淺談造紙及其廢水特性

廣州中環(huán)萬代環(huán)境工程有限公司 楊文斌

《中國環(huán)境報》文章 第3906期，第3911期

　　造紙術(shù)是中華民族的四大發(fā)明之一，是人類文明史上的重要成果。今天，紙及紙板的消費(fèi)水平已成為衡量一個國家現(xiàn)代化水平和文明程度的重要標(biāo)志之一，被國際上公認(rèn)為“永不衰竭”的工業(yè)，在美國、加拿大、日本、芬蘭、瑞典等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，造紙工業(yè)已成為其國民經(jīng)濟(jì)支柱制造業(yè)。近幾年，我國的造紙業(yè)高速發(fā)展，我國紙及紙板消費(fèi)的總量約5000萬噸，人均消費(fèi)達(dá)38公斤。但是，造紙過程中排放的“三廢”尤其是廢水治理不當(dāng)將會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。我國造紙工業(yè)年廢水排放量占全國工業(yè)總排放量15.6%，排放廢水中化學(xué)耗氧量占全國工業(yè)總排放量的43.5%。造紙工業(yè)的污染問題不解決，不但產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到限制，而且將對生態(tài)環(huán)境造成破壞。
　　一個典型的堿法制漿造紙廠按工序排出三股水，一是制漿蒸煮廢液，通稱造紙黑液；二是分離黑液后紙漿的洗、選、漂水，也稱中段水；三是抄紙機(jī)上的白水。其中白水是可以處理后回用的。中段水是黑液提取不完全所剩下的部分，應(yīng)占總量10%以內(nèi)。在黑液中所含的污染物占到了全廠污染排放總量的90%以上。因此，黑液排放是造紙廠污染的主要根源。造紙所用植物原料均含有纖維素、木質(zhì)素和半纖維素(即聚糖類)三大成分，造紙主要利用纖維素，蒸煮制漿就是盡可能的獲得原料中的纖維素，并不同程度的獲取半纖維素，而將木素、剩余半纖維素和加入堿(或亞銨)一起進(jìn)入黑液中而被拋棄。就數(shù)量而言，以麥草為例，纖維素僅占40%，木質(zhì)素約25%，半纖維素約28%，即制漿廠僅利用了原料的40%，而丟棄了原料的60%，紙廠排放污染物數(shù)量是十分驚人的。
　　目前我國造紙污染治理技術(shù)可概括為三類：一是堿回收技術(shù)，二是物化加生化技術(shù)，三是資源化技術(shù)。

一、造紙

1. 概念
　　造紙就是將植物纖維和其它添加的物質(zhì)(如施膠劑和填料等)進(jìn)行交織，然后根據(jù)所要求的特性進(jìn)行深加工(如涂布、染色、變性和成型等)的過程。
　　造紙產(chǎn)品根據(jù)其用途可分為：新聞紙、印刷書寫紙、生活用紙、包裝用紙、白紙板、箱紙板、瓦楞原紙和特種紙及紙板等。
2.造紙過程
　　紙和紙板的生產(chǎn)主要包括紙料制備、抄造和后處理三個部分。
　　紙料制備包括備料、蒸煮、制漿、漂白、打漿、施膠、加填料、染色和添加其它物質(zhì)，為抄造紙張做準(zhǔn)備的過程。
　　抄造包括紙料上網(wǎng)前的處理(稀釋、篩選和除氣等)和紙張的抄造(紙料上網(wǎng)、成型、脫水和干燥等)。
　　后處理就是將抄造好的紙張進(jìn)行表面處理、壓光和整理的過程，使之達(dá)到質(zhì)量要求。
　　在造紙生產(chǎn)中，除了紙漿作為主要原料以外，根據(jù)不同的要求還要添加施膠劑(主要為松香)、填料(主要為滑石粉、白土、碳酸鈣和二氧化鈦)、濕強(qiáng)劑、干強(qiáng)劑、助留助濾劑和其它添加物質(zhì)。

