造纸(废纸类)废水处理技术及回用

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1、造纸（废纸类）废水处理技术及回用 S 、亠1 前言造纸工业在国民经济中占有一定的地位，纸和纸板的消费水平，是衡量现代化水平与文 明程度的重要标志之一。我国自改革开放以来，随着国民经济的发展和人民生活水平的不断 提高，纸和纸板的生产量以年均9.8%的速度递增，其中19911995年间，平均每年增长 13.6%。但是，目前我国国民人均年纸张消费量还不高，只有24.7kg，距世界人均年消费量 54.9kg尚有相当差距。据预测，2000年我国纸及纸板消费量将达到4000万吨以上，人均消 费量30kg以上，到2010年,纸及纸板总消费量为60008000吨，人均消费量达到4357kg。 因此，随着我国国

2、民经济的发展， GDP 的快速增长，必然会带来纸和纸板的生产与消费量 的更快速的增长。众所周知，造纸工业是水污染大户。据不完全统计， 1995 年全国县及县以上造纸企业 排放废水量约为24亿吨，占全国工业废水排放量的11%，居第三位；COD排放量为300余 万吨，占全国COD排放量的42%，居第一位。由此可见，为了控制污染，保护环境，迫切 需要解决造纸工业同环境保护协调发展的问题。九十年代以来，为了保护我国的自然环境和生态平衡，减轻造纸工业污染，特别是制浆 黑液对环境的污染，我国的造纸工业已经逐渐摒弃“以草为主”，改变“小而散”的局面，对原 料结构、产品结构进行了很大的调整。以商品浆和废纸取代

3、自制浆，建设了一批有竞争力的 大、中型造纸企业，生产白纸板，白卡纸，箱板纸，瓦楞纸等适应市场和人民生活需要的各 种产品。以浙江省为例，目前以商品浆和废纸为原料的纸板及机制纸产量占全省造纸年产量 的 70%左右。因此，如何搞好以商品浆和废纸为原料的造纸废水处理，是减少造纸工业水 污染的重要的和主要的组成部分。造纸工业既是水污染大户又是用水大户。例如，以商品浆和废纸为原料的造纸生产，根 据规模、设备状况、生产管理等因素，吨纸水耗为数十吨上百吨之间，一座年产10万吨 的造纸厂，每日耗水量约25,000m335,000m3。为了节省我国有限的水资源，寻求经处理 后造纸废水的回用可行性，亦是一个摆在我们

4、面前具有显明的现实意义和长远意义的新课 题。自90年代初以来，浙江水美环保工程有限公司从事造纸（废纸类）废水处理近10年， 承担着国内一批大、中型造纸企业废水处理工程项目。经使用表明，这些设施的处理效果良 好，不仅使处理水达标排放，而且达到了部分水生产回用。现将有关处理与回用技术介绍和 探讨如下，供参考。2 造纸（废纸类）废水来源与性状2.1污染成份废纸类造纸废水是以废纸、商品浆（大多为进口漂白木浆）为主要原料，生产多种规格 的白纸板、白卡纸、箱板纸、瓦楞纸等产品。排放的废水主要来自废纸的碎浆、筛选、浮选 及抄纸过程中产生的废水，如根据生产需要有脱墨工序的话，则还有脱墨废水等等。废水中 的主要

5、成份是细小悬浮性纤维、造纸填料、废纸杂质和少量果胶、蜡、糖类，以及造纸生产 过程中添加的各类有机及无机化合物。废水的特点是，SS、COD均较高。在COD的组成 中，非溶解性COD较高，约占60%以上，溶解性COD较低。而溶解性COD又是较难生物 降解。2.2 水量和水质目前，国内造纸（废纸类）企业因原料、设备、工艺操作等不同，排水量差异较大。通 常吨纸产品的排水量在100200m3，低者小于50m3，高者超过200m3。废水水质因排水 量而异。吨纸产品排水量低，则排放废水中污染物浓度高；反之亦然。据测算，在一般情况 下，造纸（废纸类）的产污系数为7090kg COD/t纸。据此推算废水水质如下

