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制浆造纸工业的整个生产过程，包括从备料到成纸化学品回收、纸张的加工等都需要大量的水，用于输送洗涤、分散物料以及冷却设备等。虽然生产过程中也有回收、处理、再用，但仍有大量的污水排入水体，造成水环境严重污染。
(一)制浆造纸工业污水的来源与性质 制浆造纸工业中的制浆是指利用化学方法，或者机械方法，或化学与机械相结合的方法，使植物纤维原料离解变成本色纸浆或漂白纸浆的生产过程。造纸是指将纸浆抄造成纸产品的过程。其主要产生污水的工艺过程有： 1．备料过程中的污水 以木材为原料的制浆厂，备料污水主要包括洗涤水以及湿法剥皮机排出水，主要含有树皮、泥砂、木屑以及木材中的水溶性物质，包括果胶、多糖、胶质和单宁等；以稻草或麦草为原料的制浆厂，在备料时为防止草屑和尘土造成大气污染，一般采用湿式除尘器，除尘器水封及除尘器排除灰尘的洗涤水中含有悬浮物和一定量草屑中的可溶性有机物。
2．蒸煮废液 植物纤维原料经化学蒸煮后，一般可得到50％。80％的纸浆，其余的20％—50％的物质溶于蒸煮液中。蒸煮结束时，提取蒸煮液。在碱法制浆中此液呈黑色，称为“黑液”；在酸法制浆中，此液呈红色，称为“红液”。二者均称为制浆废液。制浆废液的主要成分是木素、糖类及蒸煮所用的化学药剂，制浆方法和所用的纤维原料不同，蒸煮废液的组成也有差异。(1)黑液。碱法制浆包括烧碱法(soda法)制浆与硫酸盐法(KP法)制浆，它们所用的蒸煮化学药剂不同，前者为Naox，后者为Na0H十Na2S。
黑掖中含有有机物和无机物两类物质：有机物主要是碱木素、半纤维素和纤维素的降解产物；无机物中绝大部分是各种钠盐，如硫酸钠、碳酸钠、硅酸钠，还有Na0H和Na2S等。采用黑液碱回收，制浆厂总排污负荷可以减少80％。85％，还可以回收黑液中的有机物燃烧热能和黑液中所含化学品，是解决制浆厂水污染的重要途径。
(2)红液。制浆所用的化学药剂是以钙、镁、钠、铵等为盐基的酸性亚硫酸盐或亚硫酸氢盐时，由于pH值较低，常称为酸法(SP法)制浆。
红液的主要成分有木素磺酸盐、己糖、戊糖、糖衍生物、挥发性有机物和无机物等。回收红液中的化学品和热能是解决红液污染的根本途径。红液的综合利用，可以用于生产酒精、酵母、香兰素、木精、融合剂、扩散剂等。
3．冷凝水 化学法制浆过程中，含有污染物的冷凝水的主要来源有蒸煮锅和放锅排出的蒸汽，经直接接触冷凝器或表面冷凝器冷却产生的冷凝水；黑液与红液的化学品与热能回收之前，蒸发浓缩过程中产生的冷凝水。
碱法蒸煮过程中产生的冷凝水主要成分有掂烯类化合物、甲醇、乙醇、丙酮及糠醛等；硫酸盐法制浆过程中，还有硫化氢以及有机硫化物。
4．洗浆、筛选污水 洗浆过程中，设备的跑、冒、滴、漏和洗浆机相关的贮槽清洗水是洗浆污水的主要来源。浆料经洗涤提取蒸煮液后，再经筛选，去除其中杂质。这一工艺环节需要用大量的水，而且筛选后还要进行浓缩排水，是筛选污水的主要来源。对于化学浆及化学机械浆来说，洗涤与筛选污水的主要的污染物同相应的蒸煮废液一样，其浓度高低与蒸煮废液提取率直接相关。此外还有一定量的悬浮纤维素；对于机械浆，洗涤和筛选污水中的主要污染物是悬浮纤维以及纤维原料中的溶解性有机物。
5．漂白污水 纸浆漂白分为两类：一类是以氧化性漂白剂破坏木素及有色物质的结构，使其溶解，从而提高纸纯度和白度；另一类是以漂白剂改变有色物质分子上发色基的结构，使其脱色，但不涉及纤维组分损失。常用的氧化性漂白剂多是含氯化合物，因此使漂白污水污染严重。过氧化物漂白剂多用于高得率浆或废纸回收浆的漂白，它们不同于含氯化合物，不破坏木素及色素结构，也不使其溶解，浆损失少，污染较轻。
机械浆多用于保护木素的漂白法，主要漂白剂为H202或连二亚硫酸盐等，由于漂白前后浆的洗涤与浓缩，产生漂白话水，其中主要含有有机物、悬浮物，并有颜色。使用含氯漂白剂时，有机污染物中还有相当数量的氯化物。漂白度越高，有机污染物越多。6．造纸污水 造纸过程的污水主要来自打浆、纸机前筛选和抄造等工序。造纸机在生产过程中纸料在造纸网上流动时，浆料中添加的辅助化学品和助剂一部分保留在浆料中，另一部分随着用于悬浮纤维的水流向网下。从网上纸料中脱除的水称为白水，其中含有纤维碎屑、小纤维、颜料、淀粉和染料等。
