毕业论文-浅谈造纸废水的处理和清洁生产.doc

南通农业职业技术学院 毕 业 论 文课题名称浅谈造纸废水的处理和清洁生产专业及班级环治 3112 班学号1161304238姓名指导老师 2014年 6 月 6 日浅谈造纸废水的处理和清洁生产摘 要 制浆造纸工业是我国国民经济的重要产业之一，近几年，在巨大的市场需求的强力拉动下，制浆造纸工业发展速度较快，随着人均消耗纸量的不断增加，造纸行业的发展具有巨大的潜力。但与此同时，造纸行业排放的污染总量在增加，所造成的环境污染问题也日益突出，制浆造纸工业已成为我国排放有机水污染物最多的工业行业。本文通过对造纸废水的处理和清洁生产进行综合概述。详细介绍造纸废水的来源及特性，并着重对造纸废水的处理及利用进行研究，再将以江苏王子制纸有限公司为依托，探讨造纸废水处理中常见的问题及解决方法。将会涉及到造纸废水处理流程，重点对制浆造纸废水进行深入研究，通过污染指标、来源、特性、处理及利用，了解造纸废水处理的重要性。并将结合江苏王子制纸有限公司废水处理实况，相应提出造纸行业清洁生产的对策，探讨废水处理“零”排放的前景。关键词 造纸废水 处理利用 清洁生产 “零”排放 Treatment and clean production of papermaking wastewater Abstract The pulp and paper industry is one of the most important industries of our national economy, in recent years, with the huge market demand driven by strong, the development speed of pulping industry and fast , with the increasing amount of per capita consumption of paper, has enormous potential for the development of paper industry. But at the same time, the paper industry pollution total emissions are increasing, the problem of environmental pollution caused by the increasingly prominent, the pulp and paper industry has become Chinas emissions of organic pollutants in water most of the industry. This paper summarizes the treatment and clean production of papermaking wastewater. The source and characteristics of papermaking wastewater, and focus on the processing and utilization of papermaking wastewater is studied, and then to Jiangsu Oji Paper Co. Ltd. as the basis,to explore the common problems and solving method in the treatment of papermaking wastewater.Will be related to the process of i papermaking wastewater treatment, especially for deep research on pulping and papermaking wastewater, the pollution indicators, sources, characteristics, processing and utilization, to understand the importance of the papermaking wastewater treatment. It combines wastewater treatment live Jiangsu Oji Paper Co. Ltd.,put forward countermeasures of cleaner production in paper industry wastewater treatment,the prospect ofzero emissions.Key words Papermaking wastewater Treatment and utilization Cleaner production “Zero”emissions 目 录1 概论11.1 我国造纸废水概况11.2 造纸废水处理的原则11.3 