论文部分内容阅读
[摘 要]造纸废水是造成我国水体污染的主要污染源之一。本文简述了造纸各阶段产生废水的特性，并对造纸废水处理技术的应用研究进展进行总结。提出联合法是处理造纸废水的最佳方法，而其充分发挥需要新型混凝剂的开发、微生物培养等技术的更新与支持。
[关键词] 造纸；废水特性；废水处理；联合法
中图分类号：X703 文献标识码 A . 文章编号：
造纸行业是世界六大工业污染源之一，它产生的废水量约占国内工业总废水量的10%，是造成水污染的重要污染源。本文介绍了各流程产生废水的特性及處理技术的研究进展，总结了造纸废水处理技术，并指出联合法是最佳方法。
1. 造纸废水的特性
造纸废水大体上可分为：备料废水、制浆废水、中段废水、纸机白水、废纸制浆废水。
1.1 备料废水特性
在进入制浆主生产工艺之前，要对原料进行不同程度的预处理，使其满足工艺生产的需要，这一过程称为备料。
（1） 木材原料备料废水特性
备料车间剥皮工段废水含有一定量的木材抽出物，这些木材抽出物以溶解胶体的形式存在，是废水毒性的主要来源。
（2） 非木材原料备料废水特性
以草类和芦苇等为原料的制浆工艺，为防止尘土草屑飞扬，多数工厂都有喷淋装置，但这样会使草屑及原料中部分水溶性物质进入废水中，增加废水BOD5和CODCr的含量。
1.2 制浆废水特性
制浆废水的污染负荷和制浆工艺中粗浆得率有直接的关系，粗浆得率低则制浆废水的污染负荷高。
1.3 中段废水特性
中段废水是指经黑液提取后的蒸煮浆料在洗涤、筛选、漂白以及打浆中所排出的废水。中段废水含有较多的木质素、纤维素、有机酸等有机物，以可溶性CODCr为主。
1.4 纸机白水特性
纸机白水是在抄纸过程中产生的，含有的物质包括细小纤维、抄纸所添加的填料、溶解物（DS）、胶体物（CS）及悬浮物等。白水的污染物负荷以不溶性COD为主，白水中含有的细小纤维可以回收。
1.5 废纸制浆造纸废水特性
废纸制浆造纸废水主要来源于废纸脱墨、洗涤、浆料净化筛选、浓缩和纸机湿部在制浆部分的残渣、洗涤、漂选过程中产生的洗涤废水等。废纸制浆废水主要含有油墨、细小纤维、填料及助剂、油墨中溶出的有毒物质等。
2. 造纸废水处理技术应用及研究进展
2.1 造纸废水处理技术应用
制浆废水通过常规的碱回收工艺可以得到回收利用；纸机白水通过气浮或多盘真空过滤等处理后可直接回用于生产；通常所说的造纸废水主要指的是中段水，具有排放量大、COD高、pH变化幅度大、色度高、有硫醇类恶臭气味、可生化性差等特点，属于较难处理的工业废水之一。下面从五个方面介绍目前造纸废水处理的方法。
2.1.1 物理法
常用物理法有气浮、吸附和砂滤等。涡凹气浮作为一种新型气浮法，省掉了溶气罐等设备，能耗是传统气浮的10.0%～12.5%。用活性炭吸附处理混凝后的造纸废水，可将COD从300 mg/L降到100 mg/L。用混凝和砂滤对生化后的造纸废水进行深度处理，可以明显降低废水的污染程度。
2.1.2 物理化学法
（1） 混凝法
在新型混凝剂的开发方面，微生物絮凝剂作为一种能够自然降解的新型絮凝剂，目前已应用于造纸废水处理并取得良好的效果。粉煤灰、硅藻土等矿物质制成的混凝剂也开始应用于水处理领域。
（2） 化学氧化法
湿式氧化法是在高温高压下以氧气或空气为氧化剂，氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物，使之生成CO2和H2O的一种处理方法。用湿式氧化法处理造纸黑液，控制一定的温度、压力，可使黑液中有机物氧化降解。
超临界水氧化法是一种能够彻底破坏有机物结构的新型氧化技术，处理有机废水时具有反应速率快、反应完全和无二次污染等特点。超临界状态下的水具有常态时所没有的一些性质，有机物在超临界水中，很容易被普通氧化剂氧化。
（3） 电化学法
采用电凝聚法处理中段水，COD去除率可达91.7%。微电解技术也可应用于漂白工段废水的脱色处理，色度去除率达90%。
（4） 微波技术
微波技术是一种较先进的污染处理技术，超高频电磁波及高能电子束能杀灭细菌和病毒，且不生成副产物，无二次污染。
（5） 膜分离法
用膜化学反应器处理造纸废水的生化出水，最佳工艺条件下对COD、色度的去除率分别为87.1%和95%。用无机陶瓷微滤膜处理草浆黑液，对木素类物质、COD的去除率分别大于85%和60%。
2.1.3 生物法
