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2014-08-01 10:01:54| 人氣200| 回應0 | 上一篇 | 下一篇
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中國造紙廢水處理的研究與實踐

中國造紙廢水處理的研究與實踐


造紙工業廢水排放量大,水污染嚴重,生態破壞 
性大,多年來一直是困擾世界各國造紙工業和環境 
界的熱門話題和研究的重點,尤其在我國顯得更為 
突出。本文介紹瞭我國造紙廢水處理的最新研究與 
實踐,為造紙廢水治理工藝選擇提供借鑒和參考。 
1生物處理方法 
生物處理方法歷史較久,運行費用低廉,與其他 
方法組合可以大大提高造紙廢水的處理效率 
1.1厭氧處理 
夏風毅等 采用兩相厭氧工藝處理堿法制漿 
造紙廢水。厭氧階段HRT為5-40 d,進水COD為 
24 350~36 500 ms/L,BOD為7 790~l1 400 ms/L, 
COD負荷0.58~4.67 g/(L·d),COD去除率 
44.49%一90.8%,BOD去除率52.3%一89%,產氣 
率0.17~0.53 L/(L·d)。該工藝對處理pH值高 
的造紙廢水是可行的。陳元彩等 采用絮凝、厭氧 
酸化、生物接觸氧化一體化反應器處理造紙制漿含 
漂白廢水,在水力停留時問為15 h時,COD總去除 
率達83.9%,毒性去除率92%。蔣佩俠等 采用 
AA一雙級厭氧,B一單級好氧生物處理高濃度造紙 
廢水,厭氧處理采用上流厭氧流化床,以煤灰渣為底 
層填料,以纖維束為上層填料。在常溫下,當進水 
COD質量濃度在40 000—45 000 mg/L,COD容積 
負荷率6.5—12 ks/(m -d)時,出水COD可小於 
400 n L,達到國傢三級排放標準,並可獲得很高的 
產氣率。另有研究發現廢水中的SO 和s 對厭 
氧消化會產生影響,當SO >0.508 S/L或硫化物 
超過0.164 S/L時出現明顯的抑制現象,通過污泥 
馴化改良可以提高微生物對硫化物的耐毒性 。 
1.2 活性污泥法 
活性污泥法處理高濃度造紙廢水效率不高,但 
是通過活性污泥馴化工藝的改良,可以明顯改善生 
物系統污泥沉降性能及處理效果。3個月的運行試 
驗結果表明,污泥的sV 為2 990—3 200 ms/L,SVI 
為48~55 mIJg,可顯著增加處理效果,COD去除率 
77%一85%,BOD 去除率9o%一95%,TSS去除率 
約75% 。張述林等 采用混凝與低氧一好氧兩 
段活性污泥法對某造紙廠的綜合廢水進行處理。實 
驗室研究與現場中間試驗結果無顯著性差異,當進 
水COD 為6 230 ms/L時,其總去除率為93.8%, 
各項指標均達到GB3544-1992二級(非木漿)要 
求。沈玉梅 采用好氧、缺氧工藝對造紙廠中段污 
9 水、化肥廠氨氮污水、化工廠含酚污水、農藥廠含有 
機磷污水的混臺污水進行生化處理,COD 的去除 
率達68%,BOD 的去除率為9o%,酚的去除率達 
99%,有機磷去除率達85%,總磷去除率達22.5%, 
氨氮去除率達70%。任丘市星火集團公司造紙廠 
廢水處理工程采用生物處理、物化(主要為絮凝)處 
