[发明专利]一种木质素生产废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水的处理方法，尤其涉及一种木质素生产废水的处理方法。

背景技术

木质素是由四种醇单体(对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇)形成的一种复杂酚类聚合物，它是植物界仅次于纤维素的最丰富的天然高分子聚合物，其作为木材水解工业和造纸工业的副产物并没有得到充分利用，大部分变成了环境污染物，严重污染了环境。随着人们对木质素研究的深入，认识到了木质素的重要性。木质素分子结构中含有多种活性基团，其在农林，石油，冶金，燃料，水泥和混凝土工业及高分子材料工业具有广泛的应用前景。

在从木质纤维素类生物质中提取木质素过程中，产生大量高含盐高有机物的难生物降解废水，此废水呈黑色，类似于造纸黑液，废水中无机物主要是硫酸盐，有机物主要包括酸溶性木质素和碱性纤维素等。中国专利文献CN1459420A介绍了电渗式处理造纸黑液并回收碱和木质素的方法，该方法在电渗器的有负电极和正电极的直流电源电场的电解室中设置半透膜，将电解室分隔为负极侧的电解室和正极侧的电解室，将清水和造纸黑液分别流经负极侧的电解室排出碱溶液，从正极侧的电解室排出的在处理液加入铝离子沉淀剂，经分离得含木质素的有机物和清水。木质素生产废水主要的无机污染物是硫酸盐，而该现有技术所述的方法中，电渗处理器主要利用的是电解原理，目的是回收造纸黑液中高浓度的碱，在得到液态碱的同时，电解室的负极会产生氢气，因此，该电渗处理器不适于木质素生产废水中硫酸盐的回收，并且该方法回收木质素的过程中需要加入铝离子沉淀剂，使回收的木质素中含有铝离子，从而对木质素的再利用产生不利影响，另外，如果上述现有技术采用硫酸回收木质素，则回收完木质素后的滤液由于显酸性不能回用于造纸工艺，因此，该方法并不适用于木质素生产废水的处理。

中国专利文献CN101486524A公开了一种糠醛生产废水的综合处理方法，该方法采用电渗析浓缩乙酸，但电渗析效率低，能耗大，将电渗析分离后的稀相糠醛废水不能直接回用或达标排放，需经调整pH～7后进入生化降解池，然而后续生化处理过程中，生化降解池对进水水质、水量变化的适应性较低，运行结果容易受到水质、水量变化的影响，另外，糠醛废水中主要污染物以乙酸和糠醛为主，而木质素生产废水中的污染物主要以硫酸盐、酸溶性木质素和碱性纤维素为主，两种废水处理方法的处理对象完全不同，并且由于木质素生产废水中含有的木质素和纤维素属生物难降解物质，其生化出水无法满足排放标准，因此，该方法对木质素生产废水的处理工艺并不适用。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种适用于木质素生产废水的处理方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案包括如下步骤：(1)预处理，木质素废水经气浮池处理以回收木质素残渣，经气浮处理后出水悬浮物浓度小于20mg/L；(2)电渗析处理，气浮池出水作为淡水相，木质素生产废水处理过程中的多效蒸发阶段的冷凝水作为浓水相，低盐水作为极水，在泵的驱动下所述淡水相、所述浓水相和所述极水分别进入电渗析脱盐装置的淡水室、浓水室和极水室，其中所述低盐水在所述极水室循环运行，所述淡水相在所述淡水室以700～1450l/h的流速循环流动，所述浓水相在所述浓水室以1000l/h的流速循环流动，保持所述电渗析脱盐装置的操作电压恒定，在外加直流电场的作用下，对浓水相和淡水相进行循环浓缩和脱盐，经过处理后淡水室出水含盐量小于0.2wt％，其中一部分作为木质素生产过程中的稀酸配水回用，剩余部分作为木质素水洗用水回用，经电渗析处理后的浓水室出水含盐量为6～12wt％进入后续处理过程；(3)后续处理，所述步骤(2)的浓水室出水进入多效蒸发装置浓缩，得到冷凝水和浓缩液；所述冷凝水进入所述电渗析脱盐装置的浓水室作为浓水相；所述浓缩液冷却结晶，经固液分离得到结晶固体盐和结晶残液；所述结晶固体纯度大于95％，所述结晶残液返回所述多效蒸发装置浓缩。

步骤(3)得到的所述结晶残液与步骤(2)的所述电渗析脱盐装置的浓水室出水混合后进入所述多效蒸发装置，并继续所述步骤(3)工艺。

步骤(1)中所述的气浮法为曝气气浮法和/或溶气气浮法。

步骤(2)在木质素废水处理工艺的起始阶段所用的浓水相为清水。

所述步骤(2)中电渗析脱盐装置采用的电渗析膜包括多个阴离子交换膜和多个阳离子交换膜，所述阴离子交换膜和所述阳离子交换膜交替设置(如图2所示)。

步骤(2)中的所述低盐水为0.5～1.5wt％的硫酸钠水溶液。

步骤(2)中所述淡水相和所述浓水相压力差为＜5kPa，操作电压为50～220V。