Proces oczyszczania ścieków w przemyśle celulozowo-papierniczym jest procesem złożonym i systematycznym, składającym się zazwyczaj z trzech etapów: oczyszczania wstępnego, oczyszczania biologicznego i oczyszczania zaawansowanego. Szczegółowe etapy tego procesu są następujące:
I. Etap obróbki wstępnej
Głównym celem etapu podczyszczania jest usunięcie zawiesin, dostosowanie pH i zmniejszenie stężenia substancji organicznych w ściekach, tworząc warunki do późniejszego oczyszczania biologicznego.
1. Sito prętowe: usuwa duże zawieszone ciała stałe i substancje pływające ze ścieków, aby zmniejszyć obciążenie kolejnych procesów oczyszczania. Sita prętowe są zazwyczaj spawane ze stali płaskiej i skręconej, a odstępy pomiędzy prętami można regulować w zależności od rzeczywistych warunków.
2. Zbiornik wyrównawczy: reguluje przepływ ścieków i stabilizuje jakość wody, zapewniając stabilne warunki jakości wody do późniejszego oczyszczania. Zbiorniki wyrównawcze mają zwykle dużą objętość, aby buforować wahania przepływu ścieków.
3. Zbiornik sedymentacyjny/zbiornik flotacyjny: dodatkowo usuwa drobne zawieszone ciała stałe i część materii organicznej ze ścieków. Zbiorniki sedymentacyjne wykorzystują grawitację do osadzania zawieszonych cząstek stałych, natomiast zbiorniki flotacyjne wtłaczają mikropęcherzyki do ścieków, powodując, że zawieszone ciała stałe przylegają do pęcherzyków i wypływają na powierzchnię.
4. Zbiornik neutralizacyjny: reguluje pH ścieków do zakresu odpowiedniego do biologicznego oczyszczania. Zwykle osiąga się to przez dodanie kwasu lub zasady.
II. Etap oczyszczania biologicznego
Etap oczyszczania biologicznego jest podstawowym etapem oczyszczania ścieków papierniczych i wykorzystuje głównie technologie oczyszczania biologicznego, takie jak procesy osadu czynnego i biofilmu, w celu usunięcia ze ścieków substancji zanieczyszczających, takich jak materia organiczna, azot i fosfor.
1. Aerobowe leczenie biologiczne:
* Proces osadu czynnego: Wystarczająca ilość rozpuszczonego tlenu jest dostarczana do ścieków poprzez urządzenia napowietrzające, co pozwala na dokładne wymieszanie osadu i ścieków. Mikroorganizmy rozkładają materię organiczną. Po pewnym czasie zmieszany płyn w zbiorniku napowietrzającym trafia do osadnika w celu oddzielenia substancji stałej-cieczy. Oczyszczona woda jest odprowadzana lub poddawana dalszej obróbce, a część osadu jest zawracana do zbiornika napowietrzającego w celu utrzymania populacji drobnoustrojów.
* Proces biofilmu: wykorzystuje biofilm przyczepiony do powierzchni nośnika w celu rozkładu zanieczyszczeń organicznych. Gdy ścieki przechodzą przez warstwę biofilmu, zanieczyszczenia organiczne są rozkładane przez mikroorganizmy. W porównaniu z procesem osadu czynnego proces biofilmu ma większą odporność na obciążenia udarowe, wymaga mniej terenu i jest łatwiejszy w obsłudze i zarządzaniu.
2. Biologiczne oczyszczanie beztlenowe: W warunkach beztlenowych mikroorganizmy beztlenowe przekształcają zanieczyszczenia organiczne zawarte w ściekach w substancje takie jak metan i dwutlenek węgla. Technologie biologicznego oczyszczania beztlenowego obejmują głównie systemy beztlenowego osadu osadowego (UASB) z przepływem do góry, charakteryzujące się dużą nośnością, niskim kosztem i odzyskiem energii.
3. Biologiczne usuwanie azotu i fosforu: Na etapie oczyszczania biochemicznego należy również wziąć pod uwagę usunięcie składników odżywczych, takich jak azot i fosfor. Biologiczne usuwanie azotu zazwyczaj obejmuje trzy etapy: amonifikację, nitryfikację i denitryfikację, osiągające konwersję i usuwanie azotu poprzez synergistyczne działanie różnych typów mikroorganizmów. Biologiczne usuwanie fosforu wykorzystuje bakterie-akumulujące polifosforany, które gromadzą fosfor w ściekach w postaci polifosforanu w mikroorganizmach, który jest następnie usuwany poprzez odprowadzanie osadu.
III. Zaawansowany etap leczenia
Zaawansowany etap oczyszczania dotyczy przede wszystkim ścieków, które po oczyszczeniu biochemicznym nadal zawierają wysokie stężenie opornej materii organicznej i substancji zanieczyszczających barwę. Do dalszego oczyszczania stosuje się zaawansowane technologie utleniania, adsorpcji i separacji membranowej, aby zapewnić, że ścieki spełniają standardy dotyczące zrzutów.
1. Zaawansowane technologie utleniania: takie jak utlenianie ozonem i utlenianie Fentonem, wykorzystują silne utleniacze do rozkładu opornej materii organicznej, redukując ChZT i kolor ścieków.
2. Technologie adsorpcji: Wykorzystuj materiały adsorpcyjne, takie jak węgiel aktywny, w celu usunięcia materii organicznej, koloru i innych substancji zanieczyszczających ze ścieków.
3. Technologie separacji membranowej: Stosuj technologie separacji membranowej, takie jak nanofiltracja i odwrócona osmoza, aby uzyskać skuteczną separację materii organicznej, zawieszonych ciał stałych i innych substancji zanieczyszczających ze ścieków.
