制浆造纸废水深度处理技术分析

随着《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）的颁布，制浆造纸废水的深度处理问题逐渐引起了人们关注。因为，制浆造纸废水中含有一定量的COD和色度，会给人体健康造成一定危害。所以，为了有效去除这些有毒物质，应尝试引入一些新型的制浆造纸废水深度处理技术。本文，首先分析了制浆造纸废水的来源。然后，阐述了废水处理的一些方法。最后，提出了关于制浆造纸废水深度处理的技术的展望。

关键词：制浆造纸废水；来源；深度处理技术

中图分类号：X793 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）21-0018-02

造纸工业，作为资源消耗大户，它平均每吨产品的生产需消耗103m3水资源，与国际标准不符。国际标准中要求平均每吨取水量需保持在35-50m3。所以，在这一背景下，为了达到水资源节约的生产目的，并改变造纸工业是第三大污染企业的称号，应深入分析造纸工业生产中的废水处理要求。然后，根据要求，控制造纸工业COD排放，并科学部署制浆造纸废水的深度处理计划，保持单位产品COD排放量的连年下降，满足现阶段造纸工业的高增长发展需求。

1 制浆造纸废水来源

造纸厂的原料一般是木材，木材的成分是碳水化合物、木质素和纤维素等。从造纸工业的生产过程角度来看，其主要分为两个工艺程序。其一，是制浆。其二，是抄纸。制浆，作为造纸工业生产的重要工艺阶段之一，它主要是负责完成调木、洗净、漂白等工作。所以，制浆造纸废水的主要来源是黑液、中段废水、白水[1]。

（1）黑液，产生于碱法制浆蒸煮工艺环节。它一般呈现褐色，污染浓度较高。即黑液的COD可达到1500-20000mg/L，悬浮物SS是2500-10000mg/L，BOD是500-8000mg/L，PH值是11-12，均不符合造纸行业二级排放标准，很容易造成水中生物因缺氧而死亡，必须针对这一废水现象进行深度处理。（2）中段废水，是漂白、筛选、洗涤等工艺环节产生的废水，这类废水主要呈现深黄色，由半纤维素、木素、聚糖类等成分组成，浓度相对较低。但可生化性较差，增大了废水处理难度[2]。（3）白水，是指造纸湿部产生的废水，呈现灰白色，浓度偏小，处理难度不高。而从制浆造纸废水生化出水的特点角度来看，它有着成分复杂、可生化性差、生物毒性等水质特征。所以，在造纸厂生产工作实际开展过程中，必须针对制浆造纸废水问题进行深度处理。只有如此，才能降低制浆造纸废水所带来的危害性。

2 制浆造纸废水的深度处理技术

2.1 高级氧化处理技术

在制浆造纸废水的深度处理工作进行时，可引入高级氧化处理技术。高级氧化处理技术，就是利用HO·与水中污染物发生化学反应，降解污染物的污染现象。因为，制浆造纸废水中含有大量的木质素、半纤维素、纤维素。所以，借助烃基自由基强氧化性能，有助于把污染物转换为CO2、H2O等等，达到高效率的处理效果。例如，Fenton氧化技术，就是高级氧化处理技术中的一种，它在制浆造纸废水深度处理中的运用，需先向废水中添加一定量的亚铁盐和过氧化氢。这样一来，便可把过氧化氢转换为HO·，HO·的氧化性能较强，可将有机污染物转换为H2O和CO2。但在高级氧化深度处理工作实际进行过程中，必须保证工作环境下的出水温度是20℃-40℃。同时，在Fenton氧化技术运用时，对其废水进行适度处理[3]。然后，把它的PH值控制在3.5-4.5之间，满足高级氧化深度处理工艺实施要求。因为，Fenton氧化处理工艺中PH值调节环节涉及到了酸的使用。所以，在实际操作中，必须重点开发廉价的酸源。光催化氧化技术，作为高级氧化处理技术中的一种，它也起到了一定的废水处理效用。但因造纸废水色度高。所以，仍然存在着催化剂容易流失等问题尚未得到解决。

2.2 混凝處理技术

在制浆造纸废水深度处理作业中，混凝处理技术也得到了广泛应用。混凝处理技术，就是向经过生化处理的二沉池出水添加一定量的絮凝剂，让絮凝剂经过反应转变成正电荷水解聚合产物。这样一来，便可使水中的正电荷与水中带电粒子发生压缩双电层反应，让污染物粒子逐渐形成大颗粒的絮体，后经过沉淀，去除水中污染物，提高水体质量。但在这一种制浆造纸废水深度处理技术运用时，为了达到最佳的运用效果，应合理化选择絮凝剂。目前，已有的絮凝剂主要包括了硫酸铝、聚合氧化铝、三氯化铝、聚铝铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁等等。其中，硫酸铝沉淀性能较差，在实际运用过程中，需把硫酸铝和聚合氯化铝同时加入到废水中，增强絮体沉淀性能，达到水体净化目的[4]。此外，硫酸亚铁聚凝剂不适用于中性环境下，将发生残余问题，影响水体质量，让水体变浑浊。所以，应把它与漂液等结合起来使用。