6、：吨纸产品排水量为60.0m3左右时，SS 20002500mg/lCOD 22003000mg/l吨纸产品排水量为100.0m3左右时，SS 7001100mg/lCOD 8001200mg/l吨纸产品排水量为150.0m3左右时，SS 500800mg/lCOD 600900mg/l吨纸产品排水量为200.0m3左右时，SS 400600mg/lCOD 500600mg/l2.3 废水回用根据造纸（废纸类）生产工艺，碎浆、打浆和冲网工序中的生产用水，对SS的要求较 高，而对COD的要求不高。如碎浆、打浆用水，一般地要求SSW100mg/l,冲网用水SSM0mg/l, COD可在150200

7、mg/l。若在处理过程中能有效地降低SS,并且去除大部分CDO，则使 处理水水质有可能满足诸如打浆、冲网等生产用水的要求，从而实现部分处理水生产回用， 减少排放量。3 造纸（废纸类）废水处理技术3.1造纸（废纸类）废水处理及回用要解决的主要问题造纸（废纸类）废水主要为有机和无机物所污染，废水中的SS和COD含量高，而N、 P 含量偏低。根据国家排放标准的规定和回用水的要求，此类废水要解决的主要问题是去除 SS 和 COD 污染物质。废水中的COD由非溶性COD和可溶性COD两部分组成，通常，在造纸（废纸类）废 水中，非溶性COD占COD组成总量中的大部分，因此，当SS被除去时，非溶性COD同

8、时亦可大部分被降低。废水中的BOD同COD的比值一般约为0.150.25，生化性较差，大部分BOD和可溶 性 CDO 主要应用生物方法去除。3.2国内外处理技术概况 国外，在欧洲有采用厌氧处理技术，对高浓度的造纸（废纸类）废水，如脱墨废水先进 行预处理，而后再同其他废水混合进行好氧处理。这种处理方法的前提是需要有相应的生产 工艺和先进的生产设备相配套，提高废水中可溶性CDO的浓度，使之能适宜进行厌氧处理。 而在北欧、亚洲和我国的台湾地区，比较广泛采用的是物化生化处理方法。使处理水水质 达到排放要求。目前，国内采用的处理技术通常有：（ 1 ）气浮或沉淀法沉淀或气浮法可去除大部分SS，同时可去除大

9、部分非溶性COD。对一些吨纸产品排水 量在 200m3 左右的小型企业，由于排水量大，废水浓度低，通过气浮或沉淀处理后，处理 后出水水质有可能接近或达到国家排放标准。但是，污染物排放总量不能达到控制目标。（2）气浮或沉淀法同生物处理法相结合废水先经气浮或沉淀去除大部分SS和非溶性COD，而后再用生物处理方法进一步去除 COD和BOD，使 COD和BOD均能达到国家排放标准。对于吨纸产品废水排放量在150m3以下，废水COD在8001000mg/l以上的大、中型 企业来说，由于原废水 SS 和 COD 浓度较高，不可能期望通过气浮或沉淀处理的方法使处 理水水质达到国家一级排放标准。这样，势必要在

10、物化处理之后，采取比较经济、实用、有 效的生物处理方法，最终使处理水水质达到排放标准。3.3集回收、回用和废水处理于一体的综合处理技术 由上述可知，目前国内外对造纸（废纸类）废水的处理大多着眼于使处理水水质达标排 放上。我们认为，根据造纸（废纸类）生产的特点和所产生废水的性状，将废水处理同纤维 回收、废水回用结合起来作为一个完整的系统加以考虑，似更为合理，使废水处理更能适应 环境保护和生产发展的要求。我们经过近10 年的工程实践，拟制了较能符合我国国情的造 纸（废纸类）废水综合处理技术。这种技术的基本要点是：（1）采用斜网过滤，以去除相当部分的SS和非溶性CDO。并且可以进行纤维回收回 用。（