二、造紙廢水的特性

　　造紙廢水的排放量和污染物的濃度因原料的種類、生產(chǎn)工藝方法和產(chǎn)品品種的不同而存在著很大的差異，同時生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)備和管理水平也是很重要的因素，大規(guī)模生產(chǎn)和先進(jìn)的設(shè)備以及管理可以大大減少造紙工業(yè)污染物的排放。
　　1. 備料廢水
　　在木材濕法備料過程中產(chǎn)生的廢水主要含泥沙，在草類原料備料中是水封除塵產(chǎn)生廢水，這兩種廢水均可通過澄清后循環(huán)使用。
　　2.黑液、紅液
　　黑液是指用燒堿法和硫酸鹽法直接蒸煮原料(麥草、木片等)而產(chǎn)生的廢水。黑液中含有大量的堿木素、半纖維素和纖維素的分解物等有機(jī)物，還含有各種鈉鹽。紅液是指用亞硫酸鹽法直接蒸煮原料而產(chǎn)生的廢水。
　　這部分廢水的COD_Cr高達(dá)100g/L，BOD₅也有50g/L，必須通過堿回收和紅液綜合利用來回收原料并減少污染。
　　3.洗選廢水
　　洗漿為了最大限度提取黑液，提高化學(xué)藥品的回收率。如果管理得當(dāng)、封閉用水，基本上不排出廢水。少量的清洗水呈棕黑色，有機(jī)污染物濃度很高。
　　4.漂白廢水
　　漂白是在多段過程中進(jìn)行的，并使用不同的漂白劑，常用氯氣、次氯酸鹽、二氧化氯和燒堿等。該工段是工廠外排廢水的主要來源，有毒、處理難度較大。
　　5.冷凝水廢水
　　冷凝水廢水是指多效蒸發(fā)中各效二次蒸汽的冷凝液、清洗和泄漏的廢水。這股廢水中含甲醇、乙醇和丙酮等小分子有機(jī)物，同時還含有有機(jī)硫化物。
　　6. 制漿廢水
　　制漿廢水中的污染物主要是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的溶解性有機(jī)物和流失的小纖維，廢紙?jiān)旒堉茲{廢水中還含有脫墨廢水。該廢水中含有有機(jī)氯化物，COD_Cr較高。
　　7.造紙白水
　　造紙白水中含有大量懸浮固形物如纖維、填料和涂料等，還有可溶解的有機(jī)污染物，COD_Cr一般500~800mg/L，BOD₅為200~350mg/L。為了減少污染、節(jié)約用水，造紙廠通常采取部分回用或全部回用。剩余的白水可通過纖維回收、過濾、氣浮或沉淀等方法進(jìn)行簡單處理后再回收使用。但是，長期循環(huán)使用會導(dǎo)致各類污染物在系統(tǒng)中積累，對造紙系統(tǒng)和產(chǎn)品質(zhì)量造成不良的影響。因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況添加合理數(shù)量的新鮮水，或者添加經(jīng)過深度處理(生化處理)的水。

三、結(jié)語

　　造紙工業(yè)不同的工藝、不同的工序產(chǎn)生的廢水，其特性是不同的，應(yīng)根據(jù)其特性采取不同的處理方法。堅(jiān)持以廠內(nèi)治理為主的原則，輔以必要的廠外治理，應(yīng)采用清潔生產(chǎn)工藝和技術(shù)，嚴(yán)格控制其生產(chǎn)過程中的用水量、排水量和產(chǎn)污量。積極推行ISO14000(環(huán)境管理)系列標(biāo)準(zhǔn)，采用現(xiàn)代管理方法，提高環(huán)境管理水平。
　　廠外治理也是十分必要的，我們應(yīng)充分了解其生產(chǎn)工藝和廢水水質(zhì)，根據(jù)其生產(chǎn)工藝和水質(zhì)特點(diǎn)，以便制定合適的廢水處理工藝，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。