从现阶段来看，若利用混凝土处理技术解决制浆造纸废水问题，那么假设二沉池出水COD是300mg/L，它处理出水COD将维持在100-150mg/L之间，无法达到100mg/L以下，且容易产生絮凝剂化学污染问题。所以，在这一技术运用时，必须致力于解决化学污泥的污染问题。

2.3 吸附处理技术

吸附处理技术，作为制浆造纸废水深度处理技术中的一种，主要是利用吸附剂上的活性基团，有选择性的富集一些无机污染物，净化废水。而从现阶段来看，在制浆造纸废水处理时，一般会把活性焦、活性炭、硅藻精土、粉煤灰等作为吸附剂，实现废水的净化过程。其中，活性炭运用的最为广泛。因为，活性炭与其他吸附剂相比，有着比表面积大、细孔结构大等优势。所以，若把它运用于制浆造纸废水处理工作中，可更好的使吸附剂表面上的活性基团与被吸附物质形成各种化学键。然后，通过分子间引力作用，去除造纸废水污染物。但活性炭吸附处理方法，运行成本和再生费用较高，需经过经济方面问题的考虑，对其进行运用。此外，活性焦作为吸附剂中的一种，它由褐煤制造而成，有着与活性炭相同的吸附能力[5]。同时，价格便宜，不易粉碎，更适用于制浆造纸废水的深度处理。除此之外，近年来，大孔吸附树脂受到了人们的关注。同时，用有着较好的运用前景。因为，大孔吸附树脂吸附能力与活性炭类似，有着大孔结构，容易再生。所以，适用于造纸废水处理工作。endprint

2.4 磁化预处理技术

由法拉第的电磁理论可知，若在水中增加一些磁场作用，那么水会在外力作用下，做出磁力线运动，产生电动势。而电动势的产生会让水体电位差、电流发生一定变化，水本身的其他物质状态和性质也会随之变化，达到水体净化效果。即在制浆造纸废水处理时，只要水体不是纯净的，那么在磁场作用下，制浆造纸废水就会受到不同程度的磁化作用，最终使废水物化性质发生改变，达到高效性的废水处理效果。

例如，2009年，刘洋在磁化预处理技术研究过程中，便把它引入到了制浆造纸废水预处理工作中。通过实验结果可知，若把磁场强度设定为550mT，而废水流速保持在1.5m/s，那么经过磁化预处理，废水中的CODCr会降低约16%，PH值会随之提高4%，而表面张力将降低约35%。即磁化预处理技术，是通过改变水体表面张力、电导率、PH值等等，达到水体净化目的[6]。制浆造纸废水的预处理效果较好，可强化对这一种技术的运用，达到最佳的制浆造纸废水处理状态。此外，因为制浆造纸废水是有一定导电性能的非绝缘物质。所以，运用磁化预处理技术，可达到废水的高效性预处理目的，增强废水的预处理效果，避免一切环境污染等现象的发生。

2.5 膜分离处理技术

膜分离技术，是现代制浆造纸废水深度处理方法中的一种。它主要是利用薄膜，选择性的透过废水中的某些物质，达到水体净化目的。从现阶段来看，已有的膜分离处理技术主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析，它们所对应的英文简称分别是MF、UF、NF、RO、ED[7]。在我国，膜分离技术最早出现在20世纪初期，后在20世纪60现代得到了广泛应用，它作为制浆造纸废水处理技术的一种，有着运行简单、无二次污染、处理效率高等优势特点。所以，受到了人们的关注。

（1）MF，是膜分离技术中的一种，它主要适用于废水中粒径大于100nm的高分子有机物、胶体物质等的处理。在制浆造纸废水实际处理中，主要是借助微滤膜把大于100nm的絮聚体留在孔外部，而水则可穿过纤维壁，就此通过水与絮聚体的分离，净化水体，避免水污染现象威胁到人们的健康。（2）UF，是超滤的简称，它主要是利用筛除原理，分离废水中大分子和微粒组分，达到高效性的水体净化效果。而在超滤膜分离具体处理中，需设置一个高压侧和一个低压侧[8]。然后，让废水由高压侧流向低压侧，在流动过程中，利用膜来阻挡所需筛除的部分，达到废水处理目的。但是超滤水体净化方法，仅适用于粒径直径在2.0-100nm之间，相对分子量在500-15000之间的大分子筛除处理工作中，废水处理效率是80%。（3）NF，是纳滤的简称，它主要用来去除废水中相对分子量是150-200的溶液组分。同时，这一种废水处理方法与其他方法相比，运行费用低且具有选择透过性。

