废纸制浆技术发展

废纸制浆过程污染物的产生和清洁生产组员：周宇超唐洁李鑫曾怀安董徐芳彭南彪一、分析: 废纸制浆过程中废水中的主要物质成分及处理方法、先进的处理技术。

二、关键词：废纸；废水处理；固体污染物；溶解污染物；胶体污染物。

三、正文：废纸回收利用在减少污染、改善环境、节约原生纤维资源及能源、保护森林资源等方面能产生巨大的经济效益和环境效益，是实现造纸工业可持续发展以及社会可持续发展的一个非常重要的方面，因此,有人称之为“城市的森林”工业。

世界上的发达国家对废纸的回收利用，不论在规模上，还是在生产技术方面都已经具有相当水平，废纸回收利用和林纸一体化已逐步成为现代制浆造纸工业的两大发展趋势。

目前。

全世界造纸用纤维原料中废纸约占40％，未来废纸的用量和比重还将会持续增长。

预计到2010年，世界废纸消费量将接近22500万吨。

中国是世界废纸最大的进口国和消费大国，2006年废纸浆消耗量3380万吨(相当于4225万吨废纸)，其中进口废纸浆1570万吨(相当于1962万吨废纸)。

但是，中国的废纸回收利用率低，与世界平均水平及发达国家之间还有很大的差距，中国的废纸回收利用有着巨大的发展潜力。

与此同时，中国面临着对进口废纸资源依赖程度高等问题。

伴随着中国经济的快速发展和纸张消费量的提高，废纸需求量还将进一步增加。

为此，中国政府加大了在政策、资金与技术上的支持力度，废纸回收产业将成为一个新兴的投资热点。

在这个巨大的产业里面，蕴藏着一个庞大的问题，那就是只讲过程中的废水处理问题。

每年几百万吨的废纸再利用，那么它所用的水呢？水的问题该怎么解决，这是一个很严重的问题，如果解决不好，那么之前做的种种也不过是徒劳，什么保护环境，什么废物利用什么绿色能源，都是不切实际的空谈。

那么，应该怎么处理废水的问题呢？首先,让我们先来了解一下废水中有哪些污染物。

废水中主要的污染物分为以下几种，即:固体污染物、可溶解污染物、胶体污染物等。

固体污染物主要是：填料、染料、纤维、尘土、形状较大的各种杂质等等。

对它们的处理方法主要以沉淀法和气浮法为主。

这种方法适用于固体污染物和其他污染物中不可溶解的物质。

因为沉淀是最理想的对处理固体不溶物的方法，它既经济实惠，有很环保，不利用化学制剂即可成功的对不溶物进行处理。

气浮法处理废水的基本原理是将一定量的空气吸人密闭容器内，施加一定压力使空气溶解于废水中，使容器内的废水成为容器废水，然后在减压的情况下将溶解在废水中的空气重新释放出来，形成微小气泡，大量的微小气泡吸附在废水的悬浮物周围，降低了悬浮物的比重，当比重小于1时，悬浮物则上浮于水面，经过浓集达到水和悬浮物分离的目的。

这种处理叫做一级物化处理也称为初级处理，是以物理方法为主，辅以化学方法，主要是去除废水中轻质与重质的杂物，以及部分悬浮物质，减轻后续处理工艺的负荷。

同时调节pH值，为后续处理的进行提供条件。

经过一级处理的废水通常达不到排放标准，还必须经过二级处理。

废水一级处理的基本流程如下：废水流经格栅，轻质杂物被截留除去，然后经过沉砂池去除砂石、沉淀池去除重质杂物之后，进入二级处理系统。

在废纸制浆废水处理中比较难处理的并不是固体污染物，而是可溶解污染物和胶体污染物，它们的成分有：有机酸、溶解的有机和无机盐、碳水化合物、木素产物、油墨中的可溶物、化学添加剂的可溶成分、分散在废水中的细小的形成稳定胶体的污染物等等。

