造纸污水处理的一些体会

造纸污水处理的一些体会

隋思州

浦华控股有限公司（紫光环保）

制浆造纸工业的整个过程中，包括从备料到成纸、化学品回收、纸张的加工等都需要大量的用水。虽然生产过程中也有回收、处理、再用，但仍有大量的污水排入水体，造成了水体的严重污染。在瑞典和芬兰，制浆造纸工业排水中的有机污染物排放量占全部工业排水中有机污染物的80％。在我国，据统计，1995年造纸工业排水量为23.9亿m3，仅次于化学工业和钢铁工业的年排水量；1997年县及县以上造纸企业污水排放量为27亿m3，占全国工业总排放量的13％，而COD的排放量407万吨，占全国总排放量的47.5％；SS排放量202.9万吨，占全国工业总排放量的23.6％。造纸工业水污染治理已经成为造纸行业及全社会关注的热点，也是造纸企业生存与发展的关键。

制浆造纸工业中的制浆是指用化学方法，或者机械方法，或者化学与机械相结合的方法，使植物纤维原料离解，变成本色浆或漂白制浆的生产过程。主要的浆种分为：化学浆、半化学浆、化学机械浆、机械浆。造纸是指将纸浆抄造成纸产品的过程。制浆造纸（白纸类）过程可概括表示如下图：

磨浆——

原料贮备→备料 →蒸煮 →洗涤→筛选→漂白→打浆→施浆、加填

蒸煮（或浸渍）和磨浆 抄造 ←除砂、精选 一、造纸污水的来源

制浆造纸生产过程中的污染物主要有三个来源：一是来自制浆废

液，二是制浆过程中洗、选、漂工段的所谓的中断水，三是造纸机白水。植物纤维经化学蒸煮后，一般可的到45％－80％的纸浆，其余的20％－55％的物质进入污水中。不同浆种污染物发生量差别很大。

不同浆种污染物发生量（蒸煮产生的）

主要浆种 粗浆得率 ％ CODCr污染物发生量kg/t 1300 1000 400－500 134（包括造纸） 碱法/硫酸盐法（草浆） 45－48 亚钠或亚铵法 半化学浆 废纸造纸 55－60 75－80 1、制浆蒸煮黑液

制浆造纸行业的主要污染物来源是蒸煮黑液，所产生的CODCr、BOD约为全过程的90％以上。以碱法麦草浆为例，一般每生产1吨化学浆约需2.2吨麦草，300kg烧碱（NaOH），有1.5吨废弃物进入蒸煮黑液中。而1.5吨废弃物中含有约1吨有机物（木素占有机物的40％左右），0.5吨无机物(其中主要来源于烧碱)。如果不对蒸煮黑液回收或综合治理而直接送往厂外处理，不仅浪费资源，而且处理费用很高。碱回收是治理碱法黑液的经济有效的途径。黑液提取不仅是碱回收效率的关键，而且是中段水处理负荷的基础依据。黑液提取率高，中段水处理的工程费，运行费相应降低。

2、制浆中段水

洗涤、筛选、漂白再加上碱回收蒸发过程的污冷凝液，统称制浆中段水。浆料在漂白过程中（因漂白又是一次脱木素过程），又产生

一定的污染物，吨浆大约50kgCODCr进入漂白污水（指麦草浆）。

3、造纸机剩余白水

造纸剩余白水主要来源于纸张抄造过程。白水主要含有短小纤维、填料，少量果胶、蜡、糖类，主要是SS、 CODCr较高，可在生产车间内充分回用。

二、造纸污水处理技术原则分析

造纸污水主要指中段水。主要有机污染物有：木素、木素衍生物、纤维素、半纤维素、糖类、有机酸等。其高低各个企业差别很大，与黑液提取率密切相关。碱法漂白麦草浆CODCr一般1000－1500mg/l。造纸污水中的有机物可生化性比较差，BOD5 /CODCr 一般小于0.3，难降解的CODCr 主要由大分子的木素及其衍生物组成。