理相結合的工藝,運行穩定,COD的去除率達到 
80%以上㈨。 
1.3 生物膜法 
吉林造紙廠采用生物膜法(指生物接觸氧化 
法)一化學絮凝法組臺工藝處理造紙中段廢水。 
COD 含量約1 000 mg/L,采用生物膜法工藝, 
COD。去除率隻能達到30%;而采用生物膜法一化 
學絮凝法組臺工藝,COD 去除率可達65%以上 。 
另有四個示范工程的前期試驗表明,對於堿法麥草 
制漿造紙廢水的達標排放可以采用生物膜法進行處 
理,技術和經濟上都是可行的” 。 
1.4 SBR和HCR工藝 
方士等 研究瞭SBR造紙廢水處理工藝,考 
察瞭SBR工藝的COD處理效果,以及pH值、曝氣 
時間、沖擊負荷等對COD去除率的影響。運行結果 
表明,pH為6、0一B.0,進水COD為1 ooO~1 500 
mg/L,COD的去除率可達到82、5%。王東海等 
在分析SBR工藝一般特點的基礎上+介紹瞭SBR工 
藝處理難降解有機物、造紙印染等工業廢水的應用 
現狀和SBR工藝在數學模型、幅泥膨脹機理及微生 
物特征等基礎性研究方面的進展,並討論瞭在線控 
制、過程設計及啟動策略等工藝過程及控制研究。 
HCR工藝具有所需空間少、占地省、設計集成 
合理、COD降解率高、空氣氧利用率高且操作便利 
安全等優點。在紙漿和造紙工業廢水處理的工程實 
例中,其最大的COD容積負荷達到70 
ks/(m ·d),反應器單體最大容積為1 200 m .處 
理污水量近23 000 m /d,COD的降解率達到80%, 
而單位COD剩餘污泥的產率小於0.2 ks/kg _ 。 
2物理化學處理法 
2.1絮凝 
王毓秀 指出絮凝與好氧生化法聯用是造紙 
廢水處理的適宜方法。趙崇祿等 采用聚合硫酸 
鐵和廉價的工業廢酸可以很好地處理造紙黑液中段 
廢水。馬曉鷗等” 經過實驗指出混凝沉降一生化 
法或化學處理一混凝沉淀法都能有效地處理造紙廢 
水。張學洪 研究瞭分別使用聚合氯化鋁、精制硫 
1O一 
酸鋁、三氯化鋁、硫酸亞鐵、聚丙烯酰胺(PAM)和用 
聚合氯化鋁與PAM聯合混凝處理廣西某造紙廠生 
產的終端廢水的效果。發現以使用聚合氯化鋁最為 
合適,廢水pH值不用調節,最佳聚合氯化鋁投加量 
為40 mg/L,處理出水COD <100 mg/L。韓曉 
穎 采用無機混凝劑處理造紙廢水,選用聚合氯化 
鋁混凝劑,COD。去除率達85.1%。林喬元等””進 
行瞭亞銨法制漿造紙中段廢水經厭氧一混凝沉淀及 
好氧一混凝沉淀二級處理的實驗室對比試驗。陳元 
彩等。‘ 利用絮凝、厭氧酸化、生物接觸氧化一體化 
反應器處理造紙制漿含漂白廢水研究表明,在水力 
停留時間為15 h時,COD總去除率達83.9%,毒性 
去除率92%。吳慧敏等 提出瞭一條可行的治理 
石灰法草漿造紙廢水(含黑液)的技術路線,即石灰 

聚合硫酸鐵的絮凝沉淀法。張萍等 ”采用混凝 
沉淀(用硫酸亞鐵酸洗廢液作混凝劑)過濾工藝對 
再生漿造紙廢水進行處理。COD、SS和色度的去除 
率分別約為90%、96%和95%。尤其適臺北方寒冷 
地區。尹傢貴等‘‘ 探討瞭用新型高效絮凝劑對造 
紙中段水進行預處理,以使廢水中SS、COD。及色度 
達到較高的去除率。 
新型絮凝劑的采用可在降低費用、降低用量的 
條件下,大大提高絮凝作業的效率,提高造紙廢水處 