生物法包括好氧法、厌氧法和酶处理法。国内好氧法处理中段水主要有活性污泥法、好氧生物流化床法、缺氧一好氧两段活性污泥法、升流式曝气生物滤池、接触氧化法、循环式活性污泥系统等。而与常规生物法相比，酶处理法具有催化效能高、反应条件温和、对废水及设备要求较低、反应速率快、对浓度和有毒物质适应范围广、可以重复使用等优点。
2.1.4 生态法
发达国家从20世纪90年代起广泛采用人工湿地处理工业废水，出水COD、BOD5分别能达30 mg/L和10 mg/L以下。
2.1.5 联合法
目前造纸废水的联合处理法较多。化学絮凝一气浮串联生物接触氧化工艺处理再生纸生产废水，能够将中段水回用率提高至88%。采用还原铁床与固定化曝气生物滤池联合工艺深度处理，COD由320 mg/L降至30 mg/L左右，色度由251倍降至18倍。用厌氧一混凝工艺处理造纸废水在最佳条件下，除pH偏低外，COD、色度和SS均满足有关标准要求。在添加适量碱调节pH至6～9的条件下，该工艺处理中段水是可行的。
2.2 技术存在问题及发展方向
（1） 物理化学法具有适应性强等优点，但也存在着很多不足，高效混凝剂和混凝设备的研制，价格低廉、容易再生吸附剂的开发，高效氧化反应器的不断完善等都是物化法研究的重要课题。
（2） 生物法具有高效、无二次污染、处理费用低等优点，但难以进一步降低废水中有机污染物的含量。新型高效的复合生物反应器的研究应成为生物法进一步研究开发的核心。
（3） 生态法既节省了投资和运行费用，又解决了污染问题，但受土地、环境和气候等条件的制约，具有一定的局限性。土地处理及稳定塘等技术对造纸废水处理的工艺组合及水力负荷、污染负荷等参数的确定将成为研究的重点。
（4） 清洁生产技术、资源回收利用技术的开发和改进可减少末端治理的难度。制浆技术及回收工艺的改进、高效除硅技术、用其他行业废水凝聚黑液的以废治废技术等都是该领域的重要研究方向。
3. 结语
综合以上可知，制浆造纸工业的废水有其自身的特性特点，在选择废水处理工艺时，需要根据不同工艺吨浆（纸）的污染物负荷，选择合适的处理方法。而造纸行业废水处理方法较多，实际应用中采用单一技术难以达到理想的处理效果，只有通过联合法，才能做到经济性和实用性的统一。
参考文献
[1] 洪卫，冯晓静，蒋文强.造纸中段废水深度处理的研究.中国造纸，2006，25（2）：65～66.
[2] 马丽丽，解庆林，游少鸿.厌氧一混凝工艺处理造纸中段废水实验研究.净水技术，2007，26（3）：54～56.
[关键词] 造纸；废水特性；废水处理；联合法
中图分类号：X703 文献标识码 A . 文章编号：
造纸行业是世界六大工业污染源之一，它产生的废水量约占国内工业总废水量的10%，是造成水污染的重要污染源。本文介绍了各流程产生废水的特性及處理技术的研究进展，总结了造纸废水处理技术，并指出联合法是最佳方法。
1. 造纸废水的特性
造纸废水大体上可分为：备料废水、制浆废水、中段废水、纸机白水、废纸制浆废水。
1.1 备料废水特性
在进入制浆主生产工艺之前，要对原料进行不同程度的预处理，使其满足工艺生产的需要，这一过程称为备料。
（1） 木材原料备料废水特性
备料车间剥皮工段废水含有一定量的木材抽出物，这些木材抽出物以溶解胶体的形式存在，是废水毒性的主要来源。
（2） 非木材原料备料废水特性
以草类和芦苇等为原料的制浆工艺，为防止尘土草屑飞扬，多数工厂都有喷淋装置，但这样会使草屑及原料中部分水溶性物质进入废水中，增加废水BOD5和CODCr的含量。
1.2 制浆废水特性
制浆废水的污染负荷和制浆工艺中粗浆得率有直接的关系，粗浆得率低则制浆废水的污染负荷高。
1.3 中段废水特性
中段废水是指经黑液提取后的蒸煮浆料在洗涤、筛选、漂白以及打浆中所排出的废水。中段废水含有较多的木质素、纤维素、有机酸等有机物，以可溶性CODCr为主。
1.4 纸机白水特性
纸机白水是在抄纸过程中产生的，含有的物质包括细小纤维、抄纸所添加的填料、溶解物（DS）、胶体物（CS）及悬浮物等。白水的污染物负荷以不溶性COD为主，白水中含有的细小纤维可以回收。
1.5 废纸制浆造纸废水特性
废纸制浆造纸废水主要来源于废纸脱墨、洗涤、浆料净化筛选、浓缩和纸机湿部在制浆部分的残渣、洗涤、漂选过程中产生的洗涤废水等。废纸制浆废水主要含有油墨、细小纤维、填料及助剂、油墨中溶出的有毒物质等。
2. 造纸废水处理技术应用及研究进展
2.1 造纸废水处理技术应用
