造紙廠污水如何處理

造紙生產(chǎn)過程中用水很多，生產(chǎn)1t紙約需水300~500m3，在造紙廢水中，不僅含有大量造紙原料（約有20%原料隨廢水流失），而且含有大量化學(xué)藥品及其他雜質(zhì)，所以如果造紙廢水不經(jīng)處理任意排放，會對水體造成極大的危害。

造紙廠污水如何處理，我們只有在了解其特點的基礎(chǔ)上才能選擇出合適的處理方法和工藝。

造紙污水的特點

1、蒸煮木漿（或草漿）所生成的廢液，又稱黑液。

2、打漿機和精漿機排出的污水，稱打漿污水。

3、造紙機污水，其中可以直接使用的稱為白水。

這些污水中含有的主要污染有以下幾種：

1、懸浮物 包括可沉降懸浮物和不可沉降懸浮物，主要是纖維和纖維細(xì)料（即破碎的纖維碎片和雜細(xì)胞）

2、易生物降解有機物 包括低分子量的半纖維素、甲醇、乙酸、甲酸、糖類等。

3、難生物降解有機物 主要來源于纖維原料中所含的木質(zhì)素和大分子碳水化合物。

4、毒性物質(zhì) 黑液中含有的松香酸和不飽和脂肪酸等。

5、酸堿毒物 堿法制漿污水ph值為9~10；酸法制漿污水ph值為1.2~2.0.

6、色度 制漿污水中所含殘余木質(zhì)素是高度帶色的。

基本處理方法

廢紙造紙污水的SS、COD濃度較高，COD則由非溶解性COD和溶解性COD兩部分組成，通常非溶解性COD占COD組成總量的大部分，當(dāng)污水中SS被去除時，絕大部分非溶解性COD同時被去除。因此，廢紙造紙污水處理要解決的主要問題是去除SS和COD。

廢紙造紙污水中的BOD5值較低，BOD5與COD的比值一般為0.15～0.25，可生化性較差。混凝處理方法只能去除部分BOD5，絕大部分BOD5的去除主要應(yīng)采用生化方法解決。

1、 氣浮或沉淀法

采用氣浮或沉淀方法，通過投加混凝劑，可去除絕大部分SS，同時去除大部分非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD5。其典型的處理工藝流程如下：
污水→篩網(wǎng)→集水池→氣浮或沉淀→排放
氣浮和沉淀均為物化處理方法，處理效果與選用的設(shè)備、工藝參數(shù)、混凝劑等有關(guān)，其COD去除率一般高于制漿中段水的COD去除率，通常能達(dá)到70%～85%。對噸紙污水排放量＞150m3、濃度較低的中小型廢紙造紙企業(yè)，通過氣浮或沉淀處理，出水水質(zhì)指標(biāo)可達(dá)到或接近國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
氣浮和沉淀法各自的優(yōu)缺點比較見表2。
表2 氣浮與沉淀法比較

zui近幾年來，在氣浮法中淺層氣浮異軍突起。淺層氣浮具有水力停留時間短(＜5min)、池體水深淺(僅500mm)、處理效果好等優(yōu)點。它應(yīng)用淺池理論和“零速度”原理，*改變了傳統(tǒng)推流式氣浮池的進(jìn)出水及污泥分離方式，污水在氣浮池中處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，微氣泡吸附污泥后可垂直向上浮起，固形物上浮速度為4～10cm/min，可在短時間內(nèi)獲得出水，其SS、COD去除率可略高于沉淀法，對中型規(guī)模的污水處理有其一定的*性。

