膜技术在造纸废水处理中的应用

徐国才

摘 要： 膜分离技术是一种近些年较为热门的废水处理技术，这一技术由于操作简便、废水处理效率高，在很多废水处理工程中得到了广泛应用，而将膜技术融入造纸生产废水处理的过程是提升造纸行业水污染治理效果的重要措施，在造纸过程各环节废水中应用膜处理技术可以帮助造纸企业大幅降低水污染问题，为造纸企业在发展中提升环保价值，为造纸行业发展创造健康的环境。基于此，文章对膜分离技术在制浆造纸废水处理中的应用做了分析与探討。

关键词： 制浆造纸;废水处理;膜分离技术

【中图分类号】X703     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）23-0199-01

1 膜分离技术的原理及特点、分类

1.1 膜技术的原理分析

膜分离技术就是一种利用横流式过滤单元来实现杂质分离的技术手段，这种技术在实际应用中的功能就是将某些特定有机物或无机物杂质从相应的溶液当中选择性分离出来，由于膜技术具有较强的渗透差异性，利用这种选择性能可以实现单一杂质的分离，当特定溶液进入设定好的膜分离器当中时，溶液与膜结构表面进行接触就会由于渗透差异的存在而发生不同程度、不同效率的渗透，这样就能够实现某一杂质的分离与过滤。而在实际应用中运用外界能量作为助推力可以从液体或者气体混合物中将某一组分进行分离或富集，也可以用于组分提纯[1]。

1.2 膜技术的主要特点

膜技术有如下几大特点：其一就是分离效率非常高，膜处理技术工序结构简单，所需处理的废水只要通过膜分离器就可以获得预期处理效果。其二就是膜分离技术应用过程中无相变，这样就能够实现较高效率的废水分离能量转化。其三就是可以在常温环境下进行膜分离操作过程，这样对于一些热敏材料的分离处理就非常有用。其四就是膜分离技术所用的设备装置相对简单，且废水处理操作也非常简便，膜分离器的维修与控制过程也较为简便，并且相对于其他废水处理技术，膜分离技术设施的占地较小，在实际应用中受到了广泛认可。

2 膜分离技术在制浆造纸废水处理中的应用

2.1 制浆废液的浓缩及废液成分的分离

在膜分离技术中，超滤过程往往要求在较低温度环境下进行，这样就可以避免相变的发生，且操作不需要加热，因而其运行成本低。超滤法可以实现对制浆废液的浓缩，并能实现废液成分的分离。

有学者利用浓差极化理论，构建了草浆黑液的潮流传质方程，给出了超滤浓缩的上限浓度。所谓浓差计划，是膜材料具有选择性的功能，其在分离过程中，可以将一定的溶质分离出来，这些被分离出来的溶质截留在压力大的一侧。这样经过处理后，就会形成浓度差，这就是所谓的浓差极化。浓差极化会导致渗透压的升高，从而降低了膜的分离性能。在实际过程中，可以通过改善表面流动来减弱这种影响。而膜分离技术的本身，就是实现废液的浓缩过程，通过不断的膜分离，可以进一步对废液进行浓缩，且这个过程操作简单，高效经济。为了改进这种废液的浓缩效果，延长膜的使用时间，就需要合理控制渗透压，减小浓差极化的影响。

膜分离技术还可以实现对废液成分的分离和纯化。芬兰的一家造纸厂就利用膜分离技术实现对废水的处理，提出木素磺酸盐。挪威一家公司则利用膜分离技术对废液进行浓缩，其废液中的TDS浓度可以提高10个百分点[2]。

2.2 漂白废水的处理

当前，漂白往往都需要用到含氯漂白剂，而这种成分毒性大，会对环境造成很大的影响。漂白废水中存在的有机氯化物对废水处理提出了更高的要求。对于造纸行业而言，漂白是一项重要的工作环节，是保证纸张质量的关键。因此，造纸行业也需要对漂白废水进行处理。近年来，国内很多造纸厂和学者都开始研究新的漂白废水处理方法。其中，超滤技术是处理E段废水的有效方法。这是因为，E段废水中含有较多的相对分子量大的物质，采用超滤技术，可以将这些大分子物质有效分离开来[3]。而对于C段废水，由于其中含有较多的小分子物质，这种情况下，超滤膜很难起到有效分离。对于H段废水，超滤技术起到的作用很差。有数据表明，使用超滤技术，可以将E段废水中的BOD5的浓度降低六七成，色度也可以降低六成左右。

2.3 涂布废水的处理

涂布技术是造纸行业中经常使用到的方法，主要用来改善纸张的性能。而在另一方面，在涂布处理过程中，也往往会产生涂布废水。对于涂布废水而言，虽然其毒性不是很大，但是，由于其中含有颜料和乳胶等成分，就会使得受体染色。此外，涂布废水含有的一些化学品还具有一定的经济价值。所以，对于涂布废水处理也是一项必要的工作，既可以避免受体染色，也能回收一些有价值的化学品。目前，许多家造纸厂都采用膜分离技术来实现对涂布废水的处理。一些超滤设备就能起到稀释涂布废水的作用。涂布废水经过超滤后，其被截留下来的溶液可以继续作为涂料，且其浓度可以提高四成左右。透过液则可以作为清水使用。因此，通过膜分离技术，可以实现对涂布废水的有效处理，保留有用成分，减小损失。

2.4 造纸白水的处理

对于造纸行业来说，造纸白水中往往含有很多的胶料、纤维等物质。并且，随着封闭循环程度的提高，造纸白水中往往就会过度蓄积一些小分子胶体物质、无机盐和离子等，这些成分的存在就会影响到造纸机器的正常运行，也会对产品的质量产生影响。所以，对造纸白水进行处理，除去其中的离子和胶体等物质，对保证造纸质量很有必要。而对于造纸白水而言，其中的悬浮物较多，因此，在实际处理过程中，都会先用格栅和斜网等经过初步处理过滤，之后，再利用微滤技术进行预处理，将造纸白水中的悬浮物和胶体物质除掉。最后，再使用超滤技术，对造纸白水进一步处理，这样就可以为其全封闭循环的正常进行创造出更好的条件[3]。

3 结论

膜分离技术具有很多的优点，因而在废水处理方面有着很广泛的应用。对于制浆造纸而言，其可以产生一些有害的废水，为了减小对环境的影响，就需要通过膜分离技术将水中的有害物质除掉。而对于涂布废水等而言，膜分离技术可以将一些仍具有使用价值的有机化学品截留下来，以便重复使用，这样，可以大大减小造纸的成本。随着技术的改进，未来，膜分离技术也将会多种技术相结合，在造纸废水处理方面将发挥更大的作用。

参考文献

[1] 杨剑清.膜技术在造纸废水处理中的应用[J].化工管理，2019（8）：59-60.

[2] 陈栋谚.浅析膜分离制浆造纸废水深度处理工艺[J].建筑工程技术与设计，2018（22）：13.

[3] 李昌涛.制浆造纸废水深度处理技术综述[J].轻工科技，2019（6）.