理的深度,所以歷來是科研人員關註的一個重點。 
近來效果良好、形式新穎的絮凝劑主要有:用硫鐵礦 
燒渣制備的高濃度和高穩定性的聚臺硫酸鐵液體產 
品 ;混凝劑DH…;非金屬礦物混凝劑 ;新型 
復臺型絮凝劑WPC/WPF ;新型高效陽離子絮凝 
劑P(DM—AM) ;由無機高分子絮凝劑PACS復 
配而成的混臺絮凝劑 ;中藥渣絮凝劑 ;粉煤灰 
混凝劑  ;合成聚合物I ;利用矽酸鈉、硫酸 
鋁、三氯化鐵和硫酸為主要原料制備的活性矽酸混 
凝劑(PAFSSC) ;硫酸低鐵、高鐵復合型水處理 
劑 ;陽離子有機高分子聚合物,陰離子有機高分 
子聚臺物 ;陽離子型有機高分子絮凝劑 ;微生 
物絮凝劑 ;聚臺硫酸鐵復臺助凝劑 :從生產魔 
芋精粉的廢棄物中制備的一種新型有機高分子絮凝 
劑” ;從自然界的農業廢棄物中提取、制備的一種 
新型的有機高分子絮凝劑 ;雙氰胺一甲醛系列陽 
離子聚合物 ;甲殼素和甲殼糖絮凝劑 等等。 
2.2過濾 
於永麗等 利用自行研制的混凝劑DH,在靜 
態、動態實驗中,對造紙廢水進行瞭絮凝、氧化、砂 
濾、炭濾處理。COD去除率高且穩定,水質達到國 
傢二級排放標準。賈鳳蓮等 對超濾和反滲透技 
術在制漿造紙廢水處理中的應用進行瞭詳盡分析, 
並探討瞭其在廢水處理中的最新發展。於永麗 
研究瞭化學氧化、絮凝、砂濾、炭濾處理制漿造 
紙廢水的方法。耿土鎖 論述瞭纖維球過濾用於 
造紙白水處理和回用的試驗情況。結果表明:纖維 
球過濾的出水水質好,對水中的懸浮物、濁度、COD 
和細菌的去除效果顯著,過濾出水能夠回用於生產, 
纖維球過濾具有濾速高、體積小、占地省、周期長、反 
沖洗水耗少、設備結構簡單和操作方便等運行特點, 
用於生產廢水回用具有很大的經濟效益。 
2.3 氣浮 
氣浮方法在近來的污水處理研究中應用較多。 
青島某造紙廠紙板制漿廢水用回流溶氣氣浮工藝處 
理,並用濾網直接過濾,能回收紙漿156 t/a,出水的 
SS≤45 mg/L,色度降低30~40倍,COD cr270~290 
mg/L。水質達到瞭造紙工藝回用水標準並實現循 
環使用,節省用水85%~90%,工程運行約2 lit後即 
可收回全部投資,具有顯著的經濟、社會和環境效 
益 。朱仙莊造紙廠對麥草瓦楞紙生產廢水采用 
FeSO 、AI (so,),作為絮凝劑通過pH值調節進行 
氣浮處理,處理後水質清澈透明,達到瞭國傢造紙行 
業二級排放標準 。佛山華豐紙業有限公司 
15 000 t/d廢水處理工程,采用網篩微濾一混凝沉 
淀一氣浮工藝處理以廢報紙為主要造紙原料的廢 
水 。山東薛城造紙總廠一分廠廢水治理工程處 
理廢水1 700 t/d,進水COD為1 000~1 500 mg/L, 
BOD為320~400 mg/L,SS為2 000 mg/L,選用高 
壓氣浮設備及氧化溝工藝,使出水COD 小於100 
me,/L,BOD 小於20me,/L,SS小於70 mg/L 。 
吳穎娟等 介紹瞭加壓氣浮法處理造紙廢水 
高效運行的條件和措施。寧平等 描述瞭CAF渦 
凹氣浮一混凝沉降工藝在造紙廢水處理中的應用, 
預處理後的廢水中BOD 、COD SS和TP經渦凹氣 
浮和混凝沉降後的去除率可達90%~99.5%,出水 
水質達到造紙工業廢水排放一級標準。吳穎娟 
