tavaliselt mehaanilist eraldamist hõljuvate ainete eemaldamiseks sõelumise, settimise või flotatsiooni teel. Suured kiud, praht ja tahked osakesed eemaldatakse, vähendades järgnevate protsesside koormust.
2. Teisene töötlemine (bioloogiline töötlemine): selles etapis keskendutakse orgaanilise aine bioloogilisele lagunemisele. BHT ja KHT taseme vähendamiseks kasutatakse tavaliselt aktiivmudasüsteeme või MBBR protsesse. Eelkõige kasutatakse MBBR-protsessis kandekeskkonnas biokilet, et tõhustada tselluloosi- ja paberireovees leiduvate komplekssete orgaaniliste ühendite mikroobset lagunemist. Anaeroobset töötlemist võib kasutada ka orgaanilise aine lagundamiseks ja energiatarbimise vähendamiseks, eriti kõrge tugevusega heitvees.
3. Tertsiaarne töötlemine: tõrksate ühendite, värvi ja ülejäänud saasteainete eemaldamiseks kasutatakse täiustatud töötlemismeetodeid, nagu koagulatsioon-flokulatsioon, osoonimine või aktiivsöe filtreerimine. Mikrosaasteainete eemaldamiseks või taaskasutamise vee selguse ja kvaliteedi parandamiseks võib kasutada membraanfiltratsiooni või täiustatud oksüdatsiooniprotsesse (AOP).
4. Muda käitlemine: tööstuses tekib suur hulk muda, kuna reovees on suur tahkete ainete ja orgaanilise aine kontsentratsioon. Muda tuleb enne ohutut kõrvaldamist või taaskasutamist (nt energia taaskasutamiseks) veetustada ja töödelda.
Erinõuded MBBR-kandjale, kui seda kasutatakse tselluloosi- ja paberitööstuse reoveepuhastusmahutites
1. Suur pindala biokile kasvuks. Arvestades suurt orgaanilist koormust paberimassi ja paberi reovees, peab MBBR-meedium tagama mikroobide biokile kasvuks suure pindala. See võimaldab tõhusalt lagundada keerulisi orgaanilisi aineid nagu ligniin ja tselluloos.
2. Vastupidavus saastumisele ja kiududele: reovesi sisaldab kiude ja hõljuvaid aineid, mis võivad põhjustada MBBR kandja saastumist. Kandjal peab olema konstruktsioon, mis ei lase kiududest ummistuda ja tagab ühtlase jõudluse ilma sagedase hoolduse või puhastamiseta.
3. Suure orgaanilise koormuse taluvus: MBBR-kandjal olev biokile peab suutma toime tulla orgaaniliste ühendite kõrgete kontsentratsioonidega, ilma et see üle koormaks. Sööde peaks soodustama mikroorganismide kasvu, mis võivad lagundada nii kergesti biolagunevaid kui ka tõrksamaid ühendeid, nagu ligniin ja klooritud orgaanilised ained.
4. Vastupidavus karmides tingimustes: MBBR-keskkond peab olema keemiliselt stabiilne ja vastupidav erinevates reoveetingimustes, sealhulgas pH, temperatuuri ja saasteainete kontsentratsiooni kõikumiste korral. Vahend peab olema happeliste või aluseliste tingimuste põhjustatud korrosioonikindel.
5. Tõhus hapnikuülekanne: hapniku ülekanne on bioloogiliste õhutuspaakide puhul kriitiline, eriti aeroobsete lagunemisprotsesside puhul. MBBR sööde peaks soodustama head segunemist ja tagama hapniku ühtlase jaotumise kogu biokile, et toetada aeroobseid mikroorganisme saasteainete lagundamisel.
6. Anaeroobse ja aeroobse puhastuse tugi: mõnel juhul kasutatakse tselluloosi- ja paberireoveepuhastuses nii aeroobset kui ka anaeroobset puhastust. MBBR-meedium võib sõltuvalt ravietapist vajada erinevaid mikroobikooslusi toetama, muutes kandja kohanemisvõime oluliseks.
Järeldus
Tselluloosi- ja paberitööstus toodab suurtes kogustes kõrge orgaanilise sisaldusega reovett, heljumit ja tõrksaid kemikaale, mis vajavad keskkonnamõju minimeerimiseks tõhusat puhastamist. Puhastusprotsess hõlmab üldiselt esmaseid, sekundaarseid (bioloogilisi) ja tertsiaarseid meetodeid saasteainete eemaldamiseks, KHT ja BHT vähendamiseks ning värvi- ja lõhnaprobleemide lahendamiseks. MBBR-tehnoloogia sobib selles tööstusharus hästi bioloogiliseks töötlemiseks tänu oma võimele taluda suuri orgaanilisi koormusi ja keerulisi ühendeid. MBBR-süsteemide edukus tselluloosi- ja paberireoveepuhastuses sõltub aga kasutatava kandja omadustest. MBBR-söötmed peavad tagama biokile kasvuks suure pindala, vastu pidama saastumisele, taluma karme reovee tingimusi ja toetama tõhusat hapnikuülekannet. Valides sobiva MBBR-kandja, saab tööstus saavutada tõhusa reoveepuhastuse, tagades keskkonnaeeskirjade järgimise ning võimaldades vee ringlussevõttu ja taaskasutamist rajatises.