_制浆造纸废水深度处理的研究进展

作者简介:程峥，男，博士研究生，主要从事制浆造纸水污染控制及生物质科学与工程方面的研究。通讯作者:杨仁党，男，教授，主要从事生物质资源及特种纸方面的研究。*基金项目:国家科技支撑计划项目(课题编号:2013BAC01B03)。制浆造纸废水深度处理的研究进展*程峥1杨仁党1王建华2(1.华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广东广州510640;2.浙江永泰纸业集团股份有限公司，浙江富阳311421)摘要:本文介绍了制浆造纸废水的来源及特点，综述了国内外制浆造纸废水深度处理技术的研究现状，讨论了目前几种常见方法的作用机理以及在制浆造纸废水深度处理中的应用情况，综合比较了它们的优缺点，并介绍了一些最新的技术及发展趋势，提出了通过多种工艺联合处理，优势互补，实现经济性和实用性的统一。关键词:制浆造纸;废水;深度处理;新技术中图分类号:X793文献标识码:A文章编号:1671－4571(2016)04－0083－082014年我国造纸工业废水排放量约为27.6亿吨，其中，排放废水中化学需氧量(COD)47.8万t，占全国工业废水COD排放量的15.4%，制浆造纸行业的水污染仍值得我们高度重视［1］。随着造纸工业的迅速发展，其废水的治理也越来越引起各方面的重视。目前制浆造纸废水治理技术基本工艺流程是源头治理与末端治理相结合，其中废水末端治理工程一般采用一级物化+二级生化处理方法［2，3］。制浆造纸综合废水典型的处理流程如图1所示。图1制浆造纸综合废水典型的处理流程二级生化处理虽然能够去除较大部分的COD，但排放废水的色度和COD等指标依旧难以满足新标准的要求。为了弥补二级处理的不足，进一步降低由于生物难降解木素及其衍生物引起的COD和色度就成了三级处理(即深度处理)。由于制浆造纸废水具有排放量大，色度高，悬浮物含量大，有机物浓度高，组分复杂，难处理等特点，因此给生态环境造成了一定的压力。为了促进经济与环境协调发展，引导制浆造纸工业生产工艺和污染治理技术的发展方向。2008年6月国家环保部颁发了《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544－2008)，这对造纸废水行业的发展提出了更高要求，按照“减量化，再利用，资源化”的发展原则，处理后的水尽可能地循环回用于生产［4，5］。2015年是新《环境保护法》的实施年，也是环境公益诉讼的破冰之年。同时国务院又发布了《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)，“水十条”是最新的治污利器，直指水污染防治领域的重大现实问题，全面尝试新的治水理念，将“最严格的水资源管理”的实施机制落到实处。造纸废水深度处理及回用不仅可以降低水成38《造纸科学与技术》2016年第35卷第4期本，节约水资源，而且对于减少废水排放量，消减排污费，减轻对环境的污染，具有更实际的意义。造纸废水深度处理就是将二级生化处理出水再进一步用物理、化学或生物法处理，去除造纸废水在二级处理中没有除去的溶解性污染物及其悬浮物，以达到更加严格的排放要求，甚至能够实现水的回用。1制浆造纸废水的来源及特性1.1制浆造纸废水的来源制浆造纸行业是指用物理﹑化学或者物理化学相结合的方法使植物纤维原料转变成本色纸浆或者漂白纸浆，再将纸浆抄造成纸产品的过程。制浆造纸过程示意图如图2所示。在制浆造纸的过程中，不同工艺环节产生的污染物种类、性质不同，而且制浆方法不同，产生的化学污染物的种类也有所区别。总的来讲，在制浆造纸的过程中产生的废水主要分为三部分:蒸煮废液，中段废水，抄纸车间的白水［6］。图2制浆造纸流程国内一般制浆造纸厂都有黑液，中段废水，白水，它们分别来自不同的工段，各种废水污染物浓度差别较大，具体数值见表1。表1制浆造纸废水污染物项目COD/mg·L－1BOD(mg·L－1)悬浮物SS/mg·L－1pH值污染指数采取措施黑液1500～200002500～10000500～800011.0～12.0最严重进入碱回收中段废水700～1500400～1000200～5008.0～9.0较重进污水处理厂白水80～300150～50020～1007.6～8.0较轻进车间水封闭1.1.1蒸煮废液在蒸煮过程中产生的超高浓度废液，碱法制浆产生黑液;酸法制浆产生红液，我国目前大部分造纸厂采用碱法制浆，所排放的黑液是制浆过程中污染物浓度最高，色度最深的废水，呈棕黑色。它几乎集中了制浆造纸过程90%的污染物，其主要成分有:木素﹑聚戊糖﹑总碱，所含BOD和COD的浓度高，黑液是造纸工业废水中危害最大的部分。1.1.2中段废水中段废水是化学法制浆生产过程中除黑液外全部废水的总称，实际是碱回收后或红液利用后的综合废水，主要是指经黑液提取后的蒸煮浆料在洗涤、筛选﹑漂白以及打浆中所排放的废水，颜色一般呈黄色，占造纸工业污染排放总量的8%～9%，中段废水量占整个制浆造纸废水量的比重最