造紙廢水零排放工藝的探討

摘 要：造紙業(yè)耗水量巨大，加工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢水，嚴(yán)重污染周圍的自然環(huán)境。在節(jié)能減排理念背景下，造紙業(yè)為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須積極進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)，加大對(duì)造紙廢水零排放工藝的分析研究，減少廢水量，降低對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的影響。文章分析了造紙業(yè)廢水情況和廢水零排放技術(shù)，闡述了造紙廢水零排放工藝應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：造紙廢水；零排放工藝；零排放

造紙行業(yè)是一個(gè)重污染行業(yè)，其主要采用廢書刊紙、廢報(bào)紙、廢板紙等材料，用于生產(chǎn)瓦楞紙、箱板紙或者白紙板，整個(gè)生產(chǎn)工藝過程中需要消耗大量自然水并且產(chǎn)生大量廢水，這在很大程度上限制了造業(yè)行業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前，造紙廢水零排放工藝在國外發(fā)達(dá)國家非常流行，節(jié)能環(huán)保效果明顯，我國的造紙業(yè)在廢水零排放方面發(fā)展起步較晚，應(yīng)積極學(xué)些這種零排放技術(shù)，結(jié)合造紙企業(yè)的實(shí)際情況，積極研究廢水零排放工藝，實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)回收再利用。

1 造紙業(yè)廢水情況分析

造紙廢水中污染負(fù)荷較少也沒有黑液，但是造紙生產(chǎn)過程中需要消耗大量的水資源，從而產(chǎn)生很多廢水。由于不同造紙企業(yè)的技術(shù)裝備、處理工資、原料來源和種類等都不同，因此造紙產(chǎn)生的廢水也存在很大差異，例如，抄紙工藝中產(chǎn)生的廢水，化學(xué)藥品、填料和纖維等含量較高，必須經(jīng)過專業(yè)的處理工藝，才能回收利用；制漿工藝漂洗、洗將、除渣等流程中，洗滌廢水產(chǎn)生量很多，而洗滌廢水也是造紙業(yè)廢水的主要來源，其中造業(yè)廢水中往往含有多種污染物，如木素、染料、油墨等色素類污染物；無機(jī)填料、細(xì)小纖維等懸浮物；腐敗性物質(zhì)、醇、有機(jī)酸、低分子糖、樹脂酸、半纖維素等生物降解物質(zhì)；無機(jī)鹽、木素等還原性物質(zhì)。當(dāng)前，我國非脫墨性的造業(yè)企業(yè)比較多，這種非脫墨造紙生產(chǎn)工藝的廢水排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于脫墨生產(chǎn)工藝廢水排放量。

2 廢水零排放技術(shù)概述

廢水零排放技術(shù)的核心理念是原料水分和造紙生產(chǎn)用水量之和應(yīng)等于污泥和篩渣水分、成品紙水分、蒸發(fā)汽化水之和，這時(shí)廢水排放量為零。當(dāng)前，荷蘭、日本、歐洲等一些國家的造紙業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廢水零排放，而造紙廢水零排放工藝的核心是實(shí)現(xiàn)廢水的回收再利用。我國大多數(shù)造紙企業(yè)都是采用非脫墨生產(chǎn)工藝，近年來關(guān)于廢水零排放和循環(huán)回收再利用的研究和應(yīng)用不斷增多，廢水處理效果比較明顯。

整個(gè)廢水零排工藝系統(tǒng)一般可分為兩大部分：預(yù)處理部分和膜系統(tǒng)回用部分。預(yù)處理部分的目的是去除部分COD、降低硬度、濁度、SS等指標(biāo)。膜系統(tǒng)回用部分是整個(gè)零排工藝系統(tǒng)的核心部分，對(duì)廢水中的各類有機(jī)物、懸浮物等雜質(zhì)進(jìn)行分離去除，滿足回用水的要求。文章主要就膜系統(tǒng)回用部分進(jìn)行簡(jiǎn)單探討。

3 造紙廢水零排放工藝應(yīng)用

3.1 廢水循環(huán)利用問題

造紙廢水零排放工藝的應(yīng)用，其中最關(guān)鍵的就是合理處理循環(huán)水，但是常見的物理和化學(xué)方法無法達(dá)到廢水零排放的要求，在實(shí)際應(yīng)用中存在很多問題：

3.1.1 腐蝕。造紙廢水零排放工藝需要應(yīng)用封閉循環(huán)的系統(tǒng)，而這種封閉循環(huán)的系統(tǒng)，隨著水溫和各種溶解物含量不斷升高，為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕提供了條件，并且細(xì)菌滋生和有機(jī)酸的增長(zhǎng)也容易引起腐蝕。

3.1.2 沉積物。造紙廢水的封閉循環(huán)系統(tǒng)很容易出現(xiàn)結(jié)垢問題，大量的消泡劑、腐漿、樹脂沉積在沖洗噴嘴、洗漿機(jī)網(wǎng)等部位，有機(jī)酸和CaCO3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，樹脂酸和Ca2+在網(wǎng)部生成樹脂酸鈣，很容易導(dǎo)致糊網(wǎng)，發(fā)生操作失誤。