(二)制浆造纸污水的处理方法 制浆造纸污水中污染物种类多、浓度高，主要处理方法有： 1．重力沉随 同许多其他工业污水处理一样，大多数制浆造纸话水处理都设有一级沉淀池(初沉池)。一级沉淀池中，最常见的是辐流沉淀池，设有机械刮泥装置，其次是平流沉淀池。一般一级沉淀池内悬浮物的去除率可以达到80％”如％，可沉固体去除率可以达到95％—100％。
同时去除的悬浮物中，往往含有大量的生物耗氧物质。尤其是纸板厂、包装纸厂和卫生纸厂沉降的固体物质中几乎含有所有的生化耗氧物质，因此在一级沉淀池内BOD去除率很高。相反，对于制浆纸综合厂，大部分BOD是溶解态的，沉降的BOD很少。
2．气 浮 纸机的白水含有纸浆纤维和无机填料等悬浮性固体物质，其浓度因纸机的装备水平和生产的品种而不同，一般为500。—1500 2Ag／Lo白水处理主要是回收白水中的纸浆纤维和无机填料，降低白水中的悬浮固体，提高白水的循环利用率，减少纸机的清水用量，降低排放的污染负荷。
白水气浮法处理技术是使空气在一定压力的作用下溶解于水中，再经过减压释放形成极微小的气泡，使其与处理的白水混合，微小气泡熟附于白水中的纤维或细小填料上，而后一起上浮于水面并被去除，达到白水净化的目的。
3．化学氧化法 去除制浆造纸污水色度的主要方法包括化学氧化法、吸附法(包括树脂吸附、离子交换吸附、活性氯化铝吸附、活性炭吸附等)、沉降法、膜分离法(反渗透和超滤)等。
化学氧化法是利用氧化剂氧化去除制浆污水中的有色物质的色度，主要氧化剂有氯气、C102、031H202、HCl04等。为了使处理工艺经济可行，往往将化学氧化处理放在生物处理的前边，作为预处理，去除那些不易生物降解的物质，从而减少色度和有毒物质。
4．电絮樱法 在电化学处理中，通过电解作用，使污水中的氯化物转化为氯酸盐、次氯酸盐和氯气，水中氧将部分有机物氧化，也易生成氧气形成细微的气泡。次氯酸和氯气可以将污水中的色度氧化去除，去除率一般可以达到80％。如％；同时氧气和氯气小气泡与水中的部分污染物形成熟附体，上浮到水面从而达到去除的目的。
5．化学沉淀法 向水中投加某些化学药剂，使之与污水中污染物发生化学反应，形成难溶于水的物质而被沉淀，使污水得到净化，这就是污水处理技术中的化学沉淀法。对漂白有色污水，常用石灰沉淀法，其实质是，使以木素为主的弱有机酸色度成分与Ca2’生成不溶性钙盐。
6．吸附法 现代化制浆厂由于蒸煮废液已充分回收利用，因此排放污水中漂白污水已经成为主要污染源。漂白污水不但含有比较高的BOD和COD，而且更突出的是其色度(尤其是碱处理污水)和氯酚类的毒性，解决漂白污水污染是当前制浆造纸工业减少污染的一个重要方面。水处理技术中的吸附法就是利用多孔性的固体物质，使水中一种或多种物质被吸附在固体表面上。它用于除臭、除有机物、胶体、微生物及余氯等。具有吸附能力的多孔性物质称为吸附剂，而水中被吸附的物质称为吸附质(或溶质)。吸附法的特点是：处理效果好，吸附剂可以再生。
7．膜分离法 在污水处理领域中，膜分离法是特殊的薄膜对水中污染物进行选择性分离，从而使污水得到净化的技术。目前，膜分离法主要包括电渗析、反渗透、超滤等分离技术。膜分离法具有能量转化率高、设备可以工厂化生产、操作简单及管理方便等优点。在制浆造纸工业污水处理中，应用较多的是反渗透与超滤法。8．好氧生物处理法 造纸工业中污染物浓度较低的污水一般可用好氧生物处理法以减少其中的BOD5，同时还可以消除对水中生物的毒性，降低其发泡性，减少由于污水中无机涂料添加剂而产生的浊度，消除接纳水体中熟泥的产生。但此法对污水中颜色的去除效果不大。制浆造纸工业污水中最普遍的好氧生物处理法包括：大型贮存氧化塘系统、曝气稳定塘系统、不同改进型活性污泥系统以及土地处置系统等。
9．厌氧处理法 工业污水中有机物含量较高时，往往不宜直接采用好氧生物处理法，而应优先选择厌氧处理，即在无氧条件下，由兼性菌和厌氧茵降解污水中的有机物，同时产生以CIL为主的污泥气。近年来，厌氧处理法在造纸工业污水处理中应用得越来越多。
关键词：爱森聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、絮凝剂、水处理药剂、造纸分散剂、净水絮凝剂
参考文献：廊坊盛源化工有限责任公司
www.lfsychem.com.cn
杨辉强 0316-6086611-8020 13785589936 |
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发表于 2010-9-26 09:47:33
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