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造纸废水

制浆造纸工艺过程中产生的废水

造纸废水（Papermaking wastewater ）指制浆造纸工艺过程中产生的废水。包括制浆蒸煮废液、洗涤废水、漂白废水与纸机白水等。造纸废水成分复杂，可生化性差，属于较难处理的工业废水，是我国主要的工业污染源之一。

基本信息
我国造纸业多采用草秆、木浆等作为造纸原料。制浆造纸生产一般有制浆、洗浆、漂白、造纸的工序组成。造纸工业制浆有碱法制浆、化学机械法制浆和机械法制浆。其废水根据制浆方法不同、原料不同、制浆得率不同、造纸品种不同及有无化学品回收，其污染物的发生与排放就有很大区别，但基本上都含有大量的悬浮物及BOD、COD和部分有毒物质，通常仍采用物化和生物法相结合的方式进行处理。
来源
（1）蒸煮木浆（或草浆）所生成的废液，又称黑液。
（2）打浆机和精浆机排出的废水，称打浆废水。
（3）造纸机废水，其中可以直接使用的称为白水。
特点
造纸废水成分复杂，可生化性差，属于较难处理的工业废水，其中含有的主要污染有以下几种：
（1）悬浮物：包括可沉降悬浮物和不可沉降悬浮物，主要是纤维和纤维细料（即破碎的纤维碎片和杂细胞）。
（2）易生物降解有机物：包括低分子量的半纤维素、甲醇、乙酸、甲酸、糖类等。
（3）难生物降解有机物：主要来源于纤维原料中所含的木质素和大分子碳水化合物。
（4）毒性物质：黑液中含有的松香酸和不饱和脂肪酸等。
（5）酸碱毒物：碱法制浆废水pH值为9-10，酸法制浆废水pH值为1.2-2.0。
（6）色度：制浆废水中所含残余木质素是高度带色的。
危害
虽然造纸废水在生产过程中也有回收、处理、再用，但仍有大量的废水排入水体，造成了水环境严重污染。造纸废水成分复杂，含有大量的木质素、半纤维素、糖类和其他溶出物（残碱、无机盐、挥发酸、氨氮等），若未加处理就排入受纳水体，除消耗溶解氧、影响到水生生物的生存外，还使生物的生理生化，群落结果以及体内组织发生变化，且易受各种有害微生物的侵袭，使水生生物的生物数量、质量下降。
治理
工艺选择
工艺方案的选择对于废水处理设施的建设、确保处理设施的处理效果和降低运行费用至关重要，因此需要结合设计规模、废水水质特性以及当地的实际条件和要求，经全面技术经济分析后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。
在废水处理没施的总体工艺方案确定中，应遵循以下原则：
（1）所选工艺必须技术先进、成熟，对水质变化适应能力强，运行稳定，能保证出水水质达到工厂使用标准及国家废水排放标准的要求。
（2）所选工艺应减少基建投资和运行费用，节省占地面积和降低能耗。
（3）所选工艺应易于操作、运行灵活且便于管理。根据进水水质水量，应能对工艺运行参数和操作进行适当调整。
（4）所选工艺应易于实现自动控制，提高操作管理水平。
（5）所选工艺应最大限度减少对周围环境的不良影响（气味、噪声、气雾等）。
常用预处理方法
预处理工艺主要由格栅、筛网、纤维回收系统、调节水量及水质等工艺组成。可根据不同的造纸工业废水水质采取不同的预处理手段，去除一部分污染物，改善废水水质，使整个废水处理系统的处理效果达到最佳。
主要处理方法
废纸造纸废水的SS、COD浓度较高，COD则由非溶解性COD和溶解性COD两部分组成，通常非溶解性COD占COD组成总量的大部分，当废水中SS被去除时，绝大部分非溶解性COD同时被去除。因此，废纸造纸废水处理要解决的主要问题是去除SS和COD。主要有以下方法：
（1）气浮或沉淀法。采用气浮或沉淀方法，通过投加混凝剂，可去除绝大部分SS，同时去除大部分非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD5。
（2）物化与生化处理相结合。对于造纸废水排放量较低、废水含COD较高的大中型废纸造纸企业，期望通过单级气浮或沉淀的物化方法达到国家一级排放标准有较大的难度，因为可溶性COD、BOD5主要需通过生化方法才能有效去除。一般采用物化加生化的处理方法。
（3）污泥处置与综合利用。造纸过程中浆料的流失不可避免，做好流入废水中的废浆回收有两个好处：一是回收的浆料可回用于造纸或外售作为低档纸的原料，产生直接经济效益；二是降低废水处理负荷，减少药剂消耗。
回收利用
由于造纸废水由三种废水组成：黑液、打浆机废水和造纸机废水，因此它的回收利用主要是针对这三种废水展开。
黑液回收利用
（1）传统碱回收法（燃烧法）。
造纸工业上用碱量很大，每生产1 t纸浆需要200-400 kg烧碱。在蒸煮后排出的黑液中有35%左右的无机物，其主要成分是游离的NaOH、Na2S、Na2SO4及和有机物结合的其他钠盐。回收碱的目的就是将这些钠盐转化为NaOH和Na2S回收利用，以降低成本，并减少对水体的污染。
（2）湿式氧化法。
湿式空气氧化是指在高温、高压下，废水中的有机物被氧化分解的过程，其氧化程度取决于所使用的温度和压力。此方法适用于烧碱法黑液。
（3）湿式裂化法。
湿式裂化法回收稻草浆黑液为我国独创的新技术。黑液在20 MPa，360℃左右进行湿式裂化反应15～30 min，黑液中的有机物转化为气体、焦油、炭粉和有机酸，硅酸钠在高CO2分压下转化为SiO2沉淀。然后在常压下用沉降法将裂化产物分离，分理出的液体可苛化回收碱。
（4）SCA-比列若得法。
此方法的基本原理与空气氧化法相近似。将浓缩到50%-60%的黑液，在氧气不足的条件下，在热分解炉内进行瞬间热分离，分解产物为Na2CO3，、H2S、C等。
（5）黑液的综合利用办法。
回收硫酸盐松节油、用黑液制取胡敏酸氨、回收塔罗油，用黑液制取二甲基亚矾等。另外还可以回收木质素，生产酒精和酵母。
打浆机废水回收利用
纸浆经过打浆机排出的废水，其所含成分与黑液相同，只不过浓度较低。由于所含的有机物质（纤维和碱等）数量少，回收较困难，但废水中的总固体、悬浮物和BOD5仍然很高，直接排放对水体污染仍很严重，因此需要进行处理。主要处理方法包括混凝沉淀法、气浮法、活性污泥法、稳定塘法、生物滤池法及A/O法等。
造纸机废水回收利用
从造纸机上排出的废水中含有大量纤维，如不回收利用，将造成很大浪费，因此，对造纸机器废水必须加以充分的回收和重复利用。这些水部分可以用来稀释纸浆（如案锟排出的白水），部分送至打浆工程使用（吸水箱和伏锟所压出的废水），打浆工程用不了的废水，应送到回收装置进行饲料回收。
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