造紙工業生產過程中排出的廢水。造紙工業廢水可分為硫酸鹽紙漿廢水和亞硫酸鹽紙漿廢水兩種。其中紙漿過程排出的廢水污染最為嚴重。洗漿時排出黑褐色廢水，稱為黑液；漂白工序排出的廢水含酸、鹼和BOD(100～300 mg/L)等物質；抄紙工藝中，由抄紙機前排出的廢水稱為白水。黑液和白水是造紙工業的主要廢水。造紙廢水中含有大量的有機物和懸浮物，並含有大量化學藥品和雜質，是我國水體主要污染源之一。
基本介紹
- 中文名：造紙工業廢水
- 外文名：Wastewater from papermaking industry
- 生成途徑：工業造紙
- 分類：硫酸鹽紙漿和亞硫酸鹽紙漿廢水
- 主要廢水：黑液和白水
- 發展趨勢：發展新技術和新工藝
造紙工業廢水的主要來源,造紙工業廢水處理的基本方法,物理處理法,造紙廢水的化學氧化處理法,造紙廢水的生物處理法,造紙工業廢水的綜合處理,發展趨勢,發展新技術,改進原有的製漿工藝,
造紙工業廢水的主要來源
1、剝皮廢水 主要含大量的懸浮物、樹脂和纖維素等。
2、製漿廢水 含纖維素、木素和半纖維素，此外還有果膠、丹寧、樹脂、蠟質、灰分等。燒鹼、硫酸鹽法製漿廢水又稱“黑液”，含雜質達10～20%，其中35%左右為無機物，65%為有機物。廢液中含有大量燒鹼，BOD高達9000～30000mg/L。亞銨法製漿廢水呈褐紅色，又稱“紅液”，雜質占8～15%，其中20%為鈣、鎂的鹽類及殘留的亞硫酸；80%為有機物，主要是木質磺酸鹽、糖類、脂肪酸以及少量醇、酮、醛、樹脂、單寧、蛋白質等，廢液中BOD很高。中性亞硫酸鹽製漿廢水(半化學漿廢水)含亞硫酸鹽木素化合物、單寧和低級脂肪酸等。
3、打漿廢水 化學成分與黑液相仿，僅濃度稍低，廢水量較大，懸浮物和BOD高。
4、造紙機廢水這類廢水稱為“白水”，含有纖維、填料(高嶺土、滑石粉)、膠料(松香)等，BOD值不太高。
造紙工業廢水處理的基本方法
物理處理法
1、吸附法
吸附法是利用吸附劑巨大的比表面積，具有一定的吸附性能，對造紙廢水中有機物進行分離，常用的吸附法有：黏土吸附法、粉煤灰吸附法、活性炭吸附法和水解吸附法。活性炭廣泛用於廢水處理中作為吸附劑以去除引起氣味的有機物。活性炭作為吸附劑的最大優點是能夠再生(達30次或更多次) ，而吸附容量卻不會有明顯的損失。
2、絮凝法
高分子絮凝劑具有良好的絮凝、脫色能力並且使用操作方便，主要分為合成的無機高分子絮凝劑、有機高分子絮凝劑和天然有機高分子絮凝劑三大類。一般來講，絮凝劑的分子量越大，絮凝活性越高。
3、電滲析技術
電滲析是一種以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，從溶液中脫除或富集電解質的膜分離操作。在外加直流電場作用下，利用膜的選擇透過性使黑液中陰、陽離子作定向遷徙，使木素在陽極析出，陰極區回收NaOH。電滲析與傳統鹼回收系統相結合的生產流程，處理造紙稀黑液可以得到鹼和木質素。
4、超音波膜
與其它膜電解技術相比，超音波膜電解技術能明顯提高造紙廢水的回收處理效果。雖然膜電解技術是水處理中的一個常用技術。但是如果用來處理造紙廢水，則由於膜污染嚴重，無法達到實用的目的。而對於超音波來說，由於它具有空化作用，保證了膜的正常使用和電解的順利進行。又由於它具有攪拌作用，和其它膜電解技術比，有較好的實用性。
造紙廢水的化學氧化處理法
1、水熱氧化法
水熱氧化技術是一種非常有效的新型化學氧化技術，它是在高溫高壓的操作條件下，在熱水箱中用空氣或氧氣以及其它氧化劑，將造紙廢水中的溶解態和懸浮態的有機物或者還原態無機物在熱水箱中氧化分解，水熱氧化技術的明顯特徵就是反應在熱水箱中進行，所以能耗較高。
2、光催化氧化
由於TiO2 具有無毒、化學穩定性好、光催化活性高等優點，已被廣泛套用於各種有毒有害且生物難降解有機物的光催化降解過程。有研究表明，TiO2光催化氧化可有效降解製漿廢水中的酚類有機物。另外，光催化氧化法對於造紙廢水中的二惡英等有毒且難被生物降解的這類有機物，有很好的降解作用。光催化處理廢水，其方法簡單，占地面積小，又能避免傳統處理方法所帶來的二次污染問題，是一種很有發展前途的水處理技術。
3、濕式氧化法
濕式氧化法是在高溫(150～350℃)高壓(5～20MPa)下用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中溶解態或懸浮態的有機物或還原態的無機物，使之生成二氧化碳和水的一種處理法。