2、 物化與生化處理相結(jié)合
對于噸紙污水排放量較低、污水含COD較高的大中型廢紙造紙企業(yè)，期望通過單級氣浮或沉淀的物化方法達(dá)到*排放標(biāo)準(zhǔn)有較大的難度，因為可溶性COD、BOD5主要需通過生化方法才能有效去除。一般，當(dāng)執(zhí)行COD≤100mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)時，原水COD濃度不宜超過600～800mg/L；當(dāng)執(zhí)行COD≤150mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)時，原COD濃度不宜超過800～1000mg/L。因此，在原水SS和COD濃度較高時，應(yīng)在一級物化處理之后接生化方法處理，使處理出水zui終達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
物化加生化處理方法的典型工藝流程如下：
污水→篩網(wǎng)→調(diào)節(jié)→沉淀或氣浮→A/O或接觸氧化→二沉池→排放
A/O(缺氧—好氧)處理工藝，通過缺氧段的微生物選擇作用，只是對有機物進(jìn)行吸附，吸附在微生物體的有機物則在好氧段被氧化分解。因此A段停留時間短，約在40～60min。
由于A段微生物的篩選和對有機物的吸附作用，能有效地抑制O段絲狀菌生長，控制污泥膨脹。當(dāng)污水經(jīng)過混凝沉淀或氣浮處理后，A/O工藝的有機負(fù)荷為0.5kgCOD/(kgMLSS•d)時，其COD去除率可達(dá)90%左右。寧波中華紙業(yè)有限公司的廢紙造紙污水的COD在1500～3000mg/L，經(jīng)混凝沉淀加A/O生化法處理，出水COD為60～100mg/L，各項指標(biāo)均達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
生物接觸氧化法具有掛膜快、無污泥回流系統(tǒng)、無污泥膨脹危害、日常運行管理容易等優(yōu)點，在中小型有機污水處理中應(yīng)用較多。寧波八方集團造紙廠1×104t/d黃板紙生產(chǎn)污水，采用氣浮加生物接觸氧化法處理工藝，取得了良好的效果，各項指標(biāo)均達(dá)到*排放標(biāo)準(zhǔn)。但是在相同條件下，接觸氧化法處理效果不如活性污泥法，雖然無污泥膨脹，但在二沉池需要更低的表面負(fù)荷，而且填料的定期更換問題也應(yīng)引起重視。

3、 污泥處置與綜合利用
回收漿料
造紙過程中漿料的流失不可避免，做好流入污水中的廢漿回收有兩個好處：一是回收的漿料可回用于造紙或外售作為低檔紙的原料，產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益；二是降低污水處理負(fù)荷，減少藥劑消耗。
廢漿的回收，一般采用篩網(wǎng)微濾，用60～70目尼龍網(wǎng)或機械格柵，篩網(wǎng)的規(guī)格和材質(zhì)的選用與水質(zhì)有關(guān)，如生產(chǎn)涂布白板紙污水的纖維比較細(xì)小，需要選用細(xì)篩網(wǎng)，但太細(xì)則過水效果差，影響污水處理量。一般機械格柵的柵距在0.15～0.25mm時，截留纖維效果不錯，SS去除率為30%～50%，COD去除率為20%～30%，既能滿足過水量的需要，又能達(dá)到提高回收率的目的。

污泥脫水

污水經(jīng)物化、生物方法處理后，其中的懸浮物有90%以上分離出來成為污泥。通常原料廢紙有5%左右進(jìn)入污水，噸紙將產(chǎn)生70～80kg的絕干污泥，折合：氣浮污泥(沉淀濃縮污泥)含水率97%，污泥量約2.3～2.6t/t紙；機械脫水后污泥含水率75%左右，干污泥量約0.3～0.4t/t紙；自然干化污泥含水率較高，污泥量＞0.7t/t紙。
污泥脫水采用壓濾機脫水，大中型企業(yè)以帶式壓濾機為多，中小型企業(yè)以板框壓濾機為多。也有一些小企業(yè)采用自然干化方法，自然干化容易造成二次污染，南方地區(qū)尤甚，應(yīng)避免采用。

造紙廠污水如何處理，下面我們介紹一下工藝的選擇：

工藝方案的選擇對于污水處理設(shè)施的建設(shè)、確保處理設(shè)施的處理效果和降低運行費用發(fā)揮著zui為重要的作用，因此需要結(jié)合設(shè)計規(guī)模、污水水質(zhì)特性以及當(dāng)?shù)氐膶嶋H條件和要求，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的處理工藝技術(shù)，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟分析后優(yōu)選出不錯的總體工藝方案和實施方式。