采用旁濾一氣浮法處理造紙廢水,實現封閉循環,解 
決瞭廢水循環過程中產生腐漿、水垢和菌等一系列 
問題。耿鎖華 采用瞭氣浮一過濾一氯氧化為主 
的串聯物化處理工藝,實現造紙廢水的達標排放,並 
且具有投資省、運行費低和操作簡單的優點。曹 
曼  介紹瞭以TR微凈水器和混凝氣浮或沉淀技 
術為核心組成的造紙廢水處理新工藝和應用事例。 
宋秋萍等 分析瞭電解氣浮處理造紙廢水的過程 
中影響電能消耗的諸因素,提出瞭降低能耗的三條 
途徑,電能消耗可降低50% 佚名 介紹瞭采用 
氣浮池一厭氧塘一兼性塘工藝處理造紙廢水的試驗 
與設計,氣浮池采用硫酸鋁為混凝劑和30%的回流 
比,有效地提高瞭處理效率,工程規模為9 770 
m /d,可回收紙板原料8.4~10.8 t/d。 
2 4凈水劑 
在造紙廢水處理中應用最廣的是沸石凈水劑。 
葛學貴等 將80目信陽上天梯斜發沸石巖經水潤 
濕並水解後形成的多核、多羥基、高正電的鋁鹽、鐵 
鹽按一定比例混合,同時加入適量的反應助劑充分 
攪拌;然後將混臺物的pH值調至4~5並陳化數小 
時;最後將混合物在200~250℃的溫度下燒結制成 
“沸石凈化劑”。用該凈化劑處理pH 9、COD。< 
3 500 mg/L的草漿造紙終端廢水,加入試劑質量比 
為1:900,可使CODc 降低到450~960 mg/L。左 
玉明 將沸石通過復合改性後制成造紙廢水的凈 
化劑處理造紙黑液,整個過程無廢棄物,可實現造紙 
廢水的零排放。 
王澤民等 利用矽藻土、矽藻土一膨潤土復合 
水凈化劑處理以稻草為原料的造紙廢水,處理效益 
明顯,絮凝物脫水快,處理周期短。他們還利用提純 
矽藻土下腳料制成復臺凈水劑,其中含有硫酸鋁、硫 
酸鐵、矽藻土、膨潤土、遊離酸等多種功能成分,處理 
造紙廢水效果好,且成本低廉 。張薇等 開發 
出一種新型的離子型高分子凈水劑,用它處理造紙 
廢水具有投藥量少,懸浮物、COD、色度去除率高,處 
理效果好等特點。馬同森 研究瞭用硫鐵礦燒渣 
(紅泥)和廢硫酸為原料制備復合凈水劑的方法,並 
應用於造紙工業廢水的處理。實驗結果表明其凈水 
效果優於聚合鋁,處理的水質各項指標均符合排放 
標準,且工藝簡單,處理成本低,是中小型造紙企業 
廢水處理的行之有效的方法之一。劉長毅 用粉 
煤灰作為凈水劑處理哈爾濱市造紙工業廢水研究效 
果較好。 
2.5流化床焚燒 
流化床焚燒主要用於造紙污泥的處理,這為造 
紙廠廢水污泥的處置開辟瞭一條新的有效的途徑。 
曾庭華等 通過對污泥在流化床中的能量利用及 
對結團特性與燃燒過程的分析,發現造紙污泥在流 
化床內有焚燒結團特性,能得到較高的燃燒效率,煙 
氣排放及重金屬含量都可以滿足環保要求,而不造 
成二次污染。蔣旭光等 介紹瞭浙江大學熱能所 
處理造紙污泥的污泥流化床焚燒鍋爐的主要參數和 
結構。張文景 ”討論瞭造紙污泥同廢水煤漿在采 
用流化床技術焚燒時的不同的排放特性,主要就 
NO…SO進行瞭研究,同時對造紙污泥可能形成的 
HCI、cl 這類污染物進行瞭試驗,分別給出瞭NO 
和SO:同床溫、水分、過量空氣系數的依賴關系。 
3土地處理、磁、膜等其他方法 
造紙廢水的土地處理是一種簡單的方法,但效 
果因不同的條件而有差異。對於亞銨法制漿造紙廢 
水,在地理條件適宜的地區,采用廢水土地處理系統 
