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廢紙?jiān)旒埵且詮U紙為主要原料生產(chǎn)紙張的造紙方式, 其生產(chǎn)設(shè)備投資少、工藝技術(shù)簡(jiǎn)單, 與直接利用原生植物纖維原料制漿造紙相比, 環(huán)境污染負(fù)荷相對(duì)較小, 并能有效利用廢紙資源。隨著廢紙制漿技術(shù)的不斷成熟, 廢紙?jiān)偕旒堃殉蔀樵旒埿袠I(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。由于廢紙中含有成分復(fù)雜的廢雜質(zhì), 需要化學(xué)品制劑將其去除以完成制漿, 加之抄紙過(guò)程中需添加施膠劑、滑石粉等制劑, 致使廢紙?jiān)偕旒堖^(guò)程中排放大量含有毒有害污染物的廢水。針對(duì)廢紙?jiān)旒堉袕U水污染問(wèn)題, 國(guó)內(nèi)外已成功研發(fā)出一系列的處理技術(shù), 為該類(lèi)廢水的有效治理奠定了基礎(chǔ)。

　　1　廢紙?jiān)旒堉?/span>污水的污染特性

　　廢紙?jiān)偕旒埞に嚧篌w分為制漿和抄紙兩大部分, 廢水排放主要來(lái)源于制漿部分的除渣、洗漿、漂洗等過(guò)程中產(chǎn)生的大量洗滌廢水及含有纖維、填料和化學(xué)藥品的紙機(jī)白水。

　　1.1　廢水的污染成分

　　該種廢水中主要有4 種污染物:SS、CODcr、BOD5 和色度。CODcr和BOD5 主要來(lái)自廢水的木質(zhì)素、半纖維素;細(xì)小纖維、無(wú)機(jī)填料等主要形成SS;油墨、染料等形成色度及CODcr 。

　　1.2　廢水污染負(fù)荷的差異性

　　廢水中的SS、CODcr濃度較高, BOD5 值相對(duì)較低, BOD5 與CODcr的比值一般為0.15 —— 0.25;鑒于廢紙種類(lèi)、來(lái)源、處理工藝以及廢紙?zhí)幚磉^(guò)程的技術(shù)裝備情況的不同, 排放廢水的污染特性差異較大。

　　一般來(lái)說(shuō), 無(wú)化學(xué)脫墨的制漿工藝所產(chǎn)生的廢水遠(yuǎn)比化學(xué)脫墨車(chē)間廢水的污染負(fù)荷低, 其廢水排放量及污染物CODcr和BOD5 排放量比有脫墨工藝的廢紙制漿過(guò)程要低很多, 并且脫墨車(chē)間排出的廢水含有重金屬及印刷油墨中溶出的膠體性有毒物質(zhì)。不同的脫墨工藝產(chǎn)生廢水的污染特性不同, 洗滌法脫墨與浮選法相比, 其中SS、CODcr和BOD5 濃度相對(duì)較低, 但排放總量大;對(duì)于同種脫墨方式而言, 生產(chǎn)高檔紙與生產(chǎn)新聞紙相比, 其所用脫墨漿產(chǎn)生的廢水中SS、CODcr和BOD5 排放量要高。此外,廢紙?jiān)旒埣夹g(shù)的先進(jìn)性也是決定廢水污染負(fù)荷的重要因素, 從物料綜合利用、企業(yè)管理、工藝設(shè)備改造等方面實(shí)施先進(jìn)方案的廢水污染負(fù)荷較低。

　　2　廢紙?jiān)旒垙U水處理技術(shù)

　　一般廢紙?jiān)旒垙U水的處理方法可分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物法四類(lèi)。由于其水質(zhì)復(fù)雜, 通常采用將幾種處理方法結(jié)合在一起的多級(jí)綜合處理方法, 即對(duì)于不同污染特性的廢水、在不同的處理階段, 采取不同的處理技術(shù)。

　　2.1　廢水初級(jí)處理方法

　　針對(duì)廢水中含懸浮物較高的特點(diǎn), 在處理廢水時(shí)優(yōu)先進(jìn)行初級(jí)處理, 通常采用物理法, 輔以化學(xué)法。下面兩種方法處理效果較好。

