当代制浆造纸废水深度处理技术与实践

当代制浆造纸废水深度处理技术与实践

摘要：提高当代制浆造纸废水处理技术，不仅能够有效促进区域经济以及环境

发展，而且能够有效推动经济结构调整。随着国家对环境治理力度的加大，造纸

工业采用新生产工艺以及对废水深度处理，已经很难适应国家建设资源节约型社

会的发展趋势。鉴于此，本文就当代制浆造纸废水深度处理技术与实践展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：纸浆造纸；深度处理；实践

造纸工业废水排放量大，组分复杂，色度高，化学需氧量高，可生化性差，

特别是含有纤维素、半纤维素、单糖、木素及其衍生物等难降解有机物，易造成

严重污染，是难处理的高浓度有机废水之一，被美国列为六大公害之一。造纸废

水经传统处理后出水指标一般难以达到国家《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）。为此，随着水资源日益紧缺以及水污染物排放总量控制日渐

严格，废水深度处理技术的研究日渐活跃，深度处理技术的应用势在必行。

1、概述

制浆造纸工业是一个能耗高、污染物产排量大、对环境污染较为严重的行业

之一；主要原因是该行业废水排放量大，且废水中污染物成分复杂，浓度高，去

除难度大。目前，国内常采用“一级物化+二级生化”的方式处理制浆造纸综合废水，可有效去除废水中的大部分污染物。然而，随着环保要求的不断提高，废水中污

染物允许排放浓度降低，仅采用“物化+生化”的处理方式，废水中污染物排放浓度达不到《纸浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）的限值要求。

2、水质特征

制浆造纸废水中的主要污染物有4类：还原性类（如木素及衍生物等），用COD表征；可生物降解类（如半纤维素、寡糖、有机酸及醇等），用BOD表征；悬浮类（如细小纤维、无机填料等），用SS表征；色素类（如油墨、染料、木质素等），用色度表征。二级生化处理后，废水中仍含有多种有机物质，主要包括

木素、木素衍生物、纤维素、漂白药剂及施胶过程中的添加剂等，不同污染物各

具特点，构成了二级生化出水水质的多样性[3]。二级生化处理后，废水中COD、

色度等污染物的浓度仍然较高，仍达不到GB3544-2008的排放限值要求。因此，

需对二级生化出水进行深度处理，确保污染物达标排放。

3、当前制浆造纸废水深度处理研究的现状

造纸工业是世界上六大污染工业之一，我国造纸行业年排放废水量达40亿吨，占全国工业废水排放量的1/6，具有排放量大、污染物复杂、难处理等特点。由于其污染性巨大而且处理难度大，所以就要考虑到在带来巨大经济效益的同时，也严重影响着人类的生存环境，长久发展下去会有难以想象的后果，这是我们不

得不考虑到的现实因素。

4、当代有关制浆造纸废水处理措施

4.1、物化法

1）混凝法：混凝法通常比较常用，是指通过混凝剂处理废水，使出水水质

科达造纸工业水污染物排放标准中的一级标准，可以选择的混凝剂种类很多较为

好获取，所以这种方式以相对较少的投入，较高的性价比的优势被经常应用。2）气浮法：气浮法是指在造纸废水中回收废纸浆，着重处理中段废水，通过装置上

的独立，使出水水质达到造纸工业废水排放标准二级标准。气浮法所应用的装置，技术含量很高，适用性强，且操作简单，运行费用相对较低。3）膜分离法：这

是一种应用化学变化实现对难降解的有机物造纸废水的处理，要考虑到污水水质

的特点，应用在特定条件下效果十分明显。4）吸附法：这是一种相对简便的办法，也是较为基础的方式，即利用粉末性活性炭作为吸附剂，使出水标准达到国

家有关于工业污水的排放标准。

4.2、运用吸附剂进行处理

运用吸附处理法进行处理，主要是指依靠吸附剂进行废水处理。吸附剂上具

有密集的孔状结构和庞大的比表面积，运用专门的吸附物进行对污水的处理，比

表层面存在大量的活性基因和吸附物的各种化学元素，通过吸附物的离子转换产

生吸引力，达到对废水中污染物的吸附功能，吸附污染物是有选择＊性的聚集各

种有机物和无机物，最终达到净化废水的目的。我国通常采用的吸附剂是活性炭、活性焦或者粉煤灰等材料，其中也包括大孔吸附树脂等，这样能够大大提高吸附

剂的吸附能力，使废水得到净化。吸附剂处理方法中，吸附剂的选择是关键。当

前废水处理中的吸附剂材料主要是活性炭。活性炭的表面积大，吸附的污染物量

也比较大，水中的溶解性有机物吸附能力较强，但是采用活性炭深度处理废水污

染物的成本非常高，并且很容易造成二次污染，所以以活性炭为主的吸附剂，在

市场上的应用慢慢受到限制。粉煤灰自身的表面积也非常大，空隙高，孔隙率大，吸附性能好，而且价格相对比较便宜，但其直接利用到废水处理上的效果不好，

需要结合其他的材料和技术对其进行改进，故而其在制浆造纸方面的前景非常广阔。大孔吸附树脂是最具有市场前景的吸附剂原材料，它的大孔结构注定了它的

吸附能力非常优越，其具有和活性炭相同的特点，但是吸附能力比活性炭更强大，具有非常好的市场应用性。

4.3、膜分离处理法

这种技术主要是采用一种特殊的薄膜，对废水中的一些化学元素和化学成分

进行选择性过滤的处理方式。根据薄膜的规格可以分为微滤、超滤、纳滤等级，

薄膜分离法处理制浆造纸中的废水污染物的时间很短，但是由于处理效果非常好，所以发展和传播速度非常快。薄膜分离处理技术的分离技术、净化技术、浓缩技

术和过滤技术，比传统的废水处理技术的优点明显得多。薄膜处理技术的优点在

于占地面积小、操作环境好、工作方便简单，维护方式简单易行、无二次污染等。这些就加速了薄膜处理技术的发展，为制浆造纸中的废水处理提供了更加先进技术。

5、制浆造纸废水深度处理技术的展望

制浆造纸废水是一个十分复杂的混合体系，应用传统的处理技术已经很难达

到最新的排放要求。因此，必须加强对制浆造纸废水深度处理技术的研究与工程

应用，建议向以下几方面发展：（1）生物基因工程技术。生物酶处理无疑是高效、省时的一种手段，但存在处理成本高、处理条件苛刻和酶易失活等缺点，因此，可以运用生物基因工程的最新技术和手段提高菌种的适应性和处理效率，有

效促进生物酶（尤其是漆酶）在造纸工业和环境保护领域的工程应用。（2）复

合仿生物酶处理技术。仿生物酶体系的核心成分为金属配位化合物，结构稳定，

对条件要求不高，在功能上能达到与酶相同的效果。该工艺具有工艺简单、投资少、运行和处理成本低、废水COD和色度去除率高的优点，适用于草浆和木浆等造纸综合废水的深度处理。（3）组合技术。开展“物化-生化”组合工艺在制浆造

纸废水深度处理中的工程化应用研究。如，电化学技术与固定化微生物技术联合，