造纸废水处理

制浆造纸废水处理摘要：造纸工业废水排放量大，水污染严重，生态破坏性大，是水体污染的一个重要来源，多年来一直是困扰世界各国造纸工业和环境界的热门话题和研究的重点，尤其在我国显得更为突出。

本文介绍制浆造纸废水的来源与特点，以及国内外处理蒸煮废液、中段水及白水的主要方法，包括物理法、化学法、物理化学法、生物法等，为造纸废水治理工艺选择提供借鉴和参考。

关键词：制浆造纸；废水；处理技术Abstract: The paper industry wastewater emissions, water pollution, eco-destructive, is an important source of water pollution, has been a hot topic and focus of the study of the troubled countries in the world paper industry and the environmental community, especially in the China is even more prominent.This article describes the sources and characteristics of the pulp and paper wastewater, as well as at home and abroad deal with the main method of cooking waste, gray water and white water, including physical, chemical methods, physical and chemical, biological, papermaking wastewater treatment process select providing reference.Keywords: Pulp and Paper; wastewater; processing technology造纸业是传统的用水大户，也是造成水污染的重要污染源之一。

随着经济的发展，企业日益面临水资源短缺、原料匮乏的问题，而另一方面，水污染也越来越严重。

目前我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位，造纸工业对水环境的污染最为严重，它不但是我国造纸工业污染防治的首要问题，也是全国工业废水进行达标处理的首要问题。

据统计，在加拿大50%的废水源自造纸厂[1]。

而我国县及县以上造纸及纸制品工业废水排放量占全国工业总排放量的18.6%，其中处理排放达标量占造纸工业废水总排放量的49.3%，排放废水中COD约占全国工业COD总排放量的44.0%。

近年经多方不懈努力，造纸工业水污染防治已经取得了一定的成绩，虽然纸及纸板产量逐年增加，但排放废水中的COD却逐年降低。

由此看出，造纸工业初步实现了“增产减污”的目标。

但目前造纸行业约占排放总量50%的废水尚未进行达标处理，废水污染防治任务还相当繁重。

一制浆造纸废水的来源与特点制浆造纸废水是指化学法制浆产生的蒸煮废液（又称黑液、红液），洗浆漂白过程中产生的中段水及抄纸工序中产生的白水，它们都对环境有着严重的污染。

一般每生产1 t硫酸盐浆就有1 t有机物和400 kg碱类、硫化物溶解于黑液中；生产1 t亚硫酸盐浆约有900 kg有机物和200 kg氧化物（钙、镁等）和硫化物溶于红液中。

废液排入江河中不仅严重污染水源，也会造成大量的资源浪费。

如何消除造纸废水污染并使废液中的宝贵资源得到利用是一项具有重大社会意义和经济价值的工作，应当受到重视。

1.1 蒸煮工段废液即碱法制浆产生的黑液和酸法制浆产生的红液。

我国绝大部分造纸厂采用碱法制浆而产生黑液，这里将黑液作为主要的研究对象。

黑液中所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90%以上，且具有高浓度和难降解的特性，它的治理一直是一大难题。

黑液中的主要成分有3种，即木质素、聚戊糖和总碱。

木质素是一类无毒的天然高分子物质，作为化工原料具有广泛的用途，聚戊糖可用作牲畜饲料。

1.2 中段水制浆中段废水是指经黑液提取后的蒸煮浆料在筛选、洗涤、漂白等过程中排出的废水，颜色呈深黄色，占造纸工业污染排放总量的8%~9%，吨浆COD负荷310 kg左右。

中段水浓度高于生活污水，BOD和COD的比值在0.20到0.35之间，可生化性较差，有机物难以生物降解且处理难度大。

中段水中的有机物主要是木质素、纤维素、有机酸等，以可溶性COD为主。

其中，对环境污染最严重的是漂白过程中产生的含氯废水，例如氯化漂白废水、次氯酸盐漂白废水等。

次氯酸盐漂白废水主要含三氯甲烷，还含有40多种其他有机氯化物，其中以各种氯代酚为最多，如二氯代酚、三氯代酚等。

此外，漂白废液中含有毒性极强的致癌物质二恶英，对生态环境和人体健康造成了严重威胁。

1.3 白水白水即抄纸工段废水，它来源于造纸车间纸张抄造过程。

白水主要含有细小纤维、填料、涂料和溶解了的木材成分，以及添加的胶料、湿强剂、防腐剂等，以不溶性COD为主，可生化性较低，其加入的防腐剂有一定的毒性。

白水水量较大，但其所含的有机污染负荷远远低于蒸煮黑液和中段废水。

现在几乎所有的造纸厂造纸车间都采用了部分或全封闭系统以降低造纸耗水量，节约动力消耗，提高白水回用率，减少多余白水排放。

二制浆造纸废水的治理技术目前，国内外制浆黑液的治理主要有碱回收法(适合木浆黑液，草浆黑液碱回收还存在一些问题)、酸析法、等离子体技术、膜分离技术、絮凝沉降法、生物处理法;中段废水处理方法主要有物理法、生物法(多数采用厌氧和好氧结合)、物化法、综合法；纸机白水处理方法主要有过滤法、絮凝法、气浮法、膜分离法。