11、2）采用高效浅层或混凝沉淀，去除大部分SS和非溶性COD，部分水可回用于碎浆、 打浆生产用水。（3）采用AO法生化处理，出水达标排放。视需要，部分水再经过滤，使出水SS30mg/l 可回用于造纸冲网生产用水。4 工程实例近10 年来，我们按上述综合处理技术完成了十余项大、中型造纸（废纸类）废水处理 工程，兹将有代表性的列举如下。4.1宁波中华纸业46000m3/d废水处理工程（ 1 ）工程概况 宁波中华纸业是大型造纸企业，主要产品为涂布白纸板和白卡纸板，年产量约45 吨。主要原料为商品木浆、废新闻纸、废箱板纸、混合废纸等。生产废水主要为制浆脱墨废水和 造纸白水，废水中主要含细小纤维、废纸杂质及

12、少量果胶、蜡、糖类等有机质。废水处理工程规模 46000m3/d。原水设计水质为：pH 69CODcr 1600mg/lBOD5 900mg/lSS 1500mg/l（ 2）处理效果 该工程于1996年10月投入运行,至今一直稳定地运转,其间连续一个月的测试数据如表1 所示。从表中可以看出，在处理水量为3500040000m3/d,进水pH7.18.9、CODcr为1500 3500mg/l、SS为14003000mg/l的条件下，处理水质通常为pH7.57.9、CODcr为60 100mg/l、SS2030mg/l，达到国家一级排放标准，处理效果显著。4.2山东太阳纸业有限公司26000m3

13、/d废水处理工程（ 1 ）工程概况 太阳纸业年产量20余万吨。其中，涂布白板纸、箱板纸等，年产10余万吨。主要原料 为商品浆板及废纸。废水处理工程规模为 26000m3/d。 原水设计水质为： pH 7.0CODcr 2500mg/lBOD5 1000mg/lSS 2200mg/l处理水质为：pH 69CODcr 150mg/l BOD5 60mg/l SS 100mg/l其中，80%的处理水量（即20800m3/d）要求回用于生产中。（ 2）处理效果该工程于1999年5月投入运行，一直稳定运行。 1999年7月运行结果如表2所示。从表中可以看出，在进水COD为15002500mg/l、SS为

14、12002200mg/l的条件下， 处理水水质为COD5090mg/l, SS1530mg/l，出水水质良好。每日回用于生产的水量 10,000m3 左右。4.3浙江永泰纸业有限公司废水处理工程（ 1 ）工程概况 永泰纸业有限公司年产涂布白纸板10万吨，主要原料为商品木浆、废纸等。废水中主 要含细小纤维、废纸杂质和少量有机污染物质。废水处理工程规模45,000m3/d, 期工程30,000m3/d。原水设计水质（斜网之后）为： pH 6.57.5CODcr 750mg/l BOD5 350mg/l SS 600mg/l处理水水质为： 一期工程： pH 69CODcr 150mg/lBOD5 6

15、0mg/lSS 70mg/l二期工程： pH69CODcr 100mg/lBOD5 30mg/lSS 70mg/l（ 2）处理效果该工程于1999年5月投入运行，一直稳定运行。 1 999年7月运行结果如表2所示。从表中可以看出，在进水COD为15002500mg/l、SS为12002200mg/l的条件下， 处理水水质为COD5090mg/l, SS1530mg/l，出水水质良好。每日回用于生产的水量 10,000m3 左右。5 问题讨论（1）从大量的造纸（废纸类）废水处理工程实践表明，我们所采用的集回收、回用和 废水处理于一体的综合处理工艺和技术是可行的，有效的，达到了预期目的。对中、小型

16、的老企业，由于吨纸产品排水量大，约150200m3，原水SS和COD 浓度较低，当采用斜网过滤一气浮或沉淀方法进行处理时，可去除大部分SS,去除率可 达7595%。在去除SS的同时，非溶性COD亦被除去，COD去除率为6085%。由于此 类废水的COD值不高，一般为400700mg/l，而非溶性COD又占较大比重。所以，一般地， 处理水水质为pH 78, COD150mg/l以下，SS 70mg/l以下，接近或达到国家排放标准，部 分水可以生产回用。对新建的大型企业，由于吨纸产品排水量小，约2060m3,废水SS和COD浓度 较高。虽然经沉淀法一级处理后，SS去除率为7080%, COD去除率

