造纸废水回用工程设计与实践

摘要：针对特种纸产品特点和中水回用要求，采用了砂滤+活性碳过滤+超滤组合系统进一步处理污水处理站出水，提升废水的回用品质。

系统经过3年运行，结果表明：该系统运行稳定，处理效果好。

为了有效防止滤膜发生污堵，需结合出水特点，对进水进行预处理。

经超滤处理后，出水指标：COD Cr ≤50mg/l，浊度≤0.5NTU，pH=6～9，处理成本约0.75元/t。

水质满足车间内回用的要求，对生产和产品质量无明显影响。

关键词：特种纸；超滤膜；造纸废水；回用Abstract: Application of ultra-filtration technology in papermaking waste water can effectively reduce pollution load and increase the reuse rate of waste water. Based on the characteristics of products and requirements of whitewater recycling, a combined system, mechanical filtration, activated carbon filtration and ultra-filtration, was used to improve the quality of reused water. Three year’s operation proved the improved system has a high stability and a high removal rate of pollution load. In order to avoid the filter clogging, pretreatment should be adopted based on the characteristics of white water for specialty paper. The practical running results show after the treatment of ultra-filtration, the COD Cr and turbidity of effluent can be less than 50 mg/l and 0.5NTU, pH is 6-9, with the treatment造纸废水回用工程设计与实践⊙ 伊财富 (浙江恒达新材料股份有限公司，浙江衢州 324401)The engineering design and practice on recycle system of papermaking waste water⊙ YI Cai-fu (Zhejiang Hengda New Material Co., Ltd., Quzhou 324401, Zhejiang, China)cost 0.75 yuan/ton. The quality of the treated water can satisfy the requirement of the standard for reused water, and paper machine running and paper quality were not affected.Key words: specialty paper; ultra-filtration; papermaking waste water; recycle中图分类号：X793; TS761文献标志码：B 文章编号：1007-9211(2017)22-0060-03我国造纸工业废水排放量大，约占全国工业废水总排放量的13.0%[1]。

2016年11月21日，国务院正式印发了《控制污染物排放许可制实施方案》，为企业守法、部门执法、社会监督提供了依据。

造纸行业作为国家第一批排污许可制试点行业，说明了国家对造纸行业的重视。

因此，降低新鲜水用量、提高废水循环利用率是造纸企业可持续发展、保持竞争力的核心问题之一。

与普通文化用纸、包装用纸等纸种相比，特种纸产量小、品种多、附加值高，该类纸种一直是我国造纸工业产量和消费量的增长点。

但是，特种纸企业产品种类多，所用纤维原料、化学品也不同，白水成分复杂，存在废水回用难度大，利用率低的问题。

废水回用时水中的纤维、填料、金属离子、高分子聚合物等均会影响水中的电导率、p H、固体悬浮物含量等重要指标，从而导致管道产生腐浆、功能组分留着率降低、纸张性能劣化等系列问题，影响纸机运行和产品质量[2]。

生产实践PRoDucTion60第38卷第22期 2017年11月注：未提及指标表示其进水已符合用水标准。

表1 中水回用工程出水水质出水要求指标产水量/(m 3/h)(25℃)706～9pH ≤1.0浊度/NTU 浙江恒达纸业有限公司是国内较早从事特种纸生产与研发的企业之一。

公司拥有国际先进水平的特种纸生产线，生产各种高档烟用、医用、食品和建筑装饰辅料等特种纸。

为响应浙江省造纸行业整治号召，公司于2014年对废水处理工程进行改造，以提高废水循环利用水质。

公司造纸废水来自各个车间白水，网毯洗涤水以及一些非生产用水。

生产的特种纸主要有医用透析纸、食品包装纸、烟用接装纸等，其特点是以木浆为原料，产品选用的填料、助留剂、施胶剂等均有差异。

因此，白水细小组分含量高，废水成分较为复杂，回用难度大。

经过多年实践，公司采用了砂滤+活性碳过滤+超滤组合系统对特种纸废水进行处理，提升了中水回用品质，保障生产的稳定运行。

1 中水回用工程试验与改造内容公司于2014年底对原有废水处理站进行了工程改造，以进一步提升回用水的水质。

由于特种纸种类差异导致选用的化学品种类较多，废水中主要含有高分子聚合物、填料、细小纤维等，需要增加对废水进行预处理，并采用超滤膜过滤。

经改造后的最终出水水质指标如下：C O D C r ≤70～80m g/l，浊度8～10N T U，T S S为40～50m g/l，p H为6～9，符合我国制浆造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2008）的要求。

