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工艺介绍

造纸工业是一个用水量大、污染严重的行业。由于造纸废水污染物浓度高、治理难度大,各国均将造纸废水列为主要公害之一。美国将造纸废水列为六大公害之一,日本列为五大公害之一。据联合国环境规划组统计,全世界造纸工业的废水排放量每年274亿t,造纸废水的污染物总量BOD:1080万t,悬浮物总量594万t,硫化物100万t。
我国是造纸工业发展较快的国家之一,1997年底,全国造纸企业达5873家,其中年产纸浆万t以上的企业1100家。全国纸浆年产量1148万t,其中碱性纸浆产量720万t,占63%,草浆450万t,占39%。从上述统计数字可看出,我国的造纸工业有如下特点:一是年产万t以下的中小企业占的比例大,为82%;二是我国造纸以草浆原料为主。木浆造纸约占纸张主产总量的14%,非木浆约占86%,而非木浆产量中约60%是草浆纸。草浆造纸使我国造纸工业废水污染物浓度高于国外造纸行业。以COD为例,我国生产1t纸产生的CODa约为240kg,国外为70kg。
造纸工业废水分为黑液、中段水、白水三种。黑液来源于蒸煮废液,生产1t纸浆约产生黑液10t左右。黑液的污染物浓度与所用造纸原料种类、生产工艺等有关。一般黑液中杂质约占10%~20%,其中1/3为无机物,主要是各种钠盐;2/3为有机物,主要是碱木素、半纤维素、脂肪酸和树脂酸等。中段水来源于造纸工艺的洗涤、筛选、漂白工段。中段水的水质指标:COD=800~2000mg/L,BOD,=200~500mg/L,木质素=50~200mg/L,pH=7~8。该种废水色度较高,水中含有难生物降解的物质。
白水来自造纸工艺的抄纸机及打浆机。白水污染物浓度低,BOD;通常只有几十mg/l.。
近年来,利用废纸再生纸浆行业发展迅速,但在废纸再生过程中会产生脱墨废水,其水质特点是油墨和短纤维含量较高。
造纸工业废水未经处理直接排放,对水域造成严重污染,给工农业生产和居民用水带来极大困难。例如,吉林省地处长白山脉的8家小造纸厂,年生产能力6.5万t,产生废水1600t/d,直接排入松花江上游水系,污染了环境。又如,位于三峡地区右岸的茅坪溪,沿河岸分布有20多座造纸厂,造纸废水直排河内,造成河水呈酱油色,泡沫满河,水质恶化,生态环境造成破坏。更为严重的是,含大量造纸废水的溪水排入长江后,严重污染了该段长江水质。国家和地方环保部门,对造纸行业的废水污染非常重视,制定了相应的法规,限期达标排放。对小型造纸厂实行限期关、停、并、转。
为缓解和根治造纸工业废水对环境的污染,依据造纸工业废水的特点,进行了系统的研究。因为黑液的污染负荷最大,占整个造纸行业污染负荷的90%,因此,黑液治理工艺是研究的重点。国外多采用碱回收法将黑液中有机物浓缩燃烧回收无机碱,并进行回收利用。但是,碱回收工艺投资大,工艺复杂,只有大型制浆企业才能承受。完整的碱回收循环过程是从制浆蒸煮开始,即纸浆洗涤和黑液提取→蒸发浓缩→焚烧回收→碱苛化一回用
对于中小型造纸厂而言,从黑液中回收碱难以实现。有的中小型制浆厂采用酸析法回收木质素,变废为宝。黑液提取木质素后采用混凝加生化处理工艺实现达标排放。对于中小型造纸厂的黑液处理,目前我国仍处于实验研究阶段,取得了一些成果。例如:酸化法提取木质素,生物一物理化学法、毛发载体生物膜技术、半煤渣法处理造纸黑液,SBR处理竹浆造纸黑液等,但实际应用有待改进和完善。
我国造纸中段水处理技术经过研究和实际应用日趋完善,例如:混凝气浮一生化处理工艺、厌氧流化床一好氧处理工艺、稳定塘处理工艺、水解酸化一SBR处理工艺都得到了广泛的应用,并取得了良好的处理效果。
白水因其污染物浓度低,治理的重点是实现水回用,通常采用的工艺有气浮一过滤或膜处理工艺。
造纸脱墨废水处理工艺是依据废纸对造浆工艺的需要而粗线条的处理。废纸再造浆废水主要污染物是油墨、瓷土、短纤维,经过实验室小试、中试,在北京造纸一厂废纸再生车间污水处理工程中采用了两级气浮一过滤工艺,获得了成功,处理后废水可回用于生产工艺,取得了较好的环境效益和经济效益。

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