　　2.1.1　過(guò)濾

　　過(guò)濾法是*簡(jiǎn)單的去除細(xì)小纖維的方法, 而且對(duì)其他處理設(shè)施起到保護(hù)作用。過(guò)濾通常采用細(xì)篩網(wǎng)或微濾機(jī), 處理水量大時(shí)一般采用微濾機(jī)。由于過(guò)濾法不能去除油墨、溶解性物質(zhì)以及過(guò)于細(xì)小的懸浮物, 所以只能作為預(yù)處理的手段 。

　　2.1.2　超效氣浮

　　氣浮法是固-液或液-液分離的一種方法, 其應(yīng)用的關(guān)鍵是在水中通入或產(chǎn)生大量的微細(xì)氣泡。超效氣浮是氣浮凈化技術(shù)的重大突破, 將原有的靜態(tài)進(jìn)水、動(dòng)態(tài)出水改為動(dòng)態(tài)進(jìn)水、靜態(tài)出水, 改變了傳統(tǒng)推流式氣浮池的進(jìn)出水及污泥分離方式。實(shí)踐證明, 超效氣浮對(duì)SS的去除率能達(dá)到90%以上, 特別適合廢紙?jiān)旒垙U水的預(yù)處理, 對(duì)中等規(guī)模以上廢紙?jiān)旒埳a(chǎn)廢水的預(yù)處理具有一定的優(yōu)越性。

　　根據(jù)廢水實(shí)際情況, 選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸椒▽?duì)廢水進(jìn)行初級(jí)處理后, 可去除80%左右的懸浮物和無(wú)機(jī)顆粒物, 部分CODcr和BOD5 也被去除, 大大減輕了后續(xù)處理工藝的負(fù)荷。

　　2.2　廢水深度處理

　　廢水初級(jí)處理不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn), 且廢水中有機(jī)物濃度較高, 根據(jù)出水水質(zhì)的要求必須進(jìn)一步的深度處理, 通常以生化法和物化法為主, 并輔以物理法、化學(xué)法。介紹幾種廢紙?jiān)旒垙U水深度處理方法。

　　2.2.1　活性污泥法

　　活性污泥法是利用懸浮生長(zhǎng)的微生物絮體處理有機(jī)廢水的一類(lèi)好氧生物處理方法, 主要包括A/O法、SBR法、百樂(lè)克、選擇器活性污泥法、氧化溝等。

　　序批式間歇反應(yīng)器(SBR)是近些年開(kāi)發(fā)的活性污泥法工藝, 該工藝通過(guò)程序化自動(dòng)控制充水、反應(yīng)、沉淀、排水排泥和停置五個(gè)階段, 實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的生化處理。SBR處理流程簡(jiǎn)潔、控制靈活, 可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)控制指標(biāo)處理水量, 改變運(yùn)行周期及工藝處理方法, 適應(yīng)性很強(qiáng), 可實(shí)現(xiàn)高容積負(fù)荷(6 —— 10 kgCODcr/m3 · d)和高去除率(CODcr去除率80% —— 90%)。

　　2.2.2　生物接觸氧化

　　生物接觸氧化法是一種好氧生物膜法工藝, 其原理是在曝氣池中安裝固定填料, 廢水在壓縮空氣的帶動(dòng)下, 同填料上的生物膜不斷接觸, 同時(shí)壓縮空氣提供氧氣。實(shí)踐證明, 生物接觸氧化法能夠較好的處理廢水, 尤其適合脫墨廢水的處理, 但在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中其掛膜的效果和生物膜的優(yōu)劣直接決定處理效果。在處理廢水過(guò)程中, 生物膜的活性厚度在70 —— 100 μm之間, 生物膜的活性較好;在掛膜不同階段, 對(duì)CODcr的去除率有所不同, 在掛膜前期去除率較低, 在正常運(yùn)行后, 去除率穩(wěn)定在較高水平, 能夠達(dá)到88%的去除率。

　　2.2.3　厭氧生物處理

　　厭氧生物處理不僅可以用于高濃度和中等濃度有機(jī)廢水的處理, 而且也適用于低濃度有機(jī)廢水的處理, 其處理設(shè)備UASB反應(yīng)器在世界各國(guó)的造紙廢水處理得到廣泛應(yīng)用, 這種技術(shù)同樣適用于廢紙?jiān)旒垙U水處理。20世紀(jì)90年代荷蘭Paques公司的傳利技術(shù)IC反應(yīng)器(內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器)以其占地極少、體積小、效率高的優(yōu)點(diǎn), 在造紙工業(yè)廢水處理中得到了有效應(yīng)用。