1.1中试试验为确保本次改造工程能够正常、稳定运行，有效防止膜的污堵，采用了砂滤+活性碳过滤+超滤组合系统作为本项目废水的后续处理。

反冲洗以及采用适量的次氯酸钠进行清洗后，超滤膜的通量恢复率达99%以上。

该组合工艺对废水中的悬浮物去除效果明显，出水浊度基本稳定在0.5N T U，但废水的C O D C r 去除率效果不明显，基本稳定在10%～20%之间。

分析中试试验结果后确定，本项目最后出水水质如表1所示。

中水回用系统的进水为现有污水站出水，水质水量均较为稳定，中试试验装置运行效果良好，连续运行约15天，系统未发生污堵情况；故根据中试试验结果，确定采用超滤膜系统作为中水回用工程的主要处理方法。

1.2工艺流程(1）预处理系统预处理系统主要包括原水泵，进水电导、流量等检测仪表，机械过滤器，活性炭过滤器，杀菌剂加药系统，絮凝剂加药系统等。

原水池总容积220m 3，采用地下式钢砼结构，设计流量为140m 3/h，停留时间为1.4h。

石英砂过滤器是系统的重要预处理装置，设计流速10～12m/h，最大处理水量为120m 3/h，主要通过投加絮凝剂后滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体、有机物等杂质，使出水水质的污浊度≤3.0NTU。

活性炭过滤器吸附活性高，但要求水质清澈透明，无大颗粒悬浮杂质，否则容易堵塞活性炭微孔。

活性炭过滤器结构和一般机械过滤器相似，底部支持层装填0.2～0.3m石英砂，上面装1m厚的活性层。

活性炭过滤器设计流速10～12m /h，最大处理水量为120m 3/h，废水通过顶部导入，采用顺流下降过滤。

运行一段时间后，活性炭过滤器因截污量过多，暂时失去活性，则进行反洗、排污。

反洗清水从过滤器底部进入，反洗强度为8～10l/（s .m 2），反洗至出水清澈为止。

活性炭使用期因水质而异，正常运转下可使用1年左右。

经过石英砂过滤以后，绝大部分的细小纤维和填料包括一些胶黏物已经过滤掉了，到了活性炭过滤，小部分的细小纤维、填料、以及胶黏物被多孔结构活性炭所截留，出水污浊度≤1.0N T U。

这样就可以保证进入超滤之前不含图1 中水回用处理工艺流程生产实践PRoDucTion61Nov ., 2017 Vol.38, No.22China Pulp & Paper Industry悬浮物，胶黏物，可以大大延长超滤膜的反冲洗周期。

对原水预处理前，需添加杀菌剂N a C l O，通过其水解产生H C l O，该氧化剂可与微生物细胞蛋白质形成N-C l键，抑制微生物生长，从而防止后处理工段的超滤膜系统因细菌滋生而堵塞；加药采用P E储药箱（1000l），加药计量泵流量范围0～530l/h。

还需添加絮凝剂来提高砂滤、活性炭过滤器的过滤效果，从而对超滤膜系统起到有效的保护作用。

(2）超滤膜系统废水经过预处理后，采用超滤膜进行进一步处理。

膜系统设计流量为80m3/h，选用耐化学性很强的聚偏氟乙烯（P V D F）超低压中空纤维膜。

进水压力为0.3M P a，膜组件包含超滤膜36支，单位过滤面积约为60m2，膜丝充填率高，运行回收率≥90%；过滤方式采用外压式错流过滤。

膜表面的均匀细小微孔，为稳定良好的过滤水质提供了保障。

该设备运行简单、易操作，在低压下也可正常运行，因此可降低电耗，节约成本。

超滤系统还可有效截留大肠杆菌、鞭毛虫、噬菌体等细菌，同时可去除大分子有机物，从而可有效保证过滤后水质。

2 运行过程中存在的问题及解决方案本项目设计的初衷就是为了提高中水回用比率，降低排放总量，从而降低吨纸水耗；不仅是为了满足环保的要求，同时也能够降低吨纸的用水成本。

超滤膜系统实际运行过程中就碰到一系列问题，尤其是溶解性的高分子聚合物堵塞超滤膜，诸如阳离子分散松香胶、P VA、淀粉等。

这是膜处理系统不能长期有效运行的最大障碍，我们采取了一系列前端处理设施有效降低废水中这些大分子物质的量。

例如生产当中用松香胶的纸机，我们利用浅层气浮池将细小纤维和松香胶处理掉；而生产当中用P V A的纸机，所有白水经过80目的倾斜滤网过滤掉大部分的细小纤维和P V A。

经过车间内部简单处理的白水汇总到污水处理中心，然后经过过滤、絮凝沉淀之后再进入膜处理系统可以大大延长石英砂和活性炭的反冲洗周期，同时也大幅延长了超滤膜反冲洗的周期。

使用膜处理系统深度处理废水达到中水回用的目的，每个工厂应该根据自己生产纸种的特点，弄清废水当中所含的成分；采取针对性的措施最大限度地保证进入超滤膜系统的洁净程度，从而延长超滤系统的使用周期以及提高单位时间的产水量。