制浆废水通过常规的碱回收工艺可以得到回收利用；纸机白水通过气浮或多盘真空过滤等处理后可直接回用于生产；通常所说的造纸废水主要指的是中段水，具有排放量大、COD高、pH变化幅度大、色度高、有硫醇类恶臭气味、可生化性差等特点，属于较难处理的工业废水之一。下面从五个方面介绍目前造纸废水处理的方法。
2.1.1 物理法
常用物理法有气浮、吸附和砂滤等。涡凹气浮作为一种新型气浮法，省掉了溶气罐等设备，能耗是传统气浮的10.0%～12.5%。用活性炭吸附处理混凝后的造纸废水，可将COD从300 mg/L降到100 mg/L。用混凝和砂滤对生化后的造纸废水进行深度处理，可以明显降低废水的污染程度。
2.1.2 物理化学法
（1） 混凝法
在新型混凝剂的开发方面，微生物絮凝剂作为一种能够自然降解的新型絮凝剂，目前已应用于造纸废水处理并取得良好的效果。粉煤灰、硅藻土等矿物质制成的混凝剂也开始应用于水处理领域。
（2） 化学氧化法
湿式氧化法是在高温高压下以氧气或空气为氧化剂，氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物，使之生成CO2和H2O的一种处理方法。用湿式氧化法处理造纸黑液，控制一定的温度、压力，可使黑液中有机物氧化降解。
超临界水氧化法是一种能够彻底破坏有机物结构的新型氧化技术，处理有机废水时具有反应速率快、反应完全和无二次污染等特点。超临界状态下的水具有常态时所没有的一些性质，有机物在超临界水中，很容易被普通氧化剂氧化。
（3） 电化学法
采用电凝聚法处理中段水，COD去除率可达91.7%。微电解技术也可应用于漂白工段废水的脱色处理，色度去除率达90%。
（4） 微波技术
微波技术是一种较先进的污染处理技术，超高频电磁波及高能电子束能杀灭细菌和病毒，且不生成副产物，无二次污染。
（5） 膜分离法
用膜化学反应器处理造纸废水的生化出水，最佳工艺条件下对COD、色度的去除率分别为87.1%和95%。用无机陶瓷微滤膜处理草浆黑液，对木素类物质、COD的去除率分别大于85%和60%。
2.1.3 生物法
生物法包括好氧法、厌氧法和酶处理法。国内好氧法处理中段水主要有活性污泥法、好氧生物流化床法、缺氧一好氧两段活性污泥法、升流式曝气生物滤池、接触氧化法、循环式活性污泥系统等。而与常规生物法相比，酶处理法具有催化效能高、反应条件温和、对废水及设备要求较低、反应速率快、对浓度和有毒物质适应范围广、可以重复使用等优点。
2.1.4 生态法
发达国家从20世纪90年代起广泛采用人工湿地处理工业废水，出水COD、BOD5分别能达30 mg/L和10 mg/L以下。
2.1.5 联合法
目前造纸废水的联合处理法较多。化学絮凝一气浮串联生物接触氧化工艺处理再生纸生产废水，能够将中段水回用率提高至88%。采用还原铁床与固定化曝气生物滤池联合工艺深度处理，COD由320 mg/L降至30 mg/L左右，色度由251倍降至18倍。用厌氧一混凝工艺处理造纸废水在最佳条件下，除pH偏低外，COD、色度和SS均满足有关标准要求。在添加适量碱调节pH至6～9的条件下，该工艺处理中段水是可行的。
2.2 技术存在问题及发展方向
（1） 物理化学法具有适应性强等优点，但也存在着很多不足，高效混凝剂和混凝设备的研制，价格低廉、容易再生吸附剂的开发，高效氧化反应器的不断完善等都是物化法研究的重要课题。
（2） 生物法具有高效、无二次污染、处理费用低等优点，但难以进一步降低废水中有机污染物的含量。新型高效的复合生物反应器的研究应成为生物法进一步研究开发的核心。
（3） 生态法既节省了投资和运行费用，又解决了污染问题，但受土地、环境和气候等条件的制约，具有一定的局限性。土地处理及稳定塘等技术对造纸废水处理的工艺组合及水力负荷、污染负荷等参数的确定将成为研究的重点。
（4） 清洁生产技术、资源回收利用技术的开发和改进可减少末端治理的难度。制浆技术及回收工艺的改进、高效除硅技术、用其他行业废水凝聚黑液的以废治废技术等都是该领域的重要研究方向。
3. 结语
综合以上可知，制浆造纸工业的废水有其自身的特性特点，在选择废水处理工艺时，需要根据不同工艺吨浆（纸）的污染物负荷，选择合适的处理方法。而造纸行业废水处理方法较多，实际应用中采用单一技术难以达到理想的处理效果，只有通过联合法，才能做到经济性和实用性的统一。
参考文献
[1] 洪卫，冯晓静，蒋文强.造纸中段废水深度处理的研究.中国造纸，2006，25（2）：65～66.
[2] 马丽丽，解庆林，游少鸿.厌氧一混凝工艺处理造纸中段废水实验研究.净水技术，2007，26（3）：54～56.