造纸废水污染治理现状及对策探究

刘 晓，陈正起

（河南工业职业技术学院 电子信息工程学院，河南 南阳 473000）

造纸废水是指制浆造纸工艺过程中产生的废水，一般包括制浆工艺产生的煮废液、洗涤废液、漂白废液、纸机白水等。造纸废水由于成分较为复杂、可回收处理性较差，属于较难处理的工业废水之一，也是当前我国主要的工业污染源之一。当前，我国造纸企业在造纸过程中多采用草秆、木浆等原料，经过制浆、洗浆、漂白、造纸等多重工序来完成造纸过程，其中还会涉及碱法制浆、化学机械法制浆和机械法制浆等诸多制作方法，但是无论何种工序和制作方法，都需严格按照步骤进行，否则在造纸过程中会产生大量悬浮物及生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand，BOD）、化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）和部分有毒物质，产生造纸废水污染。近年来，造纸企业在生产过程中积极改进废水污染物的回收再利用技术，但造纸废水污染仍旧十分严重。因此，国家和企业应及时对这些问题进行分析和探讨，制定一套造纸废水治理的妥善方案。

1 造纸废水污染治理现状

造纸废水是我国的主要工业污染源，由于企业造纸量较大，如果不注重节能环保和有效治理，企业产生的工业废水也会相应增多，会给周围水体造成严重的破坏。相关统计资料显示，全国制浆造纸工业污水排放量占全国总污水排放量的10%～12%，造纸工业资源浪费现象严重，使得水源质量也受到了严峻挑战。早在2008年，国家质检总局和环境保护部就针对造纸工业颁布了新的制浆造纸废水污染排放标准，要求各大造纸企业严格遵守废水污染排放标准，提升自身制浆造纸工艺技术，减少废水的产生与排放，实现造纸企业的可持续发展[1]。

2 造纸废水污染治理方案流程

在制定废水污染治理方案的过程中，造纸企业要遵循一定的原则，工艺方案的选择需要确保废水处理效果，因此，造纸企业应主动响应国家相关造纸政策，结合设计规模、造纸特性及当地水源结构等条件，对总体造纸废水治理方案进行优选分析，保证所选造纸工艺先进成熟、能耗较小，且能最大限度地减少对周围环境的不良影响。如今，众多造纸企业所执行的造纸废水污染治理的大致方案，主要有造纸白水处理和混合制浆处理，这两种方式都能有效缓解造纸工艺中的废水污染问题，减轻环境污染所造成的影响。

2.1 造纸白水处理

造纸企业的废水污染治理方案中有一种回收处理方式，即造纸白水回收处理。该方式主要由气浮法、多圆盘过滤和二次生物处理等多个技术环节组成，各个环节可组合进行也可单独开展，十分方便。近年来，国内中小造纸企业大多使用多圆盘真空过滤技术，运用多盘式纤维回收机，将回收的大量纸机白水进行纤维和填料处理，将其进口SS质量分数降到标准的0.2%～0.4%，将污染物对环境的损害降到最低。由于这一方式应用广、效果好，是造纸白水处理技术中“物化+生化”两级处理较为理想的技术形式，当前，国内诸多大小造纸企业普遍使用这一技术来进行造纸废水污染物处理[2]。

2.2 混合制浆处理

造纸企业在经过无数道造纸工序后，积累了大量制浆废水污染物，对于一些大型造纸企业而言，使用普通的污染治理方案效果不够明显，因此，可尝试采取混合制浆处理方式来净化造纸废水污染物。造纸制浆废水污染物中的大颗粒物与浮渣被人工清除后，还需经斜网收浆后流至调节池，调节池会自动加入混凝剂、助凝剂对废水进行解离处理，解离后的一部分污染物完成净化流回生产线，一部分在酸化池中被降解，有效降低了废水化学需氧量，而且经过酸化池降解的造纸废水与生物填料充分接触，能够形成堆肥并再次在造纸工业中被回收利用，提高了造纸废水的可回收利用性。

3 造纸废水污染治理方法

当前，国内造纸企业将废水治理的精力都集中到了达标排放与循环利用上，尤其是近几年，造纸废水的封闭循环技术成为各大造纸企业的重要技术之一，为造纸污染治理流程的优化和造纸环境的恢复作出了重要示范。对此，今后应大力开发这种封闭循环技术，并融合其他废水处理方法，实现造纸废水污染的有效治理。

3.1 化学造纸废水处理法

3.1.1 混合沉淀法

造纸企业造纸制浆过程中的废水污染物，包括制浆废液、中段废水、蒸发站冷凝水、化学废水等，其中含有许多不可降解的污染物，需要采用混合沉淀法来处理。混合沉淀法是造纸企业中最常用的一种处理方法，该方法通常与其他技术结合使用，比如生物处理法和化学处理法，但是在使用时需注意混凝沉淀剂的选择。制浆废水的成分有多有少，而且还要区分可降解与不可降解，对于不可降解的废水污染物，需要选用不同的混凝沉淀剂。当前，国内常用的混凝剂有无机混凝剂和有机混凝剂两种。采用混合沉淀法，成本低、操作简单，可用于造纸企业造纸废水污染物的一级处理[3]。

