[科普中国]-造纸工业废水

造纸工业生产过程中排出的废水。造纸工业废水可分为硫酸盐纸浆废水和亚硫酸盐纸浆废水两种。其中纸浆过程排出的废水污染最为严重。洗浆时排出黑褐色废水，称为黑液；漂白工序排出的废水含酸、碱和BOD(100～300 mg/L)等物质；抄纸工艺中，由抄纸机前排出的废水称为白水。黑液和白水是造纸工业的主要废水。造纸废水中含有大量的有机物和悬浮物，并含有大量化学药品和杂质，是我国水体主要污染源之一。

造纸工业废水的主要来源1、剥皮废水 主要含大量的悬浮物、树脂和纤维素等。

2、制浆废水 含纤维素、木素和半纤维素，此外还有果胶、丹宁、树脂、蜡质、灰分等。烧碱、硫酸盐法制浆废水又称“黑液”，含杂质达10～20%，其中35%左右为无机物，65%为有机物。废液中含有大量烧碱，BOD高达9000～30000mg/L。亚铵法制浆废水呈褐红色，又称“红液”，杂质占8～15%，其中20%为钙、镁的盐类及残留的亚硫酸；80%为有机物，主要是木质磺酸盐、糖类、脂肪酸以及少量醇、酮、醛、树脂、单宁、蛋白质等，废液中BOD很高。中性亚硫酸盐制浆废水(半化学浆废水)含亚硫酸盐木素化合物、单宁和低级脂肪酸等。

3、打浆废水 化学成分与黑液相仿，仅浓度稍低，废水量较大，悬浮物和BOD高。

4、造纸机废水这类废水称为“白水”，含有纤维、填料(高岭土、滑石粉)、胶料(松香)等，BOD值不太高1。

造纸工业废水处理的基本方法物理处理法1、吸附法

吸附法是利用吸附剂巨大的比表面积，具有一定的吸附性能，对造纸废水中有机物进行分离，常用的吸附法有：黏土吸附法、粉煤灰吸附法、活性炭吸附法和水解吸附法。活性炭广泛用于废水处理中作为吸附剂以去除引起气味的有机物。活性炭作为吸附剂的最大优点是能够再生(达30次或更多次) ，而吸附容量却不会有明显的损失。

2、絮凝法

高分子絮凝剂具有良好的絮凝、脱色能力并且使用操作方便，主要分为合成的无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂和天然有机高分子絮凝剂三大类。一般来讲，絮凝剂的分子量越大，絮凝活性越高。

3、电渗析技术

电渗析是一种以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，从溶液中脱除或富集电解质的膜分离操作。在外加直流电场作用下，利用膜的选择透过性使黑液中阴、阳离子作定向迁徙，使木素在阳极析出，阴极区回收NaOH。电渗析与传统碱回收系统相结合的生产流程，处理造纸稀黑液可以得到碱和木质素。

4、超声波膜

与其它膜电解技术相比，超声波膜电解技术能明显提高造纸废水的回收处理效果。虽然膜电解技术是水处理中的一个常用技术。但是如果用来处理造纸废水，则由于膜污染严重，无法达到实用的目的。而对于超声波来说，由于它具有空化作用，保证了膜的正常使用和电解的顺利进行。又由于它具有搅拌作用，和其它膜电解技术比，有较好的实用性。

造纸废水的化学氧化处理法1、水热氧化法

水热氧化技术是一种非常有效的新型化学氧化技术，它是在高温高压的操作条件下，在热水箱中用空气或氧气以及其它氧化剂，将造纸废水中的溶解态和悬浮态的有机物或者还原态无机物在热水箱中氧化分解，水热氧化技术的明显特征就是反应在热水箱中进行，所以能耗较高。

2、光催化氧化

由于TiO2 具有无毒、化学稳定性好、光催化活性高等优点，已被广泛应用于各种有毒有害且生物难降解有机物的光催化降解过程。有研究表明，TiO2光催化氧化可有效降解制浆废水中的酚类有机物。另外，光催化氧化法对于造纸废水中的二恶英等有毒且难被生物降解的这类有机物，有很好的降解作用。光催化处理废水，其方法简单，占地面积小，又能避免传统处理方法所带来的二次污染问题，是一种很有发展前途的水处理技术。

3、湿式氧化法

湿式氧化法是在高温(150～350℃)高压(5～20MPa)下用氧气或空气作为氧化剂，氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物，使之生成二氧化碳和水的一种处理法。

4、高级化学氧化法

造纸废水中有毒的、以及难以生物降解的物质的存在影响了生物处理方法的处理效果，这时可以采用高级化学氧化的方法进行处理 。高级化学氧化工艺泛指反应过程中有大量氢氧自由基参与的化学氧化过程。对于造纸废水而言，可采用非均相光催化氧化可以用太阳光作为反应光源，且氧化剂成本低。