1、 造纸污水处理技术原则

(1)选择成熟可靠的工艺，保证出水达到排放标准的要求； (2)尽可能降低处理的运行费用和降低工程建设投资

(3)力求运行管理简单，减少工艺过程和设备的维修维护工作量。2、水质及其技术分析

造纸污水属于中等浓度的污水，一般好氧生化法可以去除大部分BOD5，同时部分消除毒性，降低发泡，减少SS，但是，色度较高，出水CODCr一般较高。

由于制浆造纸行业污水发生量较大（一般企业日排水量在数千至数万m3），在现有的生化法污水处理工艺中，活性污泥法较合适。由于可生化性差，仅用好氧工艺，难以达到越来越严格的排放标准。采用水解－好氧活

性污泥法是较合理的技术方案。

3、水解酸化

水解酸化可以改善污水的可生化性。有机物的水解过程是缓慢的过程。其反应速度与许多因素有关，其中PH（最佳PH=6）、温度、生物浓度和基质的亲和性是最重要的，总的来说，颗粒越大亲和性越低。

大多数生物聚合物是可以生化降解的。半纤维素能被许多微生物降解。淀粉水解成多糖，进一步水解成葡萄糖。脂肪水解成甘油和高级脂肪酸。蛋白质水解成多肽、氨基酸。高度木质化的纤维素、木素及其衍生物（草、木材）难水解。经过水解，许多大分子有机物转化为较小的、溶解性的小分子有机物。

在酸化过程中，溶解性有机物主要转化为挥发性脂肪酸。脂肪酸的种类取决于环境因素、起始基质和活性微生物种群。经过水解酸化，大分子有机物转化为小分子有机物，如淀粉水解成葡萄糖，进一步转化成丁酸、丙酸、乙酸、乳酸、乙醇、H，CO2等；蛋白质水解成氨基酸，并且发生脱氨基作用，生成NH3和有机酸。部分有毒性有机物经过水解酸化，分子结构发生变化，如卤代烃的卤素原子被取代，其毒性降低或脱毒，并且可生化性变好。

三．造纸污水处理的一些体会

作为高水耗、高污染的行业，造纸污水处理与其他行业相比有其特点。 1、 水量

制浆造纸企业污水产生量都比较大，而且是连续生产，生产污水排放量相对稳定，水量小时变化小，不必设较长停留时间的调节池，只需设合

适容积的集水池。

2、 水温

造纸企业生产过程中大量的热量转移到污水中，车间排水温度一般比较高，如化学机械浆污水可达50℃以上，一般好氧污水处理中的微生物不能在这样的环境中生存。对这样的污水必须设计降温措施，如设置冷却塔。

3、 水质

造纸污水处理中，需特别注意的水质参数有PH、SS、BOD5/CODCr、营养盐。

（1）PH 造纸企业污水的PH与制浆工艺和黑液的提取率密切相关。减法制浆可高达10—11，酸法制浆可低至3－4，对过高和过低的污水需加酸碱中和调节，再生化处理。

（2）SS 制浆造纸企业污水悬浮物一般较高，有的可达1500mg/l。其中的成分对污水处理工艺参数和设备管道的确定影响很大。而且企业之间差别很大。如福建某企业，生产碱法木浆，SS低于200mg/l，无机物含量也低；山东某企业集团，SS约1000mg/l，无机物含量高，初沉池污泥中无机物达60％，因为生产中使用大量的滑石粉和碳酸钙。

（3）营养盐 大部分造纸企业污水中N，P含量比较低，难以满足生化法处理的需要，在工艺运行时必须投加化肥。如福建某企业，进水CODCr约1000mg/l，而N-NH3不足5mg/l。但是，亚铵法制浆企业不必加氮肥，而是要脱氮。山东某企业，亚铵法生产麦草浆，CODCr约为3000mg/l ,SS约为1000mg/l，而N-NH3高达150mg/l。