下面将介绍几种常用的制浆造纸废水处理方法。

2 化学法制浆蒸煮废液的治理技术2.1 常规的碱回收工艺2.1.1湿裂化法[2]裂化所用黑液，须浓缩为14%-18%的固形物，在19~23 MP , 350℃~370℃进行湿裂化反应15-30 min,黑液中的有机物转化成气体、焦油、炭粉和少量有机酸。

黑液中的硅酸钠在CO2高分压下转化为Si03沉淀。

在常压下采用沉降方法将湿化产物分离，并加以利用。

2.1.2湿式燃烧法该工艺主要是利用有机物燃烧回收碱和热能。

采用多效蒸发器将黑液浓缩，使其中有机物燃烧，在高温下无机物变为熔融状态，主要成分为Na2C03，加入石灰、苛化为NaOH后，再回用到制浆生产中去，从而达到回收碱并循环利用的目的。

大型木浆厂碱回收率可达90% ,苇、蔗渣浆厂达70% ,稻麦草浆可达60%。

此外，非木纤维纸浆黑液除硅降粘技术的发展也为草浆湿式燃烧碱回收工艺的应用提供了强有力的技术支持。

目前，国内还没有对于用湿式氧化法处理造纸废水的报道，国外的报道也较少，verenichs等通过湿法氧化处理将废水中的生物降解能力增加了30%~70%。

2.1.3电渗析法[3]草木浆碱法蒸煮黑液，采用阳离子交换膜及活动阳极式电槽，可回收蒸煮用烧碱以及木素为主的阳极产品。

该法的设备费用及钢材的用量都比较低，但电耗大。

许力[4]用超声波膜电解装置回收碱,回收率达85%。

恒丰纸业集团采用烟气酸析净化-单阳膜电渗析法治理黑液,以废制废, CODCr去除率63·2%,木素去除率85%~97%。

2.1.4直接回收法该工艺是将黑液浓缩成为固体物，并与赤铁矿混合进行高温反应，生成固体松散的铁酸钠，然后水解生成碱液和赤铁矿固体，赤铁矿固体可浓缩使用一该技术工艺流程短、无苛化和白泥处。

2.2生物处理法生物法是利用微生物降解代谢有机物为无机物来处理废水。

通过人为的创造适于微生物生存和繁殖的环境，使之大量繁殖，以提高其氧化分解有机物的效率。

根据使用微生物的种类，可分为好氧法、厌氧法和生物酶法等。

2.2.1好氧法好氧生物处理是利用好氧微生物在有氧条件下将污水中复杂的有机物降解，并用释放出的能量来完成微生物本身的繁殖和运动等功能的方法，是处理污水的最常利用的方法。

常用的好氧处理方法有活性污泥法、生物膜法、生物接触氧化、生物流化床等方法。

活性污泥法是以活性污泥为主体，利用活性污泥中悬浮生长型好氧微生物氧化分解污水中的有机物质的污水生物处理技术，是一种应用最广泛的废水好氧生物处理技术。

在造纸废水中应用较多的为间歇曝气式活性污泥法(SBR法)。

间歇曝气式活性污泥法又称序批式活性污泥法(5BR)，与传统的活性污泥法相比，反应机理相同，运行操作不同，采用间歇曝气，主要设备仅用反应池，污泥在池中依次完成反应、沉淀、排水及排泥工序。

与传统活性污泥法相比，它的设备简单，占地平均减少30%，投资节约20%~40%，运行费用低，处理效率高。

该法可适应于负荷的变动，能有效地防止污泥膨胀。

施英乔等人研究发现，序列活性污泥的沉降指数在曝气池运行10d后即降至100ml/g以下，而常规活性污泥法SVI值在150~250ml/g之间，这表明序列活性污泥法处理过程的厌氧一缺氧一好氧环境抑制了引起污泥膨胀的丝状菌的繁殖生长，同时证明了序列活性污泥法的优势。

2.2.2厌氧生物法厌级生物处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧的条件下降解有机污染物的处理技术。

在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解和转化为简单、稳定的化合物.同时释放能量。

其中大部分能量以甲烷的形式出现。

厌氧技术处理高浓度有机废水有其独特的优势。

国内运用厌氧消化技术处理制浆造纸废水起步较晚,多用UASB反应器。

IC厌氧反应塔有比传统UASB更为突出的优点,在造纸废水处理中可取代UASB作为厌氧处理系统的关键设备。

湖南某造纸厂[5]采用二相厌氧-混凝法处理制浆造纸综合废水取得了显著效果, CODCr排放总量削减率达80%,水体水质明显改善。

2.2.3 生物酶法酶处理有机物的机理是先通过酶反应形成游离基，然后游离基发生化学聚合反应生成高分子化合物沉淀。

与其它微生物处理相比，酶处理具有催化效能高、反应条件温和、对废水质量及设备情况要求较低、反应速度快、对温度、浓度和有毒物质适应范围广、可以重复使用等优点。

金适等人利用分离亚铰废液中的固形物(固含量为12%~18%)，采用能使纤维素、木素降解的白腐真菌，进行生物转化处理，不仅可提高其饲用营养价值，同时，利用生物转盘，使废液与白腐真菌接触6~8h，COD可除去50%，BOD去除75%，而且色度值也下降。

不过，由于酶的流失和失活问题及成本等问题，生物酶法的大规模工业应用还受到一定的制约。

3中段水的处理3.1物理法物理法就是采用各种筛网、斜形筛、格栅等作为中段污水预处理，主要阻截回收水中较大的废纸浆纤维，供给生产普通板纸，掺加量一般在10%~15%。