从制浆造纸废水处理废渣中回收三氯化铝絮凝剂的方法

三森纸业是一个以稻草、芒秆、小山竹为原料生产半化学浆抄造瓦楞原纸和餐盒纸板的小型制浆造纸企业，制浆黑液除少量用于生产干粉产品外售外，大部分按下列流程处理：

气浮后废水中COD在400mg.L-1以下，据2008年统计数字显示，每吨半化学浆废水处理成本高达700元以上，给企业造成了严重的经济负担。

虽然目前半化学浆产量低，UASB厌氧反应系统经过改造后生产能力提高150％以上，但是2010年执行废水排放新标准，排放废水中COD含量要求小于150mg.L-1，因此，气浮池PAC和PAM用药量增加，水处理成本上升，据2009年9月份生产数据统计，每除去1kgCOD消耗0.269kgPAC (以100％Al2O3计)，按PAC到厂价每1kgAl2O3 6.9元计算，仅气浮一项，除去1kgCOD，PAC的用药成本为1.85元。如何降低用药成本就成为亟待解决的问题。

从废水处理流程看，蒸煮过程溶解在黑液中的各种有机物——如纤维素、半纤维素、木素等的降解产物，虽然经过厌氧、好氧处理，除去了其中大部分降解的低分子有机物，但还有相当数量的低分子有机物溶解在废水中，由于废水中的胶体粒子多带负电荷，因此，需要加入带正电荷的无机电解质(如三氧化铝……)中和带负电荷的胶体粒子，使其相互凝集成较大颗粒而沉降或气浮与水分离。在气浮机前往废水中加入絮凝剂三氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)的作用是使废水中的低分子有机物凝集成大颗粒的絮状物，通过气浮和过滤变成渣泥除去。这一过程为物理化学过程，絮凝剂——PAC没有发生质的变化。

由于气浮处理后废渣中的主要成分是低分子有机物，三氯化铝以及其他无机杂质，于是做了以下试验：取双网压滤机脱水后的气浮废渣，放入烘箱内烘干，再将烘干后的废渣置于瓷坩锅内，放入高温炉内，加热到500℃保温2h以上，使废渣燃烧到无炭粒为止(废渣灰分为70%)。然后把坩锅内的灰渣倒入瓷研钵内，研成细末后，用60目筛筛得粉末供试验用。取通过60目的灰渣2克，放入200mL烧杯中，再加入浓度5%HCl (灰渣:HCl=1:2)，适当搅拌，放置1h后备用。灰渣中Al2O3与HCl的反应如下：Al2O3+6HCl——2 AlCl3+3H2O在相同试验条件下，用外购与回收灰渣自制的PAC溶液处理气浮前废水的数据列于下表：

从表中数据看出，用气浮废渣燃烧后的灰渣加HCl制成的PAC与外购PAC比较，不论代替25%、50%还是100%，处理后废水清液中COD含量都在150mg·L-1以下，COD去除率均好于外购产品。据初步估算，1kg灰渣消耗1.5kgHCl (100%)，加上煤电以及人工工资等，1kgPAC (100% Al2O3)成本约4元，比外购PAC成本降低30%左右，把气浮废渣燃烧后制成PAC循环使用，还解决了掩埋废渣用地等问题，是工厂实现清洁生产的好办法。

以上试验数据只是初步结果，至于废渣燃烧去炭的反应条件，三氯化铝在高温燃烧时的变化，灰渣中各种无机物的组分，以及加盐酸反应后生成各种氯化物对废水中有机物絮凝效果的影响等还需要进一步试验和深入探讨。