造纸厂废水处理技术研究
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摘 要：目前，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。本文总结出造纸废水的危害、来源以及特性，并提出来现阶段比较先进的造纸废水处理技术。
关键词：造纸废水；废水处理；特性
造纸废水按其产生环节分为制浆废液、中段水和纸机白水。制浆废液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，它含有木素、半纤维素、糖类、残碱、无机盐、挥发酸、有机氯化物等，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。为有效控制造纸行业带来的水环境恶化和缓解水资源日趋紧缺的局面，世界各国不断加大对造纸行业的环境执法力度，既要求排放废水水质达标、主要污染物排放总量达标，又要对造纸行业用水量进行控制。
1造纸废水的危害
纸厂造纸前，原料需要用大量碱水来浸泡.还需要换水，就这样就把清澈的水变为酱油色水，除气味难闻外，水里含碱等很多化学制剂。使水不能灌溉农田，不能搞任何养殖，严重时使河道两岸树木枯死，空气异味使两岸居民难于居住。造纸工业的废水若未经有效处理而排入江河中，废水中的有机物质发酵、氧化、分解，消耗水中的氧气，使鱼类、贝类等水生生物缺氧致死；一些细小的纤维悬浮在水中，容易堵塞鱼鳃，也造成鱼类死亡；废水中的树皮屑、木屑、草屑、腐草、腐浆等沉入水底，淤塞河床，在缓慢发酵中，不断产生毒臭气；废水中还有一些不容易发酵、分解的物质，悬浮在水中，吸收光线，减少阳光透入河水，妨碍水生植物的光合作用；另外带有一些致癌、致畸、致突变的有毒有害物质。
2造纸废水的来源及特性
不同的造纸工艺以及纸质的种类，其使用的原料不同，包括木材，非木材的稻草、麦草等。其使用的制浆方法也不同，包括常见的机械制浆、化学制浆等方法。另外在制浆过程中各种方法使用的化学添加剂也不相同，因此其废水的种类包含了很多种。其产生大多出现在制浆和抄纸两个生产过程中，这两项工艺都排出大量废水。制浆产生的废水，污染最为严重。洗浆时排出的废水呈黑褐色，称为黑水，黑水中污染物浓度很高，BOD高达5―40g/L，含有大量纤维、无机盐和色素。漂白工序排出的废水也含有大量的酸碱物质。抄纸机排出的废水，称为白水，其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。就制浆和抄纸这两大来源详细来说的话又可分为：备料废水、蒸煮废水、中段废水、冷凝废水。
3造纸废水处理技术
3.1造纸废水的预处理
目前的造纸原料大多为木材或者稻草、麦草等非木材物质，那么制浆厂在备料过程中排放的污水中往往会含有许多木屑、碎皮、塑料、纸浆纤维屑等细小的悬浮物，另外在抄纸的工序中也会产生大量含有较高纤维浓度的白水。这些物质会影响到水泵以及相关机器设备的运行，特别是对生物处理中UASB、水解酸化等工艺的布水系统造成严重堵塞。所以在进入主体处理设备之前要进行初步的预处理，通常采用的是设置格栅拦截大悬浮物，设置筛网拦截细小悬浮物。
格栅一般用在大水量的造纸废水处理中，由于废水水量大，且悬浮物颗粒种类较多，设置格栅能够有效拦截较大的悬浮物，处理能力高，不易堵塞。针对造纸废水的特点的总结，在工程实践中一般设置粗细格栅，粗格栅栅缝间隙常采用10-15mm，细格栅栅缝间隙通常采用1-5mm。格栅机主要有回转式机械格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机、反切式旋转细格栅机等。
筛网通常应用在水量相对较小、废水中含有大量的细小悬浮物如纸浆等，同时还可以网除大颗粒的漂浮物，对悬浮物及大颗粒物质的网除率可达到90%以上。工程实践表明，筛网间隙一般为30-60目，安装形式采用固定式安装，安装角度为40-50°，安装角度不易过大，过大则造成过水负荷降低，使处理能力降低同时也增加了部分投资，过小则易造成筛网堵塞，加大了清渣难度，影响处理效果。
3.2造纸废水处理方法
3.2.1物化处理
采用气浮或沉淀方法，通过投加混凝剂，可去除绝大部分SS，同时去除大部分非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD5。处理效果与选用的设备、工艺参数、混凝剂等有关，其COD去除率一般高于制浆中段水的COD去除率，通常能达到70%-85%。对吨纸废水排放量>150m3、浓度较低的中小型造纸企业，通过气浮或沉淀处理，出水水质指标可达到或接近国家排放标准。其典型的处理工艺流程如下：废水→筛网→集水池→气浮或沉淀→排放。
3.2.2物化与生化处理相结合
对于吨纸废水排放量较低、废水含COD较高的大中型造纸企业，期望通过单级气浮或沉淀的物化方法达到国家一级排放标准有较大的难度，因为可溶性COD、BOD5主要需通过生化方法才能有效去除。一般，当执行COD≤100mg/L的排放标准时，原水COD浓度不宜超过600～800mg/L；当执行COD≤150mg/L的排放标准时，原COD浓度不宜超过800～1000mg/L。因此，在原水SS和COD浓度较高时，应在一级物化处理之后接生化方法处理，使处理出水最终达到国家排放标准的要求。
A/O（缺氧―好氧）处理工艺，通过缺氧段的微生物选择作用，只是对有机物进行吸附，吸附在微生物体的有机物则在好氧段被氧化分解。因此A段停留时间短，约在40～60min。由于A段微生物的筛选和对有机物的吸附作用，能有效地抑制O段丝状菌生长，控制污泥膨胀。当废水经过混凝沉淀或气浮处理后，A/O工艺的有机负荷为0.5kgCOD/（kgMLSS・d）时，其COD去除率可达90%左右。
物化加生化处理方法的典型工艺流程如下：废水→筛网→调节→沉淀或气浮→A/O或接触氧化→二沉池→排放
3.2.3碱回收处理
碱回收处理法是目前解决黑液问题比较有效的方法，通过黑液提取、蒸发、燃烧、苛化四个主要工段，可将黑液中的SS、COD、BOD一并彻底去除，并可回收碱，产生二次蒸汽（能量）。然而，碱回收系统技术要求高，设备投资较高，由于中小型造纸厂一般无力承担建设碱回收系统所需的高额费用，碱回收系统目前仅主要应用于大型造纸厂。此外，草浆厂产生的白泥中硅含量高，不易回烧成石灰，白泥有可能造成二次污染。
4结束语
综合所述，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全面了解废水来源、制浆造纸工艺等相关内容，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，各种方法都存在着不同程度的技术问题。随着现代科技水平的不断发展，将有更多更先进的造纸废水处理技术应用于实践，这些处理技术，必将对造纸废水处理技术的系统研究奠定坚实的基础。
参考文献
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