（4）BOD5/CODCr 造纸污水中的有机物可生化性较差，溶解部分

的CODCr主要是木素、木素衍生物、纤维素、半纤维素、糖类、有机酸等。木素及其衍生物、纤维素属于难生物降解有机物，在污水中含量高，如减法麦草浆，木素及其衍生物约占黑液中有机物的40％。不同的造纸原料，木素含量差别较大：麦草22.34％，芦苇21.17％，福建毛竹30.67％，四川兹竹31.28％，四川黄竹23.5％，四川西风竹22.71％，针叶木29％，阔叶木21％。产地不同，含量也是变化的。

我国制浆造纸原料以稻麦草为主，而近些年农业机械化的推广，对造纸也产生影响，原料麦草中木素含量上升，纤维含量下降。造成麦草得浆率降低，污染物发生量相对增加，而且，污水中难降解有机物比例增大，BOD5/CODCr下降，污水处理难度增大。山东西北部某亚铵法制浆造纸企业，所用麦草木素含量已经达到约30％，污水中BOD5/CODCr仅约0.2。

4、悬浮物的回收利用

造纸污水的悬浮物中，纤维占很大比例，应该采取合适的措施加以回收利用。如果不回收，经过沉淀就转化成污泥，一方面浪费了资源，另一方面，增大了初沉池、浓缩池、污泥脱水机的投资，运行费用也增大。天津某废纸板纸企业，初沉池用同向流沉淀池，沉淀下来的悬浮物（污泥、纤维）全部回流到生产车间，与纸浆混合后造纸，降低了吨纸废纸消耗。同类企业，吨纸耗废纸约1.25吨，该企业仅耗1.15吨，降低了成本。

5、泡沫问题

造纸污水中含有大量易产生泡沫的物质，曝气池表面会产生大量泡沫，随风飘散影响环境卫生。山东某造纸企业污水处理工程工艺调试初期，无风天气曾出现过高达约2.5m的泡沫，正常运行时，曝气池表面泡沫约0.5m。

所以，曝气池壁必须有足够的超高。

6、二沉池表面负荷

城市污水处理活性污泥法二沉池表面负荷一般为1.0-1.5m3/m2.d，污泥中无机物含量30％－50％。造纸污水活性污泥中无机物含量差别很大，因造纸原料和产品而变。而且，造纸污水活性污泥中含有细小的纤维，如果无机物含量低，污泥比重就小，污泥的沉降压缩性能就差，必须采用较小的表面负荷。福建某碱法木浆造纸企业，生产纸袋纸和原色木浆板。因生产过程中进入污水的无机物很少，活性污泥中无机物含量很低，仅有10％－15％。而且污泥中纤维含量较高，污泥沉淀压缩性能很差，SVI一直很高，一般在200以上。所以，设计时必须采用较小的表面负荷。

7、沉淀池行车供电

由于方形池可以连在一起建设，节省土地和投资。在土地紧张的工程中，一般建设方形平流沉淀池。大的平流沉淀池采用行车刮吸泥机排泥，多采用滑动电缆或滑触线提供动力电源。由于造纸污水水温较高，在气温低的时候，池面会形成大量水雾。用滑触线，水雾会凝结在滑触线槽内，造成漏电或短路。而且，造纸污水产生的某些气体也会对滑触线的铜排和集电器造成腐蚀，造成接触不良，影响供电。所以，以电缆方式供电更稳定可靠。

结论

对于制浆造纸污水处理，必须提高黑液的提取率，以降低污水处理的难度和费用。应根据企业的生产情况，对污水水质作细致分析，确定合理的技术方案，做到对污染物去除率高，投资运行费用低，运行可靠，为企

业的可持续发展奠定基础。

参考文献

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4、王凯军 低浓度污水厌氧－水解处理工艺。北京：中国环境科学出版社，1991

5、国家环境保护总局科技标准司 草浆造纸工业废水污染防治技术指南。中国环境科学出版社，2001

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