17、为70%左右，但是因 为原废水浓度较高，经一级处理的出水水质仍然不能达标，必须要进行后续生物处理，以去 除可溶性COD所组成的有机污染物。经生化处理后，一般地，处理水水质为pH 78, COD 100mg/l以下，BOD 20mg/l左右，SS 2050mg/l左右，达到国家一级排放标准，并且可部 分回用于生产。（2）一级处理可采用高效气浮或混凝沉淀方法。高效浅层气浮是所有溶解空气气浮设 备中的一项突破。它的水深只有400mm,水的停留时间不超过3分钟，应用浅池理论和“零 速度”的概念，使之达到高效处理。它的表面负荷大约10m3/m2.h,处理能力大，占地面积 小，安装拆卸方便。处理效果好。一

18、般情况下SS去除率为90%左右，处理水SS为100mg/l 以下，出水可部分回用于打浆等生产用水。混凝沉淀法是一种成熟，稳定和通用的处理方法。 同气浮法比较，电耗比较低，操作较简单。但是，在相同条件下处理效果不如高效气浮法。 若为了达到相同的处理效果，势必适当增加投药量。两种处理方法的选用可结合企业情况因 地制宜，因厂制宜地选择。但是，当一级处理后的出水要回用于生产时，由于高效浅层气浮 对SS和COD的处理效果较好，因此更是逊色。（3）二级处理采用生化处理方法，我们采用的是国外的A/O （兼氧-好氧）处理法。这 种A/O处理法有别于国内于90年代初一些专家和研究者提出的“兼氧-好氧生物处理法”

19、。后 者主要是针对高浓度或好氧生物难降解废水的处理。通过兼氧段的兼氧微生物作用，使废水 中复杂的、大分子有机物水解酸化，而成为易于被好氧微生物摄取的简单的、小分子的有机 物。为了在兼氧段达到水解酸化目的，在A段水力停留时间一般为46h。而我们在工程中 所采用的A/O处理技术，A段的主要作用是对菌种的筛选与优化，在A段微生物只是对有 机物进行吸收和吸附，而对有机物的分解主要是在O段完成的。因此，A段停留时间短， 约1.0h以下。由于大部分有机物在兼氧槽中被脱磷菌所收咐，因此，在氧化槽0池）中的 丝状菌生长受到抑制，可形成沉淀性能良好的污泥，避免污泥膨胀。（4）根据造纸（废纸类）生产的特点，某些生

20、产工序对生产用水水质要求主要是SS, 例如：碎浆、打浆用水要求SSW100mg/l，造纸冲网用水要求SSM0mg/l，而对COD的要求 可在200mg/l以下。因此，一般情况下，经过物化处理的废水部分用于打浆，生化处理后出 水部分回用于冲网生产，是可行的。这可节约我国有限的水资源，为企业开辟了第二水源， 在经济上又可减少取水费用，有利于降低成本。（5）造纸（废纸类）废水的 SS 含量高，特别在初期运行中，由于工艺、设备等方面 原因， SS 值往往大大高于设计值，因此对污泥的脱水和出路问题一定要慎重对待。在实践 中由于污泥问题而影响处理效果和处理设施的正常运行的不乏一例。在污泥处置问题上主要 注意三个环节：一是初沉池前的预处理；二是初沉污泥的及时排除；三是，污泥脱水设备的 效率与能力。6 初步结论（1）以商品浆和废纸为原料的造纸废水是造纸工业水污染的重要的和主要的组成部分， 搞好造纸（废纸类）废水处理对减轻造纸工业污染有着重大意义。（2）大量工程实践表明，根据以商品浆和废纸为原料的各个造纸企业的排放水量和水 质情况，采用纤维回收、废水处理和回用的综合处理技术是可行的。分别不同的情况，可使 处理水水质达到国家排放标准，且部分回用于生产，还有部分纤维回收。有显著的环境效益 和社会经济效益。（3）污泥的处置与出路问题一定要慎重对待。