在污水處理設(shè)施的總體工藝方案確定中，遵循以下原則：

1、所選工藝必須技術(shù)、成熟，對水質(zhì)變化適應(yīng)能力強，運行穩(wěn)定，能保證出水水質(zhì)達(dá)到工廠使用標(biāo)準(zhǔn)及國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2、所選工藝應(yīng)減少基建投資和運行費用，節(jié)省占地面積和降低能耗。
3、所選工藝應(yīng)易于操作、運行靈活且便于管理。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)水量，應(yīng)能對工藝運行參數(shù)和操作進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
4、所選工藝應(yīng)易于實現(xiàn)自動控制，提高操作管理水平。
5、所選工藝應(yīng)zui大程度減少對周圍環(huán)境的不良影響（氣味、噪聲、氣霧等）。

造紙污水的回收利用方法

由于造紙污水由三種污水組成：黑液、打漿機污水和造紙機污水，因此它的回收利用主要是針對這三種污水展開。

1、黑液的回收利用

對造紙黑液的處理是造紙業(yè)廢水處理的關(guān)鍵，目前，常用的造紙黑液處理技術(shù)有堿回收法、絮凝沉淀法、膜分離法、酸析法、好氧活性污泥法及生物技術(shù)法等。其中堿回收法是目前技術(shù)zui成熟、工業(yè)中應(yīng)用zui廣泛的造紙黑液處理方法。

堿回收技術(shù)是造紙黑液處理較為成熟的技術(shù)，在各地取得了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)不同的工作原理，又可分為燃燒法、電滲析法及黑液氣化法等。

燃燒法堿回收技術(shù)的完整流程分為提取、蒸發(fā)、燃燒、苛化-石灰回收四道工序。基本原理是將黑液濃縮后在燃燒爐中進(jìn)行燃燒將有機鈉鹽轉(zhuǎn)化為無機鈉鹽，然后加入石灰將其苛化為氫氧化鈉，以達(dá)到回收堿和熱能的目的。

黑液與漿料分離后，提取出來的木（草）漿稀黑液濃度較低，必須將其通過蒸發(fā)系統(tǒng)去掉大部分水分，濃縮至45-80%的濃度，再將濃縮后的黑液噴入堿回收鍋爐爐膛燃燒，黑液燃燒產(chǎn)生的熱量可用于工藝或發(fā)電。黑液中的有機鈉鹽在爐內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴诘奶妓徕c，同時把補充的芒硝還原成硫化鈉，熔融物從堿爐底部排出，溶解后形成含少量鐵離子的綠液。所得綠液與石灰進(jìn)行反應(yīng)，其中的碳酸鈉被苛化為氫氧化鈉。苛化后澄清的液體稱為白液，即可重新用于制漿蒸煮。將苛化產(chǎn)生的白泥進(jìn)行高溫煅燒，可以回收石灰用于苛化過程。