5、电化学氧化法

主要利用光、声、电磁及其他无毒试剂催化氧化技术处理有机废水，由于电极间电子的得失转移，从而破坏污染物的组成。其优点是：只发生在水中，且不须另加催化剂，避免了二次污染；可控制性强；无选择性；条件温和；费用低；兼有气浮、絮凝、杀菌作用；废水中的金属离子可使正负极同时作用等，尤其是对于难于生化降解、对人类危害极大的“三致”有机污染物，电化学氧化最有效。

造纸废水的生物处理法1、好氧生物处理法

好氧生物处理法即在有氧条件下，借助好氧微生物(主要是好氧菌)的作用来降解污染物的方法。该方法根据好氧微生物在处理系统中所呈的状态不同可分为活性污泥法和生物膜法两类。造纸废水含大量有机物，可生化性好，用好氧生物处理造纸废水一般可得到很好的效果。

2、厌氧生物处理法 厌氧生物处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧的条件下降解有机污染物的处理技术。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解和转化为简单、稳定的化合物，同时释放能量，其中大部分能量以甲烷的形式出现。厌氧法适用于石灰草浆蒸煮废液、碱法制浆废水等。通常使用的厌氧处理装置有厌氧流化床(AFB)、折流式厌氧反应器(ABR)、上流式厌氧污泥床(UASB)以及毛发载体生物膜装置。

造纸工业废水的综合处理1、厌氧－好氧组合处理法

厌氧－好氧组合处理工艺能充分发挥厌氧微生物承担高浓度、高负荷与回收有效能源的优势，同时也能利用好氧微生物生长速度快、处理水质好的优点。组合处理工艺运行费用省，剩余污泥量少，对于难降解的有机物有改性作用，可以提高废水的可生化性，厌氧状态能抑制丝状菌的生长，防止污泥膨胀，特别适用于高浓度有机废水的处理。

2、以生物法为主、物化为辅的碱法草浆废水综合治理技术

“以生物法为主、物化法为辅的综合治理技术”首先采用物理法(过滤)，其次采用生化法作为主要手段，大幅度削减黑液与中段水中的有机负荷，仅用物化法作为辅助手段，实现废水的达标排放或回用。

3、两相厌氧膜-生化系统

采用传统两相厌氧工艺(BS)与膜分离技术相结合的系统MBS处理造纸黑液废水，COD去除率平均可达73%。MBS系统具有更高的稳定性。

4、物化和生化结合法

化学沉淀法、曝气、活性污泥、厌氧处理都可以用来处理造纸废水，而且这些方法结合起来也是适用的。研究表明，采用SBR+物化法处理造纸中段水投资低、运行费用低，纸厂外排水质稳定达标，治理费用在厂家可接受的范围内。

发展趋势从对造纸废水处理的发展趋势看，主要反映在新技术和新工艺两个方面：

发展新技术污染治理大都要增加设备和消耗人力，物力，财力。因此，最根本办法是在生产过程中减少污染物的发生量。发展新技术就是为了减少污染，目前采用的新技术、新工艺有以下几种：

1、氧碱法制浆。采用氧气和碱蒸煮木片，不用Na2S，使废水中无硫化物；或用Na2CO3预浸渍木片，在两段空气氧化蒸煮后，再用湿式氧化法回收Na2CO3。

2、无污染制浆法。用NaCO3预处理木片，再用Cl2，ClO，NaOH使木片脱木素，得漂白浆。

3、NaOH法制浆。用NaOH预处理木片，用氧气和NaOH脱木素蒸煮，漂白用臭氧和氧气。

4、溶剂法制浆。使甩的溶剂有很多种，但以醇类如CH3OH，C2H5OH较成功。

改进原有的制浆工艺对现有的制浆工艺加以改进，同样可得到好的环境治理效果。如：

1、制高得率浆，减少BOD5排放量。新的CTMP和高得率化浆可取代KF化浆，热源用连续蒸煮器排气，用作稀黑液预热蒸发，这样可将蒸煮和蒸发的污冷凝水减少到最小量。

2、采用DARS法(适于苏打法制浆)取消苛化，减少废水量和废水中SS量。

3、采用厌氧法生化处理，代替一部分好氧生化处理，可不用大量稀释水，同时节约能耗。

4、采用电子计算机控制各种流失(包括黑液流失)，按浓度大小，分别送回黑液储存罐，用以提高黑液固形物回收率和碱回收率，减少BOD5、CODcr排放量。

5、研究采用膜技术，如反渗透、超滤、电渗析等手段来处理各种废液、废水2。

本词条内容贡献者为:

吴俊文 - 博士 - 厦门大学