　　2.2.4　混凝沉淀

　　混凝沉淀法是廢水處理技術(shù)中*常用的方法,其基本原理是:向廢水中投加混凝劑, 使水中膠體狀懸浮顆粒、膠體和可絮凝的其他物質(zhì)失去穩(wěn)定后, 由于相互碰撞成為顆?；蛐鯛钗?/span>, 從而易于從水中沉淀分離?；炷恋矸ㄌ幚韽U紙?jiān)旒垙U水的效果取決于混凝過(guò)程的好壞?；炷齽┓N類(lèi)很多, 一種是無(wú)機(jī)鹽類(lèi)混凝劑應(yīng)用廣泛的為鋁鹽及鐵鹽;另一種是有機(jī)高分子混凝劑, 其中聚合氯化鋁應(yīng)用效果較好。

　　實(shí)踐證明, 用混凝沉淀法處理廢紙?jiān)旒垙U水, 其SS去除率可達(dá)85% —— 98%, 色度去除率可達(dá)90%以上, CODcr去除率可達(dá)60% —— 80%。由于混凝沉淀法不能去除分子質(zhì)量較低的CODcr組分、難以實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的有效處理, 因此, 必須合理設(shè)計(jì)工藝,輔以其他處理方法, 例如, 混凝沉淀-化學(xué)氧化處理法、厭氧-好氧生物處理法、混凝沉淀-好氧處理法等。

　　2.2.5　納米TiO2 光催化處理

　　納米TiO2 在紫外光的照射下具有非常強(qiáng)的氧化能力, 可以使絕大多數(shù)有機(jī)物直接降解, 生成無(wú)毒無(wú)味的CO2 、H2 O及一些簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物, 達(dá)到一次性降解污染物的目的。研究表明, pH值是影響光催化的重要因素, TiO2 表面電荷受pH影響很大, 進(jìn)而影響對(duì)有機(jī)物的降解。在處理廢紙?jiān)旒埫撃珡U水的時(shí)候, pH正好合適, 可以直接進(jìn)行光催化氧化而不需要調(diào)節(jié)pH, 因此, 納米TiO2 光催化氧化對(duì)脫墨廢水深度處理有比較強(qiáng)的適用性。

　　廢紙?jiān)旒垙U水深度處理的方法還有很多, 在實(shí)際當(dāng)中造紙廠應(yīng)根據(jù)實(shí)際選擇適宜的處理方法, 使造紙廢水達(dá)標(biāo)排放。

　　2.3　廢水處理中產(chǎn)生的固體排放物——污泥的處理

　　在廢紙?jiān)旒垙U水處理后大部分被分離出的懸浮物轉(zhuǎn)化為大量污泥, 通常將來(lái)自初沉池內(nèi)的污泥稱(chēng)為初級(jí)污泥;來(lái)自生化處理中的污泥稱(chēng)為二級(jí)污泥;若廢水經(jīng)混凝處理, 還會(huì)產(chǎn)生含有混凝劑的化學(xué)污泥。

　　傳統(tǒng)的污泥處理方法主要為污泥脫水后農(nóng)用和填埋焚燒, 前者受污泥脫水性差的制約應(yīng)用起來(lái)比較困難, 很容易形成二次污染;后者的應(yīng)用則應(yīng)更加慎重, 處理不當(dāng)必會(huì)影響地下水和大氣環(huán)境;并且,在這兩種方法實(shí)施前要作必要的預(yù)處理, 如濃縮、穩(wěn)定、污泥調(diào)節(jié)等, 其操作過(guò)程復(fù)雜、效率較低。超臨界水氧化技術(shù)(SCWO)是一種能完全徹底破壞有機(jī)物結(jié)構(gòu)的深度氧化法, 與其它傳統(tǒng)的方法相比, 具有效率高、反應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)以超臨界水作為化學(xué)反應(yīng)介質(zhì), 在超臨界條件下, 只要存有足夠量的氧化劑(H2O2 或空氣)時(shí), 能將制漿廢水中各種有機(jī)物進(jìn)行徹底處理, *終得到CO2 、N2 、H2 O以及少量無(wú)機(jī)鹽。

　　研究表明, 超臨界水氧化法是有利于環(huán)保的污泥處理技術(shù), 對(duì)于處理廢紙?jiān)旒垙U水產(chǎn)生的污泥再在經(jīng)濟(jì)上十分可行。

