造纸工业废水处理的研究分析

冯志香 马志芳

(黑龙江恒祥信测检测技术有限公司 黑龙江 牡丹江 157013)

引言

在可持续发展理念下，造纸行业需要实现转型发展，切实做好工业废水治理工作，这样才能推动造纸业的健康发展。本文主要探究造纸工业废水处理情况，以下进行相关分析。

1 造纸工业废水处理的研究价值

造纸工业为诸多行业发展提供了基础材料，不过在发展过程中消耗了大量的植物资源，并且生产过程中存在一定环境污染问题，所以需要全方位了解造纸工业发展现状，对生产污水废水有效处理，以往的造纸行业废水处理需要投入大量资金，然而部分造纸企业为考虑这些问题，未能采取有效技术性措施，这就更加凸显出对造纸工业废水处理研究的重要性。国家已经在污水治理方面制定了相关政策，因此造纸工业也需要响应国家号召，革新处理技术，由此减少河流污染，保障群众的用水安全，最终实现传统造纸行业的健康发展[1]。

2 造纸废水的主要特征

2.1 中段废水特点

在造纸过程中需要进行纸浆的洗涤处理，而洗涤前期将产生大量黑液，后期需要筛选纸浆，去除粗浆保留纤维素之后进行漂白处理，由此去掉纤维素当中的有色物质，提升纸浆的洁白性，也需要通过氧化、溶解等措施保留木质素。中段废水主要是指提取蒸煮浆料之后通过漂白、净化等工序处理废水中的树脂类化合物，通常中段废水在造纸废水总量中占比接近80%，整体来看其中污染物主要包括如下三种：其一，蒸煮环节由于工艺和操作水平不同、废水浓度不同，导致其中出现较多的纤维素；其二，中段废水等木质素毒性偏小，经过生物驯化之后实现降解，不过钠盐和碱会严重影响微生物，导致其活性不足；其三，造纸工业废水当中的纤维成分，较多并且中段废水排污量大、颜色浓、气味大，一些毒性物质会污染生态环境，所以中段废水是造纸工业研究的重点。

2.2 废纸再生造纸废水特征

部分企业会重新应用废纸，不过废纸的原料、生产工艺不同，使得废水成分存在差异，这也造成了废纸再生造纸废水处理难度较大的因素。通常在治理废水的过程中需要根据其来源加以处理，比如制浆工艺当中存在较多类型的废水污染，并且化学需氧量偏大，尽管一些造纸厂开始循环利用工业废水，不过其中依旧带有较多的有毒物质，液体较为浑浊，再如抄纸废水的来源是浆料洗涤，所以其中含有的淀粉、泥沙较少，可以再次利用，而造纸废水的原料为废纸，其污染性较大，主要表现如下：其一，废水量大、浓度高，并且随着加工的进行废水当中不可降解的有毒物质增加；其二，工艺废水当中存在较多种类污染物，难以降解和处理，其中存在的有机氯化物处理难度极大；其三，该类废水当中含有较多化学添加剂，一旦排放到河流、湖泊当中将导致大量生物死亡，出现水体富营养化，并且生化处理后水质难以恢复。此外，废纸再造生产废水存在异味，进而污染生态环境[2]。

3 当前造纸工业污染主要问题与表现

我国每年生产纸张以千万吨、数亿吨计，而纸张原料处理和生产环节产生大量废水，不加以处理将污染水源和大气环境，通常废水排放量直接和纸张生产工艺相关，工艺先进的情况下废水排放量较少，有研究发现每生产一吨纸大约排放500立方米废水，主要问题如下：

3.1 污染物种类偏多

不同造纸厂选择的造纸原材料存在差异，使得制作工艺也不同，比如造纸厂将木材、麦草作为原材料，采取化学法或者机械法加工，并且不同原材料加工期间的添加剂类型有所不同，使得造纸厂废水成分存在差异，通过分析相关资料可以发现我国造纸废水当中化学需氧量接近300万吨，并且这一数值逐渐增加，由此说明造纸工业废水治理形势严峻，要求更新造纸技术，通常造纸工业废水主要成分包括纤维素、碱性物质、木质素、氯代脂肪烃类，以上污染物质降解难度大并且结构复杂，其中木质素结构包括了大量难以溶解的有机分子，并且其它污染物成分各不相同，要求在治理过程中结合污染物组成成分合理选择治理方式。

3.2 污染物毒性偏高

造纸工业废水当中包括部分难以降解的分子以及毒性物质，其中氯代有机物主要出现在纸浆漂白环节，这一生产工序废水毒性较强，会导致生物细胞突变，抑制微生物繁殖。无机毒性化合物主要是指硫酸盐等含硫的物质，当前主要是通过无氯气元素漂白或者完全无氯漂白处理，由此降低污染物毒性，不过部分造纸企业的生产技术较为落后，导致废水当中大量有机氯化物未能妥善处理，排放污染物的毒性偏高[3]。

3.3 传统处理模式落后

当前我国造纸企业普遍规模较小，污水处理技术较为落后，比如普遍应用碱法制浆工艺造纸，并且缺乏资金保障，导致生产所用配套设备缺乏先进性，还有部分企业未能设置专业的碱回收装置，在废水处理上不够及时，国家需要加强造纸废水处理技术研究，由此改善中小造纸企业废水处理不彻底的局面。在当前的造纸过程中废水主要来源于造纸白水、蒸煮废液以及中段废水，新时期我国针对造纸白水研发了相关技术，其中大型纸机安装圆盘过滤机，中小企业通过选择气浮池的形式回收白水，实现二次应用并减少废水排放量。整体来看，蒸煮废液以及中段处理工艺更加复杂，需要投入更多资金和技术。