是經濟、有效的治理途徑 。於秀玲等 利用土 
柱試驗模擬土地處理系統,去除乳山市造紙廠工業 
廢水中的COD。試驗結果表明:在溫度10~28℃, 
投配水量為20 000 mL/d,水力負荷0 25 m/次, 
COD去除率在80%左右,並以此為依據,設計瞭乳 
山市造紙廠工業廢水治理工程。污水灌溉是另外一 
種需要謹慎的處理方法,劉金生等 發現兩種制漿 
方法的造紙廢水灌溉稻田,對土壤理化性狀有較大 
改善;亞銨法造紙廢水按一定比例與灤河水配比可 
使稻谷增產8%一11%。許連元等 探討瞭利用 
生物的某些生理特性降低小型造紙廠廢水中的污染 
因子,即利用某些硝化菌可產酸的特點,將造紙廠堿 
性廢液的pH值降至8.O0以下,再利用蘆葦既喜水 
又耐堿的特點,用該廢液灌溉葦田。李亞治 應用 
水葫蘆一水草人工濕地處理再生漿造紙廢水,在進 
水pH 7.12~7.49,BOD 、COD 、SS質量濃度分別 
為440.5 rng/L、354.2 mg/L、290.7 mg/L,水力負荷 
0.05 m/d條件下,BOD”COD∽SS的去除率分別為 
98%、93%和89%。系統性能穩定,出水水質達到 
排放標準且可用於農灌。可采用穩定塘處理制漿造 
紙廢水” ,也可采用氣浮池一厭氧塘一兼性塘組合 
工藝 。野外試驗和土柱實驗表明,造紙廢水渠底 
部包氣帶中,天然形成的生化層分佈對COD具有降 
解能力,當包氣帶厚度大於10 13tlln時,生化層發育 
良好,對COD的降解率可達到97%以上” 。 
楊崇豪等 的試驗發現,在用陰離子交換樹脂 
處理造紙廢水時,丙烯酸骨架強陰樹脂抗有機污染 
能力優於苯乙烯骨架強陰樹脂,在選擇中傾向於前 
者。王平等 的研究表明,污水磁處理可以降低造 
紙廢水COD指標,但COD降幅與污水組成、磁場強 
度均有很大關系。高級化學氧化是一項新興的現代 
水處理技術,其在處理水中難生物降解毒性有機污 

12一 
染物等方面具有廣闊的應用前景。武書彬 介紹 
瞭幾種典型高級化學氧化工藝的基本原理與特點, 
及其在制漿造紙工業廢水處理方面的研究應用。朱 
亦仁等 采用液膜法對造紙黑液進行處理,在分離 
時間、乳水比、油內比、廢水pH值、攪拌速率等工藝 
條件適宜的條件下,LbiA一1一TOA一煤油一H s仉 
組成的膜體系中,COD去除率可達98%,出水pH 
接近中性。陳國慶 用膜分離技術處理造紙廢水 
可回收其中的木質素和糖分,回收率均為6o%左 
右。 
4清潔生產與廢水回用 
清潔生產工藝在造紙工業中的應用改變瞭造紙 
廢水治理的概念,不僅能節約水資源,節約能源,防 
止環境污染,而且可以取得良好的經濟效益和社會 
效益,為新的世紀造紙廢水的徹底治理展現瞭一片 
曙光。應用生物技術改造制漿造紙工業具有很好的 
前景,各個環節均可涉及,如生物改良樹種、原木肅 
皮和木片貯存、生物制漿、酶法漂白 “ 、高質量溶 
解漿的生產、酶法脫墨技術、利用造紙廢液和廢料制 
取副產品、廢水處理等等。宋艷茹等 介紹瞭 
術質素生物合成途徑與轉基因植物降低造紙原料木 
質素含量的研究情況,對我國發展從源頭防治制漿 
造紙污染的策略提出瞭建議。 
通過工藝的改造也可以降低污染物的排放。根 
據我國實際情況,紙漿漂白應盡量采用氯漂白技術, 
待時機成熟再發展TCF漂白技術,盡可能減少有害 