RO和ED也是制浆造纸废水深度处理中常用的一种膜分离技术。其中，RO的废水COD去除率可达到85%以上。而ED，也有着预处理简单，适用性广等优势。

2.6 组合技术

在制浆造纸废水实际处理过程中，尝试引入组合处理技术也是非常必要的。为此，应从以下几个层面入手：

（1）电化学和生化学组合技术的运用，这种联合深度处理技术，有着可高效降低废水COD和色度的优势。同时，也可在一定程度上提高废水的可絮凝性，达到最佳的废水处理效果。例如，冯晓静在电化学-固定化微生物技术研究时，便把它运用到了制浆造纸废水处理工作中。同时，在制浆造纸废水处理工作进行时，注重设置废水槽、反应池等各个处理环节。然后，利用计量泵把废水打入电化学反应池内，经过反应后，让废水流向氧化池，并向氧化池内添加一定量的PAM，随之，进入到沉淀池，经过沉淀池的沉淀，达到水体净化目的。这种废水处理方法，可把反应后的出水COD控制在32-39mg/L。所以，适用于制浆造纸废水的深度处理。（2）微生物和活性炭组合技术的运用，这种组合技术，可使活性炭的吸附能力变得更强，并延长活性炭饱和时间，提高废水的净化处理效果，将废水处理后的出水COD控制到60mg/L左右，达到高效性废水净化处理目的[9]。（3）磁化+两极反应沉淀组合技术也可运用于制浆造纸废水处理工艺中。

3 制浆造纸废水深度处理技术的展望

从现阶段来看，制浆造纸废水深度处理技术的未来发展方向主要体现在以下几个方面：

（1）生物基因工程技术。即生物酶处理方法有着高效、省时的制浆造纸废水处理优势。所以，在未来造纸工业发展中，为了彰显环境保护意识，必须强调漆酶等生物酶在造纸工业中的实际运用，并通过对酶种适应性的提高，做好制浆造纸废水处理工作。（2）复合仿生物酶处理技术。这种处理技术，主要是利用金属配位化合物结构稳定性优势，处理废水。同时，因为金属配位化合物有着与酶相同的功能效果。所以，可去除废水的COD和色度，满足水体净化要求。（3）组合技术。即“物化+生化”、“磁化预处理+仿生物酶催化聚合+絮凝”、“磁化+两极反应沉淀”等组合技术的出现，在一定程度上提高了制浆造纸废水深度处理效果。所以，在未来的造纸工业市场上，应努力推广组合技术，把它运用于实际工艺活动中，让我国造纸工业得到更为稳定的发展，且从根本上避免黑液、中段废水、白水等污染问题，威胁到人体的健康，为人们打造一个良好的生活空间[10]。

即生物基因工程技术、复合仿生物酶处理技术、组合技术是制浆造纸废水深度处理技术的未来发展方向，必须尝试对这些技术进行推广，只有实现了技术的推广，才能更好地完成制浆造纸废水处理工作，降低废水COD和色度，实现水资源的循环利用。

4 结语

综上可知，制浆造纸废水的来源主要是黑液、中段废水、白水。而制浆造纸废水生化出水的特点是成分复杂、可生化性差、生物毒性等等。所以，在制浆造纸废水处理工作进行时，为了达到高效率的处理效果，应注重引入高级氧化处理技术、混凝处理技术、吸附处理技术、磁化预处理技术、膜分离处理技术、组合技术等深度处理手段，有效去除废水中具有危害性的微量有机物，以深度处理方法，降低造纸工业COD排放总量，满足社会发展中生态保护需求。

参考文献

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[2]赖旭情.制浆造纸废水深度处理新技术分析[J].科技創新与应用，2016，（10）：158.

[3]马厚悦，刘燕韶，许修祯.Fenton流化床氧化技术在制浆造纸废水深度处理中的应用[J].中国造纸，2014，（8）：35-39.

[4]刘晋恺，时孝磊，胡洪营.制浆造纸废水絮凝/Fenton深度处理工程应用的技术经济性分析[J].中华纸业，2014，（12）：10-13.

[5]申云芬.制浆造纸废水深度处理技术在应用中的问题探讨[J].中国高新技术企业，2014，（15）：43-44.

[6]赵登，张安龙，罗清.制浆造纸废水深度处理新技术[J].黑龙江造纸，2013，（3）：36-39.

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[8]胡军周，张硌，李洪涛，等.制浆造纸废水低成本深度处理成套技术的工业化应用[J].中华纸业，2013，（10）：55-58.

[9]刘勃，洪卫，苏颖，等.制浆造纸废水复合仿酶深度处理技术反应机理研究[J].中国造纸，2013，（3）：1-8.

[10]谢益民，瞿方，王磊，等.制浆造纸废水深度处理新技术与应用进展[J].中国造纸学报，2012，（3）：56-61.endprint