3.1.3 微生物生長(zhǎng)。封閉循環(huán)系統(tǒng)中溫度比較高，有機(jī)酸含量很高，導(dǎo)致微生物增殖，浙西微生物會(huì)直接影響添加物的降解效果，并且產(chǎn)生大量的有害氣體，誘發(fā)腐蝕，形成腐漿，特別是腐漿很容易將管道、毛布、噴水器等堵塞，嚴(yán)重影響造紙機(jī)器的正常運(yùn)行，若腐漿較多，一些腐漿塊發(fā)生脫落，會(huì)在紙面上透明點(diǎn)或者空洞。

3.1.4 二次膠粘物。造紙生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一些憎水物質(zhì)，這些物質(zhì)往往具有膠粘性，造紙制漿時(shí)，大量膠粘物往往沉積在洪剛刮刀、壓榨輥、毛布、刮板、成型網(wǎng)等部位，甚至堵塞凈化器和篩網(wǎng)，引發(fā)腐蝕問題。

3.2 常見工藝

3.2.1 超濾膜法。超濾膜法是運(yùn)用機(jī)械過濾方法，在過濾膜一側(cè)施加壓力，將廢水中的懸浮物、大分子有機(jī)物、微生物及微小纖維等物質(zhì)分離出來，從而達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。為避免動(dòng)力泵發(fā)生損壞，并且由于造紙廢水經(jīng)過氣浮、好氧、厭氧、沉淀池等環(huán)節(jié)，必須在造紙廢水處理工藝中設(shè)置疊片式過濾器或者自清洗過濾器，才能達(dá)到進(jìn)膜處理要求。同時(shí)，超濾工藝可以有效去除造紙廢水中的紙漿纖維和木質(zhì)素，可以實(shí)現(xiàn)其回收用，這種工藝在造紙廢水處理中應(yīng)用廣泛，有效減少了廢水黑液的有機(jī)負(fù)荷，從而回用和分離造紙廢水的重要成分，能量損耗較少。平板超濾膜是一種先進(jìn)的廢水處理設(shè)備，其不容易被纖維物質(zhì)堵塞，并且有利于快速恢復(fù)，但是平板膜的市場(chǎng)價(jià)格比較昂貴。目前我國自主研發(fā)生產(chǎn)的獨(dú)特的中空超濾膜已取得了一定的實(shí)際應(yīng)用成果，在未來發(fā)展過程中，超濾工藝將在造紙廢水處理中發(fā)揮更大的作用。

3.2.2 反滲透法。在處理造紙廢水時(shí)，采用反滲透法，可將循環(huán)回用廢水中積累的大量鹽分去除，有效提高回用水水質(zhì)，在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)過二級(jí)反滲透或者離子交換工藝，這種反滲透工藝對(duì)于造紙廢水具有濃縮作用，其可以提高造紙廢水的濃度，保留其中的有效成分，例如，亞硫酸鹽法造紙工藝，產(chǎn)生的廢水濃度比較稀，采用RO法處理造紙廢水時(shí)，造紙廢水處理能耗較小，并且經(jīng)過RO法濃縮以后的廢水進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，有效減少了蒸汽耗量，這些滲透液可以再進(jìn)行回收利用，應(yīng)用在造紙廢水處理的蒸煮環(huán)節(jié)中。

3.2.3 電滲析膜法。由于造紙產(chǎn)生的廢水中含有各種復(fù)雜的有機(jī)雜質(zhì)，嚴(yán)重污染滲透膜，需要頻繁地清洗滲透膜。在處理造紙廢水時(shí)，應(yīng)用電滲析膜法，可以及時(shí)回收造紙廢水中的堿分，有效提取廢水的聚木糖，對(duì)造紙廢水中的有機(jī)物進(jìn)行脫鹽，去除回用物料中的鹽分。同時(shí)，應(yīng)用電滲析膜法可以造紙廢水中的低聚糖、堿、木素等有效成分提取出來，還可分離出回用有機(jī)物的鹽分，實(shí)現(xiàn)造紙廢水的零排放處理。

3.2.4 陶瓷膜過濾法。在造紙廢水處理過程中，采用陶瓷膜回用技術(shù)，這種陶瓷膜具有易清洗再生、使用壽命長(zhǎng)、孔徑均勻、機(jī)械強(qiáng)度和剛性好、抗腐蝕、耐酸堿、耐有機(jī)溶劑、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，造紙廢水的沉淀池溫度約80攝氏度，為了確保后續(xù)工序的順利進(jìn)行，可以通過冷卻塔噴淋方法，降低造紙廢水處理溫度，這個(gè)過程中伴隨著有熱氣上升，這些熱氣會(huì)污染自然環(huán)境，通過采用陶瓷膜過濾造紙廢水，可以實(shí)現(xiàn)熱能回用，減少廢水處理的蒸汽用量，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語

近年來，我國各行各業(yè)積極響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展，造紙業(yè)作為重型污染企業(yè)，新形勢(shì)下也在積極轉(zhuǎn)型升級(jí)，大力研究和發(fā)展造紙廢水零排放工藝，最大程度地減少環(huán)境污染。廢水零排放技術(shù)是一種重要的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，由于造紙廢水中污染物含量較高，實(shí)現(xiàn)廢水零排放難度較大，造紙企業(yè)應(yīng)從自身生產(chǎn)工藝出發(fā)，運(yùn)用先進(jìn)的廢水處理技術(shù)，選擇合適的造紙廢水處理方法，仔細(xì)分析不同處理方法的特點(diǎn)，結(jié)合造紙企業(yè)的自身生產(chǎn)運(yùn)營條件，合理設(shè)計(jì)廢水處理工藝流程，真正實(shí)現(xiàn)造紙廢水的零排放。

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