废水中的某些溶解性的污染物，可通过化学氧化还原过程将其转化为容易从水中分离的形态，然后再用常规的处理工艺(如混凝沉淀、吸附等)将其从水中除去；或将其转化为无害的新物质(如c09，以达到去除COD、BOD的目的。

通常的作法是将化学处理与混凝沉淀结合在一起。

化学处理剂(即氧化剂)可以先加入到废水中以进行预氧化，然后再进行混凝沉降；也可以与混凝剂同时投加，以产生混凝剂与氧化剂的协同作用效果；还可以在混凝沉淀后的某个处理阶段投加，以进行废水的深度处理。

化学处理法所采用的氧化剂主要有高锰酸钾、次氯酸钠、二氧化氯、Fonton试剂等。

对于不同性质的废水，使用不同氧化剂所取得的效果存在较大差异。

高锰酸钾氧化处理微污染水具有良好的效果，其不但能够降解有机污染物，杀菌消毒，而且还具有预氧化助凝除浊作用。

高锰酸钾、次氯酸钠、Fonton试剂处理废纸造纸废水的效果进行研究，结果表明，高锰酸钾是良好的预处理剂，而次氯酸钠则是较好的深度处理剂。

采用高锰酸钾预氧化的方法处理废纸造纸废水，具有过程简单、操作方便、投资省、效果好等优点。

其工艺流程与混凝沉淀法的流程完全相同，只需在调节池中加入适当量的高锰酸钾溶液，保持一定的反应时间，即可进行混凝沉淀操作。

对某工厂的废纸造纸废水进行处理实验，取得了满意的效果。

处理1 t废水所耗费的高锰酸钾药剂费用约为0．08～0．10元。

化学法处理废纸造纸废水结果用次氯酸钠对混凝沉淀后的出水进行深度处理，也能取得较好的效果，但与高锰酸钾预氧化法相比，表现为药剂投加量较大、效果稍差。

因此采用高锰酸钾预氧化法较为适宜。

废纸造纸废水经化学处理法处理后，其各项指标均优于国家排放标准，同时也满足回用水水质的要求。

由于化学处理法减少了有害物质的积累，因此在实际应用中要尽量提高回用水量，以降低生产成本、减少水资源的浪费。

对于废水中的大量胶体物质，由于不能直接用物理方法祛除，或者说用物理方法取出成本过高，必须使胶体微粒失去稳定性析出。

胶体物质多带负电，所以向水中加入电解质和高分子聚合物，可使交替失去稳定性，胶体之间互相聚结而从液体中析出。

析出的胶粒团由高分子聚合物于胶粒间相互作用，使一个高聚物链上可以吸附多个胶粒，高分子聚合物的吸附作用使胶粒相互聚结絮凝。

当金属盐或金属氧化物作混凝剂时，在一定PH范围内，将产生迅速沉降的金属氢氧化物，使水中胶粒被这些沉降物吸附并夹带，从水中沉降出去，这是混凝过程中的网捕机理。

当沉降物带正电荷时，沉降速度可因水中阴离子存在而被加快。

利用这种方法就可将废水中的胶体污染物去除了。

白腐茵用于处理造纸废水微生物： Livemoche等人利用白腐菌对漂白废水处理情况进行的研究，发现白腐菌能有效降解废水中的木质素。

Reid等研究表Phanerochaete chrysosporoum对造纸废水也有较好的处理效果。

2004年吴娟等用白腐菌处理来自纸浆造纸废水，木素和COD去除率分别达到71％和48％。

Jaouani等从46株白腐菌筛选出13株可以有效降解造纸废水木素的白腐菌。

邓耀杰等用白腐菌对草类亚硫酸盐浆CEH漂白废水进行处理发现能较有效地去除废水中的COD，COD去除效率与废水本身pH值有关，并推测其能对废水中污染物质氯代酚类化合物能够直接降解。

2005年李雪芝等利用8株不同的白腐菌处理造纸废水，优选出一株可以直接应用于造纸废水的处理的白腐菌L02并优化其处理工艺，可降低废水CODCr含量(降低84％以上)和废水的色度(降低93％以上)，并可以降低废水的pH值，显示出了良好的工业化应用前景。