燃燒法堿回收工藝技術(shù)成熟，運行穩(wěn)定，但工程投資較大，適用于規(guī)模較大的造紙企業(yè)，當(dāng)前各國對黑液處理主要采用燃燒法回收堿的技術(shù)路線。但燃燒法堿回收容易受到黑液中硅成分的干擾：黑液中的二氧化硅與堿作用生成硅酸鈉，在燃燒過程中易形成結(jié)垢，影響了堿回收過程的順利進(jìn)行。木漿中硅含量較低，因此堿回收進(jìn)行較順利，堿回收率可達(dá)95~98%。但我國森林資源緊張，草類資源相對豐富，因此形成了以草漿造紙為主的造紙產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，草漿黑液中較高的硅含量影響了堿回收的效果。近年來，草漿黑液堿回收同步除硅技術(shù)已成功進(jìn)行了生產(chǎn)性試驗，該技術(shù)的推廣必將大幅提高我國造紙黑液堿回收整體效率。我省泰格林紙集團永州湘江紙業(yè)股份有限公司以馬尾松為原料生產(chǎn)本色硫酸鹽木漿，其造紙黑液處理即采用傳統(tǒng)的燃燒法堿回收工藝。2006年，該廠進(jìn)行擴建并形成木漿為主輔以少量竹漿，年產(chǎn)10萬噸的紙漿生產(chǎn)規(guī)模。新的堿回收系統(tǒng)同時投產(chǎn)，設(shè)計日處理黑液4000m3，堿回收蒸發(fā)站采用8體6效全板式降膜蒸發(fā)器（I效蒸發(fā)為3體，II~VI效蒸發(fā)為單體），堿爐為日處理固形物量530－630噸的次高壓低臭式堿爐，苛化工段采用壓力過濾器工藝；產(chǎn)生的白泥采用拋棄填埋處理，未進(jìn)行綜合利用處理。配套熱電車間選用90T/H循環(huán)硫化床鍋爐，配備2.5/3.0MW汽輪發(fā)電機組。總體上實現(xiàn)了黑液處理排放合格，為造紙行業(yè)污染治理提供了成功的范例。

電滲析法

電滲析法工藝一般采用循環(huán)式流程，黑液通過陽極室循環(huán)，稀堿液通過陰極室循環(huán)。在直流電場作用下，Na+通過陽膜進(jìn)入陰極室，與電解產(chǎn)生的OH–結(jié)合生成NaOH而得以回收堿；陽極室黑液由于電解產(chǎn)生H+而不斷被酸化，到一定程度時，將大部分木質(zhì)素沉淀析出。電滲析法堿回收具有工藝過程簡單，操作方便、設(shè)備投資少，易于自動化等特點。為了進(jìn)一步提高堿回收率并降低耗電量，尚需對電極和膜片進(jìn)行改進(jìn)。

 黑液氣化法

黑液堿回收除了常采用上述兩種方法外，在國外還普遍使用的一種方法是黑液氣化法。其原理是將黑液在高溫快速反應(yīng)器中氣化，使其中的有機物轉(zhuǎn)化為清潔的可供燃?xì)廨啓C使用的燃料氣體。黑液氣化法比傳統(tǒng)的燃燒回收更有效，且環(huán)境友好性強，是制漿造紙工業(yè)能源生產(chǎn)與回收的一種有前景的技術(shù)。

對比以上三種工藝，總體上講，燃燒法堿回收能夠比較充分、全面地回收利用資源，對于規(guī)模在年產(chǎn)量在1.7萬噸以上的造紙企業(yè)，該技術(shù)在經(jīng)濟上可收回成本或有一定收益。但我國由于木材短缺，采用非木纖維原料生產(chǎn)的紙漿占紙漿總量的70%以上，這樣的原料結(jié)構(gòu)限制了工廠的生產(chǎn)規(guī)模，80%以上是年產(chǎn)2萬噸以下的中小型造紙廠，這些企業(yè)基本上不具備堿回收系統(tǒng)。

2、打漿機污水回收利用

紙漿經(jīng)過打漿機排出的污水，其所含成分與黑液相同，只不過濃度較低。由于所含的有機物質(zhì)（纖維和堿等）數(shù)量少，回收較困難，但污水 中的總固體、懸浮物和BOD5仍然很高，直接排放對水體污染仍很嚴(yán)重，因此需要進(jìn)行處理。主要處理方法包括混凝沉淀法、氣浮法、活性污泥法、穩(wěn)定塘法、生物濾池法及A/O法等。

3、造紙機污水回收利用

從造紙機上排出的污水中含有大量纖維，如不回收利用，將造成很大浪費，因此，對造紙機器污水必須加以充分的回收和重復(fù)利用。這些水部分可以用來稀釋紙漿（如案錕排出的白水），部分送至打漿工程使用（吸水箱和伏錕所壓出的污水），打漿工程用不了的污水，應(yīng)送到回收裝置進(jìn)行飼料回收。