物質的產生  吳玉英等 提出瞭一種采用稀硫 
酸水解,綜合利用麥草,制取糠醛和紙漿的工藝。通 
過對水解反應影響因素的探討,發現較優化的水解 
工藝條件為:用酸量20%、時間180 min、最高溫度 
110。c、液比1:5。洗漿廢水和精餾後廢水的污染 
負荷遠低於常規堿法草漿廠廢水的污染負荷,且低 
於GB3544-1992規定的造紙工業廢水排放二級標 
準。梁德 ”采用深度脫木素的蒸煮方法和漂前氧 
脫術素及用二氧化氯代替氯的漂白工藝,可以明顯 
地降低硫酸鹽木漿漂白廢水的負荷,再經完整的二 
級生化處理後的廢水可達到國傢規定的造紙廢水排 
放標準。臺明青 研究瞭利用龍須草為原料以亞 
硫酸鹽法制漿的廢水處理工藝。實踐證明,該工藝 
合理,管理運行費用低,所排廢水可基本達到造紙行 
業排放標準。錢學仁等 簡述瞭超臨界流體的特 
征和應用,著重敘述瞭超臨界流體在林產工業中的 
應用,包括黑液中木素的超臨界流體抽提和造紙廢 
水的超臨界水氧化等。 
造紙廢水處理的關鍵是廠內治理,隻有在廠內 
將大量廢水循環回用,才能減少排放量,從根本上降 
低廠外廢水處理的成本,從而更有利於達標排 
放 。實現封閉循環的實例,參見文獻[46],此處 
不再累述。 
5廢水資源化與綜臺治理 
葉雪明等 ”用平板分離法從樹皮中選育出 
“5088號菌種”,使麻紡廠的廢棄下腳料轉化成可替 
代飼料中玉米成分的“媲谷菌飼”。並利用造紙廠 
白泥,粘膠纖維廠廢水處理產生的污泥作飼料鈣、鋅 
元素添加劑獲成功。顧毓剛等  研究瞭以造紙 
白泥、電石渣及工業廢硫酸為原料制備化學建材石 
膏的原料二水石膏的工藝條件和影響因素,同時采 
用廢水閉路循環回用工藝流程,防止二次污染的產 
生。實驗表明,將廢渣配成10%濃度的漿液與低濃 
度廢硫酸進行反應,可制造含量達90%以上的優質 
二水石膏。栗印環等 研究瞭用造紙黑液制備出 
的球形木素磺化陽離子交換樹脂作為生物載體,用 
上流式厭氧流化床反應器處理高濃度有機廢水,研 
究瞭產氣量與有機容積負荷、水力停留時間、基質 
COD去除量之間的關系,並尋求最佳工藝條件。傅 
紹斌等 首次提出瞭將造紙廢水處理作為油田註 
人水的設想,研究設計瞭一種投資小成本低的處理 
工藝,按該工藝處理後的造紙廢水可用作中低滲透 
油田的註人水。劉精今等 介紹瞭利用我國目前 
最大排放的印染、造紙、制革等堿性工業廢水進行中 
小型燃煤鍋爐煙氣脫硫除塵的技術,並進行瞭技術 
經濟分析。陶覲玫 介紹瞭國內將堿法造紙制漿 
廢水(簡稱黑液)作原料進行堿回收和木素及其化 
學產品制取方面的情況,為造紙廠黑液資源化治理 
提供可參考的技術路線。薛進軍等 以引進的大 
平2號蝗蚓處理石灰法造紙廢水沉降底泥,試驗效 
果較好。 
弓鳳蓮等 以再生紙造紙廢水和印染廢水的 
混合後的水樣,采用混合調節、絮凝反應、斜管沉淀 
生產接觸氧化、二次沉淀的流程處理工藝,並對傳統 
曝氣裝置的曝氣方式等進行瞭改進,應用效果表明 
兩廢水混合後pH呈中性,利於後續廢水處理工藝。 
李平等 及傅汝文等no 介紹瞭煤渣、含sO 煤 
氣、造紙中段堿性廢水綜合治理利用技術。 



台長: che269
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