4 造纸工业废水处理主要技术

在当前杂质工业当中废水处理需要坚持经济性原则，确保处理流程简单，并且工业废水要求技术成熟稳定，由此确保操作灵活，实现对工业废水的全方位处理，主要技术如下：

4.1 物理化学法

(1)混凝沉淀法

通过物理化学法当中的混凝沉淀法处理造纸工业废水，通常需要加入混合剂，由此沉淀其中的小颗粒物，去除悬浮物。整体来看，混凝沉淀法操作便捷、处理成本低，对于处理效果来说主要和混凝过程有关，需要合理加入絮凝剂，比如高分子蓄凝剂相较于无机蓄凝剂护理作用更加明显，不过絮凝剂的选择需要分析水质情况，通常情况下需要将无机混凝剂、有机混凝剂搭配使用，极少情况下单一使用混凝剂。

(2)采取膜分离技术

采取膜分离技术处理造纸工业废水，膜分离技术通过高分子膜混合处理溶液能够达到良好的分离、分级、提纯和富集等效果，并且过滤之后可以循环使用，处理的水整个过程自动化程度变高，比如反渗透膜以及超滤膜应用较多，不过这两种膜也容易受到其它物质污染，要求合理选择滤膜，当前微滤膜处理效果较好，并且容易清洗。当前发达国家开始应用超滤反渗透电渗析等膜分离技术，实现更深层次的废水回用[4]。

4.2 化学处理法

该方法就是结合污水成分加入具有一定氧化性和还原性的物质，由此把污染物转化成无害物质，该处理方法不会导致二次污染，可以对废水中的污染物有效降解，氧化还原、中和、微电解、氧化催化都是常见的化学处理方式，主要是融合常规处理方式与化学处理模式，由此深度处理废水。当前化学处理过程中主要将高锰酸钾、二氧化氮作为氧化剂，并结合废水成分差异合理选择，通过对企业造纸工业废水处理情况可以发现，高锰酸钾当做预处理剂、次氯酸钠可以作为深度处理剂。

(1)吸附技术

吸附技术是化学处理法的典型代表，制浆造纸废水通过二级处理色度依旧偏高，难以达到排放要求，吸附处理法主要是应用多孔的固体吸附剂，然后将有色污染物吸附于其表面，实现和废水中污染物分离，通常吸附剂包括粉煤灰、煤渣、硅藻土、膨润土、活性炭等物质，这种方法操作便捷投资少，处理速度快，可以较为明显的去除色度，不过问题在于吸附剂再生困难，并且脱附后的废水要进一步处理。

(2)电化学方法

电化学方法是一种化学处理法，能够去除污水当中的杂质，然后把有毒物质转化成低毒甚至无毒的物质。整体来看，化学处理法和能耗低，有着较好的推广前景[5]。

(3)高级氧化技术

废水当中有机物的高级化学氧化工艺，主要包括两大类，其一是臭氧、双氧水等氧化剂直接参与反应过程，其中紫外光参与的氧化反应也被称为光机化氧化；其二，有固体氧化剂在紫外光或者可见光和过氧化氢的作用下出现非均相氧化反应过程，并且这种氧化处理技术已经用于制浆造纸工业废水处理当中，费顿试剂是指亚铁离子和双氧水按照一定比例混合后形成的高级氧化技术，具有费用低、反应物易得、后续处理无毒害等优势。

4.3 生物处理技术

借助厌氧菌将废水中的有害物质转化成无害的无机物，这就是生物处理技术，在造纸工业废水当中含有大量毒害物质直接进行生物处理难以达到交好效果，需要判断废水当中化学氧含量比值，然后进一步处理通常化学含氧量比值，超过0.6需要采取该处理方式。具体说来：

(1)好氧生物处理法

主要是通过鼓风机将空气注入废水当中，使得废水含氧量升高，进而促进好氧微生物新陈代谢，把污染物分解成细胞物质，当前生物转盘法接触氧气法都是好氧生物处理法

(2)厌氧生物处理法

该方法是在有氧条件下操作，相较于好氧生物处理法作用明显，可以有效降低能耗，不过先期投入偏多，所用的设备更加复杂，这就需要企业结合自身需求合理选择处理方式。

(3)曝气生物滤池

曝气生物滤池具有高速过滤并且截留悬浮物等特点，近年来得到了较多的应用，主要工艺原理在于在滤池当中加入一定量的颗粒状滤料，其表面带有生物膜，滤池内部产生曝气，污水流过滤料之后可以凭借强氧化剂能力快速净化，并且滤料以及附着物的生物膜能够对污水中的悬浮物截流，脱落的生物膜不会随着流水流失，由于曝气生物吃相较于普通活性泥方法占地面积小、投资少、氧传输效率高等优势，已经在多家造纸厂中得到应用[6]。

5 制浆造纸行业发展前景

制浆造纸行业存在着一定的环境污染问题，而造纸企业治理过程中也必然投入一定的成本，该情况下需要加强处理技术研究，通过应用物理技术、生物技术、化学处理技术可以达到去除污染物，实现循环利用的目标。今后需要让制浆造纸工业实现商业化发展，将零排放策略结合浙江造纸行业也是一大发展趋势，可以创造更大的生态效益和经济效益[7]。

6 结束语

综上所述，通过分析造纸工业废水特征可以逐渐优化治理方式，减少污水排放，尽管当前中小造纸厂污水处理技术较为落后，不过随着先进处理技术的研究以及生产工艺的改进可以达到良好效果，要求造纸工业合理选择物理化学法、化学处理法以及生物处理技术，国家也需要继续对造纸行业加强监管，鼓励群众监督举报，由此实现造纸业的绿色化发展。