3.1.2 生物处理法

造纸企业中采用的生物处理法包括好氧生物处理法和厌氧生物处理法。好氧生物处理法又可分为活性污泥法和生物膜法。当前，国内造纸企业对好氧生物处理法进行了工艺改进及技术改造，将造纸制浆产生的废水进行了深度加工和处理，提高了造纸企业的水质指标。比如企业采用了供气式低压射流曝气器、倒伞形曝气器等先进设备，为企业造纸制浆的氧化技术提供了载体。企业采用这些设备对曝气池中的污染物材料进行了分区曝气，实现了造纸废水的改良处理。另外，厌氧生物处理法在企业中也较为常见，由于处理不需另加氧源且成本较低，该技术迅速在企业中得到了推广和应用。从当前各种厌氧生物处理技术投入使用的情况来看，许多技术都得到了广泛应用，包括厌氧生物过滤池、上流式厌氧污泥床等技术，而且这些技术也在使用中不断优化，极具发展潜力。

3.1.3 深度加工法

深度加工法，顾名思义，即是对造纸制浆废水进行深度处理的一种方式，在大型造纸企业中应用较为广泛。由于大型企业造纸工程量大，制浆废水的污染负荷量也大。当废水污染负荷高于造纸废水的污染负荷时，制浆废水需要经过二级生化处理，但即便经过二级生化处理，COD浓度仍高于规定排放标准，这时候便需要再次深度加工，对废水污染物进行深度处理和脱色，主要原理是针对COD浓度高的废水污染物进行脱色处理，净化其难降解的部分，使降解后的色度达到排放要求。比如加药絮凝沉淀，在废水污染物中加入PAC和PAM絮凝剂，让水中的SS和带有色度的有机物形成颗粒状物体，然后通过沉淀方式进行解离，进而去除色度。另外还有吸附法，利用活性炭和硅藻土，将废水中的有机物吸附，待其变大后自行沉淀，也能达到色度排放标准[4]。

3.2 高得率制浆废水处理法

高得率制浆是制浆工艺的一种，由于造纸工艺中所使用的纤维原料、化学成分不同，制浆工艺流程也有所差异。高得率制浆在制浆过程中需要利用化学方法或机械处理方法，将这些原料和成分进行解离，然后净化或精制成不同的纸浆材料，主要工艺有CTMP、SCMP、APMP等。当前，造纸企业使用较多的是CTMP这一制浆工艺，主要流程是先将选取的纤维原料浸透化学药品，待其中的化学杂质饱和之后，再进行机械磨浆工序，如此能够使产出的纸浆强度好、韧性强，但这一流程会产生大量的制浆废水污染物，比如残余的化学药品、有机物，还有流失的细小纤维等，且这些污染物含有多种有毒元素，企业一般都会在这一工序之后，采取生化处理或者化学浆厂结合技术来提升高得率制浆质量。生化处理技术中的厌氧与好氧联合处理法，能够克服高得率制浆废水中浓度低的问题，改良造纸制浆废水污染配比。化学浆厂结合技术可用热泵将废水进行蒸发浓缩处理，然后并入化学制浆回收生产线，将其作为二次利用的燃料来处理。

3.3 资源回收利用技术

造纸企业在制浆工艺中产生的废弃物，包括原生制浆生产中的备料废渣、车间废水污泥及二次纤维回收利用时产生的废水污泥等。针对不同的废水污染物，如果统一采用焚烧或填埋的方法处理，则会造成资源浪费，同时，也容易引发空气污染。因此，对其中可利用的备料废渣等污染物进行二次处理，造纸企业可将这些污染物先进行脱水处理，然后利用碱回收炉、多效蒸发器等设备，对污染物中的有害物质进行清除，净化有毒物质，然后继续进行蒸煮制浆流程，搭建二次废物利用流程体系，实现科学治理[5]。

4 结语

造纸工业是我国国民经济的重要原材料工业，是技术密集型产业，也是耗能较大的工业类别之一。近年来，我国造纸工艺不断进步，已成为世界造纸工业的生产、贸易大国，造纸产量逐年递增。与此同时，因为造纸工艺规模的扩大，所产生的造纸污染也更加严重，尤其是废水污染情况较为严重。进入21世纪后，国家加快了造纸综合治理的新技术研发与推广，为造纸企业的造纸工艺提供了政策条件和资源帮扶，各种环保科技新举措纷纷被应用于造纸工艺流程，这一系列成果为今后制浆造纸工业的快速发展夯实了基础。如今处于新的变革关键期，国家及造纸企业要持续发力，全面推广环保健康的造纸工艺技术，为我国制浆造纸工业的可持续发展实现新突破。