造纸废水处理的现状22 造纸废水中的污染物22.1 悬浮物32.2 易生物降解有机物32.3 难生物降解有机物32.4 毒性物质32.5 酸碱物质32.6 色度33 造纸废水的来源及特性33.1 不同阶段造纸废水的特性33.1.1备料工段废水33.1.2 蒸煮工段废水43.1.3 污冷凝水43.1.4 漂白废水43.1.5 化学机械浆废水53.1.6 洗浆、筛选废水53.1.7 废纸造纸废水53.1.8 造纸白水53.2 造纸废水水量和水质54 造纸废水处理要解决的主要问题65 造纸废水的处理及利用75.1 造纸废水治理利用技术75.1.1 洗涤-筛浆系统封闭循环用水85.1.2 漂白工段的封闭用水95.1.3 造纸白水的回用105.2 造纸废水末端处理技术105.2.1 预处理115.2.2 一级处理125.2.3 二级处理135.3 造纸废水处理中的常见问题及解决方法155.3.1 常见问题155.3.2 原因及解决方法165.4 国外造纸废水治理的经验175.4.1 瑞典175.4.2 美国17 5.5 造纸废水治理的新趋势17 5.5.1 膜技术17 5.5.2 人工湿地技术176 实施清洁生产186.1 制浆造纸行业清洁生产评价指标186.2 实现造纸行业清洁生产的对策196.3 造纸废水“零”排放前景20全 文 结 论21致 谢22参 考 文 献23 南通农业职业技术学院 徐康平：浅谈造纸废水的处理和清洁生产 正文第 24 页 共 23 页1 概论1.1 我国造纸废水概况造纸废水是我国主要的工业污染源之一，我国造纸业多采用草杆、木浆等作为造纸原料。造纸废水成分复杂、可生化性差，属于较难处理的工业废水。制浆造纸生产一般有制浆、洗浆、漂白、造纸的工序组成。造纸属于高有机废水浓度、高悬浮物含量、难生物降解的有机污染废水。造纸废水的水质因制浆种类、造纸品种而异。若按不同的生产工序排出废水水质来看，一般地，制浆废水（也称黑液）的污染最严重，CODcr浓度可达40006000mg/l；洗浆和漂白废水，既中段废水的污染程度次之，CODcr浓度可达20003000mg/l，SS15002500mg/l；纸废水即为白水，为污染较轻的废水，主要含有细小悬浮性纤维、造纸填料和某些添加剂等，CODcr浓度为150600mg/l，SS为5001500mg/l。白水中的悬浮物主要是纸浆纤维组成，可以作为资源加以回收利用1。1.2 造纸废水处理的原则 造纸废水中含有水污染的主要来源：死亡有机污染物。死亡有机质能消耗水中溶解的氧气，危及鱼类的生存；还能导致水中缺氧，致使需要氧气的微生物死亡。而正是这些需氧微生物能够分解有机质，维持着河流、小溪的自我净化能力。它们死亡的后果是：河流和溪流发黑、变臭，毒素积累，伤害人畜。因此我们要遵从造纸废水处理的原则。造纸废水处理工程的一次性投资较大，为使处理工程取得更大成效。要注意遵循下述几项原则： （1）不单纯依靠厂外处理，坚持以厂内治理为主，厂外废水处理为辅。要从源头治理污染，重视企业的清洁生产，加强全厂环保管理，尽量减少生产系统外排废水的容积和污染负荷，从而减轻厂外处理的负担。 （2）要根据废水污染负荷情况，决定废水处理设施的规模、流程、设备和投放化学品的种类与数量。选定方案要慎重，要反复比较，选择成熟可靠、行之有效的技术。处理能力应适当留有余地，并应有事故处理池，以防止生产发生事故时紧急处理之用。 （3）确定废水处理方案时，还必须考虑所排入水体的状况。有些水体对水温、色度、气味等有特殊要求的，必须予以认真考虑。 （4）坚持日常监测。要有一支进行日常监测的队伍，做到防患于未然。不要认为有了废水处理系统，就“万事大吉”了。1.3 造纸废水处理的现状 1980年以来，国外造纸发达国家通过大量厂内和厂外的综合治理措施，已经使污染负荷排量减少了80%90%。特别在废水排放总量的减少上，取得了突破性成绩，不少工厂已开始实现废水零排放。表1列出了2001年欧洲主要制浆厂的废水排放量情况。可以看出，机械木浆、TMP浆和本色亚硫酸盐浆已有可能实现零排放。漂白硫酸盐浆厂和亚硫酸盐浆厂实现零排放相对比较困难。 表1 2001年欧洲主要制浆厂的废水排放量情况浆厂性质浆种废水排放量/（m/t浆）硫酸盐浆厂未漂浆 2080漂白浆 30110亚硫酸盐浆厂未漂浆 1.710漂白浆 40100机械木浆厂 515TMP浆厂 410CTMP浆厂 1550国内对废水进行厂外处理是从20世纪80年代才开始起步的，主要是在一些从国外引进的大型木浆厂引领下逐步发展起来。我国在80年代末90年代初建成的一批大型木浆厂都配有完整的厂内废水处理设施，基本都可做到废水达标排放2。20世纪90年代以后，部分造纸厂厂内废水处理设施还不够完善，譬如大型造纸厂由于管理不到位，小型造纸厂由于经济效益问题，部分小厂的关闭，导致我国水环境污染日益严重，致使国家对环保治理日益重视，从而对水环境治理加大了力度，新建的制浆造纸厂包括木浆和草浆厂都已配置了废水处理设施。21世纪以后，大部分造纸废水都实施了集中处理。