4、高級化學氧化法
造紙廢水中有毒的、以及難以生物降解的物質的存在影響了生物處理方法的處理效果，這時可以採用高級化學氧化的方法進行處理 。高級化學氧化工藝泛指反應過程中有大量氫氧自由基參與的化學氧化過程。對於造紙廢水而言，可採用非均相光催化氧化可以用太陽光作為反應光源，且氧化劑成本低。
5、電化學氧化法
主要利用光、聲、電磁及其他無毒試劑催化氧化技術處理有機廢水，由於電極間電子的得失轉移，從而破壞污染物的組成。其優點是：只發生在水中，且不須另加催化劑，避免了二次污染；可控制性強；無選擇性；條件溫和；費用低；兼有氣浮、絮凝、殺菌作用；廢水中的金屬離子可使正負極同時作用等，尤其是對於難於生化降解、對人類危害極大的“三致”有機污染物，電化學氧化最有效。
造紙廢水的生物處理法
1、好氧生物處理法
好氧生物處理法即在有氧條件下，藉助好氧微生物(主要是好氧菌)的作用來降解污染物的方法。該方法根據好氧微生物在處理系統中所呈的狀態不同可分為活性污泥法和生物膜法兩類。造紙廢水含大量有機物，可生化性好，用好氧生物處理造紙廢水一般可得到很好的效果。
2、厭氧生物處理法 厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧的條件下降解有機污染物的處理技術。在厭氧生物處理過程中，複雜的有機化合物被降解和轉化為簡單、穩定的化合物，同時釋放能量，其中大部分能量以甲烷的形式出現。厭氧法適用於石灰草漿蒸煮廢液、鹼法製漿廢水等。通常使用的厭氧處理裝置有厭氧流化床(AFB)、折流式厭氧反應器(ABR)、上流式厭氧污泥床(UASB)以及毛髮載體生物膜裝置。
造紙工業廢水的綜合處理
1、厭氧－好氧組合處理法
厭氧－好氧組合處理工藝能充分發揮厭氧微生物承擔高濃度、高負荷與回收有效能源的優勢，同時也能利用好氧微生物生長速度快、處理水質好的優點。組合處理工藝運行費用省，剩餘污泥量少，對於難降解的有機物有改性作用，可以提高廢水的可生化性，厭氧狀態能抑制絲狀菌的生長，防止污泥膨脹，特別適用於高濃度有機廢水的處理。
2、以生物法為主、物化為輔的鹼法草漿廢水綜合治理技術
“以生物法為主、物化法為輔的綜合治理技術”首先採用物理法(過濾)，其次採用生化法作為主要手段，大幅度削減黑液與中段水中的有機負荷，僅用物化法作為輔助手段，實現廢水的達標排放或回用。
3、兩相厭氧膜-生化系統
採用傳統兩相厭氧工藝(BS)與膜分離技術相結合的系統MBS處理造紙黑液廢水，COD去除率平均可達73%。MBS系統具有更高的穩定性。
4、物化和生化結合法
化學沉澱法、曝氣、活性污泥、厭氧處理都可以用來處理造紙廢水，而且這些方法結合起來也是適用的。研究表明，採用SBR+物化法處理造紙中段水投資低、運行費用低，紙廠外排水質穩定達標，治理費用在廠家可接受的範圍內。
發展趨勢
從對造紙廢水處理的發展趨勢看，主要反映在新技術和新工藝兩個方面：
發展新技術
污染治理大都要增加設備和消耗人力，物力，財力。因此，最根本辦法是在生產過程中減少污染物的發生量。發展新技術就是為了減少污染，目前採用的新技術、新工藝有以下幾種：
1、氧鹼法製漿。採用氧氣和鹼蒸煮木片，不用Na2S，使廢水中無硫化物；或用Na2CO3預浸漬木片，在兩段空氣氧化蒸煮後，再用濕式氧化法回收Na2CO3。
2、無污染製漿法。用NaCO3預處理木片，再用Cl2，ClO，NaOH使木片脫木素，得漂白漿。
3、NaOH法製漿。用NaOH預處理木片，用氧氣和NaOH脫木素蒸煮，漂白用臭氧和氧氣。
4、溶劑法製漿。使甩的溶劑有很多種，但以醇類如CH3OH，C2H5OH較成功。
改進原有的製漿工藝
對現有的製漿工藝加以改進，同樣可得到好的環境治理效果。如：
1、制高得率漿，減少BOD5排放量。新的CTMP和高得率化漿可取代KF化漿，熱源用連續蒸煮器排氣，用作稀黑液預熱蒸發，這樣可將蒸煮和蒸發的污冷凝水減少到最小量。
2、採用DARS法(適於蘇打法製漿)取消苛化，減少廢水量和廢水中SS量。
3、採用厭氧法生化處理，代替一部分好氧生化處理，可不用大量稀釋水，同時節約能耗。
4、採用電子計算機控制各種流失(包括黑液流失)，按濃度大小，分別送回黑液儲存罐，用以提高黑液固形物回收率和鹼回收率，減少BOD5、CODcr排放量。
5、研究採用膜技術，如反滲透、超濾、電滲析等手段來處理各種廢液、廢水。