　　3　廢紙?jiān)旒垙U水零排放

　　有效應(yīng)用各種廢水處理技術(shù), 將其有機(jī)結(jié)合起來(lái), 形成一套完備的處理工藝是解決廢水污染問(wèn)題的關(guān)鍵。目前, 在國(guó)家大力推進(jìn)節(jié)能減排工作的環(huán)保形勢(shì)下, 針對(duì)廢水污染問(wèn)題, 有關(guān)部門(mén)研發(fā)了廢紙?jiān)旒垙U水“零排放”處理工藝。

　　由南京林業(yè)大學(xué)和常熟市富士萊包裝材料廠共同研發(fā)的“動(dòng)態(tài)平衡短流程”的廢紙?jiān)旒埩闩欧偶夹g(shù), 其原理是加入紙機(jī)抄造系統(tǒng)中的各種生產(chǎn)原料和化學(xué)助劑中, 有相當(dāng)多的細(xì)小纖維、填料和助劑, 會(huì)進(jìn)入到紙機(jī)抄造系統(tǒng)各段所排放出的廢水中去。在循環(huán)回用到某一時(shí)間、回用廢水的濃度提高到某一個(gè)水平后就會(huì)趨向穩(wěn)定, 只要將生產(chǎn)過(guò)程中的各段廢水按水量和水質(zhì)情況進(jìn)行統(tǒng)籌安排, 不經(jīng)凈化處理并盡快循環(huán)回用, 就可以有效實(shí)現(xiàn)廢紙制漿造紙過(guò)程中廢水的零排放, 且不會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生明顯的影響。在實(shí)踐中, 為防止造紙廢水發(fā)醇變臭, 不利于把不經(jīng)過(guò)處理的廢水全部返回生產(chǎn)中回用, 又壓減了造紙工藝過(guò)程, 實(shí)現(xiàn)了廢紙?jiān)旒埖摹岸塘鞒獭?/span>, 為新鮮廢水循環(huán)使用創(chuàng)造了有力條件?！皠?dòng)態(tài)平衡短流程”的零排放清潔生產(chǎn)新技術(shù)與傳統(tǒng)的制漿造紙清潔生產(chǎn)技術(shù)相比, 優(yōu)先突破了傳統(tǒng)制漿造紙清潔生產(chǎn)技術(shù), 對(duì)制漿造紙廢水采用各種方法進(jìn)行處理, 使水質(zhì)符合制漿造紙用水要求之后, 再送回各道工序利用的習(xí)慣思維模式, 提出了造紙廢水不加處理、分段回用到“短流程”中去的新觀念。同時(shí), 在造紙紙機(jī)抄造系統(tǒng)中, 加入與廢水蒸發(fā)量相當(dāng)?shù)男迈r水, 為實(shí)現(xiàn)廢水“動(dòng)態(tài)平衡”奠定了基礎(chǔ), 不僅有效控制了廢水“零排放”, 而且改善了紙機(jī)抄造系統(tǒng)的操作性和穩(wěn)定性。

　　對(duì)于非脫墨廢紙?jiān)旒垙U水處理相對(duì)于傳統(tǒng)造紙工藝以及含脫墨廢紙?jiān)旒垙U水流程可以大為簡(jiǎn)化,運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低, 出水水質(zhì)也大為改善。天津萬(wàn)利纖維薄膜有限公司下屬造紙廠生產(chǎn)過(guò)程沒(méi)有脫墨和漂白工序, 該廠采用UASB + SBR工藝, 成功實(shí)現(xiàn)了零排放 。其生產(chǎn)車(chē)間的固液分離沒(méi)有使用任何化學(xué)藥品, 只是簡(jiǎn)單的物理分離。后續(xù)的生物處理系統(tǒng)中包括串聯(lián)的厭氧和好氧系統(tǒng)兩個(gè)部分:厭氧反應(yīng)器接受來(lái)自固液分離系統(tǒng)的部分出水, 剩余的少量有機(jī)物在好氧階段去除。厭氧反應(yīng)器是兩個(gè)總?cè)莘e各為750 m3 的上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB), 好氧部分是兩個(gè)SBR反應(yīng)器。

　　當(dāng)然, 零排放技術(shù)有其適用條件, 因各造紙廠生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品種類(lèi)、經(jīng)濟(jì)實(shí)力等方面的差異, 這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用尚不能普及。