利用适当的办法对白腐真菌进行固定化来处理造纸废水会有更好的应用价值。

李朝霞等研究同定化白腐菌发现其在降解木素能力和代谢稳定性等方面明显强于悬浮态白腐菌，具有处理造纸废水的潜在能力。

加拿大浆和纸研究协会振荡培养菌丝球处理漂白废水也发现有脱色效果，他们接着研制出颗粒床固定化反应器，脱色率最高可达80％。

将白腐菌利用在生物膜转盘也有较好的处理效果，生物膜转盘反应器，脱色率(60—70%)。

可见利用微生物来处理废水也是很有效的。

但值得关注的是，这种方法虽然很便宜，可他的难度非常的大，而且很浪费时间。

相比于传统的化学方法还是未被广泛使用。

不过，随着造纸工业的迅猛发展，造纸废水越来越多，对于环境的压力也越来越大。

对于造纸废水的治理势必成为可持续发展的必要措施。

当今，越来越多的生物方法应用到工业生产的各个方面，造纸工业也不例外。

利用产漆酶、木素过氧化酶、锰过氧化酶的白腐菌处理造纸原料，利用漆酶处理纸浆增强纸张强度等等，这些无疑将减少造纸工业带来的污染，但这些大都还处于实验室研究阶段，而目前如何处理净化造纸废水减少环境污染依然是个巨大的挑战。

生物法处理造纸废水以其独特的优点越来越受到人们的注视，白腐菌因其在降解木素等大分子方面的优点，势必会有越来越多的利用高效的白腐菌株处理废水的研究，真菌、好氧厌氧细菌的综合利用，有效的工艺流程也将是未来研究的重要方向，生态法处理造纸废水也会更多受到人们的关注。

随着科学技术的不断法发展，也有不少新的废水处理方法问世，比如：纳米TiO2 光催化处理。

纳米TiO2 在紫外光的照射下具有非常强的氧化能力,可以使绝大多数有机物直接降解,生成无毒无味的CO2、H2O及一些简单的无机物,达到一次性降解污染物的目的。

天然改性高分子絮凝剂，淀粉来源广、价格低廉、产物可完全生物降解，在自然界中可形成良性循环。

淀粉分子带有很多羟基，通过这些羟基的酯化、醚化、氧化、交联等反应，可改变淀粉的性质，工业上便是利用这些化学反应生产改性淀粉。

利用它作为絮凝剂既经济又资源广泛。

四、总结：当前废纸再生造纸在造纸业已占有相当重要的地位。

因此，人们对废纸造纸废水这一新污染源进行治理的要求也日益提高。

随着废纸处理技术的发展，废纸造纸废水处理的工艺和设备也需要不断改进。

目前主要应在以下几个方面做更深入的研究：①进一步提高洗涤和澄清能力。

②尽可能多地回收纤维。

③加强化学品生产商和设备制造者之间的密切协作。

④提高废水的封闭循环能力。

废纸造纸废水中的污染物是多种多样的，往往要采用多种方法组合成的处理工艺系统，才能达到预期的处理效果。

如化学氧化一混凝法、Fenton试剂——超声波氧化——活性炭吸附法、絮凝——生化处理、中和二氧化氯氧化——吸附法等不同方法的结合。

无论是新技术还是旧技术，只要能为人类服务，是环境更美好，我们都会接受的。

五、参考文献：王如一等制浆造纸废水深度处理技术的发展环保与节能；肖翔等废纸造纸废水处理技术环境科学与管理第33卷第2期2008年2月吴香波等造纸废水微生物处理现状和发展湖北造纸2008年第3期陈永静等废纸造纸废水有机污染物的降解研究环境科学与技术第31卷第6期2008年6月万金泉等废纸造纸废水特点及其处理技术科普园地马晓鸥等废纸再生造纸废水的特性和处理工艺工业水处理 1999年第19卷第4期陈庆蔚等当代废纸制浆技术中国轻工业出版社。