2 造纸废水中的污染物2.1 悬浮物 造纸工业中所称的悬浮物包括可沉降悬浮物和不沉降悬浮物两种，主要是纤维和纤维细料。2.2 易生物降解有机物 在制浆和漂白过程中溶出的原料组分，一般是易于生物降解的，其中包括低分子量的半纤维素、甲醛、醋酸、糖类等。2.3 难生物降解有机物 制浆造纸厂排水中的难生物降解有机物主要来源于纤维原料中所含的木素和大分子碳水化合物。浆厂难生物降解的物质通常是带色的。2.4 毒性物质 浆厂排放的污染物中有许多有毒物质，主要是：黑液中含有的松香酸和不饱和脂肪酸；冷凝液中含有的对鱼类特别有毒的成分如硫化氢、甲基硫、甲硫醚；漂白碱抽提废水中的多种氮化有机化合物，其中剧毒的二噁英已引起广泛注意。2.5 酸碱物质 制浆废水中酸碱物质可明显改变接受水体的pH，碱法制浆废水pH为910；漂白废水的pH变化很大，可低于2，可高于12；而某些酸法浆厂的废水pH则低至1.22.0。2.6 色度 制浆废水中所含残余木素是高度带色的3。3 造纸废水的来源及特性3.1不同阶段造纸废水的特性 造纸废水主要来源于生产工艺中的备料、蒸煮、冷凝、洗浆、漂白和抄造纸工序。通常把洗浆废水、筛选废水与漂白废水称为中段废水。3.1.1备料工段废水备料过程中产生的废水主要包括洗涤水以及湿法剥皮机排水，其中含有的主要污染物质包括树皮、泥沙、木屑等固体悬浮污染物及木材中的水溶性物质，如果胶、多糖、胶质及单宁（Tannins）。3.1.2蒸煮工段废水 植物纤维原料经过蒸煮以后，50%80%转化为纸浆，其余20%50%的物质则溶于蒸煮液中。制浆方法和所用原料不同，则蒸煮非也的组分也存在很大差异，其主要成分为木素、糖类及蒸煮所用的化学药剂。碱法制浆产生的废液呈黑色，称为“黑液”。酸法制浆产生的废液呈红色，称为“红液”。制浆造纸废水的污染以黑液为主。 1、黑液在碱法蒸煮过程中，加入的碱与纤维原料中木质素、碳水化合物反应，生成有机物的钠盐，通常纤维原料中有50%60%的有机物溶解于蒸煮废水中，所排放的黑液是制浆过程中污染物浓度最高、色度最深的废水，呈棕黑色。它几乎集中了制浆造纸过程90%的污染物，其中还有大量木质素和半纤维素等降解产物、色素、戊糖类、残碱及其他溶出物。每生产1t纸浆约排黑液10t，其特征为pH值为1113，BOD5为3450042500mg/L，COD为106000157000mg/L,SS为2350027800mg/L。 2、红液酸法制浆采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。红液的化学成分复杂，杂质约为15%，其中钙、镁盐及残留的亚硫酸盐约为20%，木素磺酸盐、糖类及其他少量的醇、酮等有机物约占80%。3.1.3污冷凝水蒸煮过程的冷凝水是污冷凝水的来源之一。主要含有烯类化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等污染物，还可能含有硫化氢、有机硫化物及油类物质。蒸煮过程中产生的污冷凝水是制浆厂污冷凝水的另一个来源。亚硫酸法制浆中，红液蒸发污冷凝水是重要污染源，其主要污染物是醋酸，其次是甲醇及糠醛。3.1.4漂白废水经过化学蒸煮的浆液均具有一定的颜色，依原料或制浆的方法不同，浆的颜色从灰白色到暗褐色不等。为了扩大制浆的用途，提高制浆的白度，必须经过漂白、精致处理，以出去纸浆中的有色物质，并赋予纸浆所需的物理化学性质。纸浆漂白的主要方法是用氧化剂作为漂白剂，氧化破坏木质素及有色物质，使其降解，提高纸浆的纯度和白度。工业上应用较多的是含氯漂白剂，包括氯气、次氯酸钠和二氧化氯等。漂白废水中COD、BOD5负荷较大，含氯代化合物等毒性物质，还含有一些致畸、致癌、致突变物质。3.1.5化学机械浆废水化学机械浆废水中有机污染物主要来源于木片汽蒸、洗涤、化学预处理和浆料的洗涤、浓缩等处理过程。废水主要含有低分子挥发酵、高分子树脂酸、脂肪酸、酚类、多酚类等。3.1.6洗浆、筛选废水洗浆废水主要来源于洗浆机和贮槽的清洗水以及设备的跑、冒、滴、漏。筛选和净化主要是为了去除粗浆中的生片、木节、粗纤维素及非纤维素细胞、砂砾和金属屑。筛选后的浓缩排水也是筛选废水的来源之一。3.1.7废纸造纸废水废纸造纸废水主要来源于废纸脱墨、洗涤、浆料净化筛选、浓缩和纸机湿部。在制浆部分的除渣、洗浆、漂洗等过程中产生大量的洗涤废水。废纸造纸中，脱墨工艺产生的废水主要有两类：一是制浆部分的脱墨、除渣、浓缩、洗浆等过程中产生的大量洗涤废水；二是抄纸部分洗涤以及脱水过程中产生的含有纤维、填料和化学药品的“白水”。废纸会用过程废水量大，一般每生产1t脱墨浆耗水量30100t；废水中含有的悬浮物主要有油墨、纤维、填料和助剂等；废水中SS、COD、BOD5等污染指标高，且废水颜色深。3.1.8 造纸白水造纸过程的废水主要来自于打浆、纸机前筛选和抄纸等工序，这部分废水常称为“白水”，其中含有纤维碎屑、小纤维、颜料、淀粉及染料等。污染物主要以溶解性物质和悬浮固体物质存在，主要来源于原料、少量的辅助化学品及大部分的辅助剂（如防腐剂、杀菌剂、消泡剂）4。3.2造纸废水水量和水质根据国家环境保护总局的环评批复，设计出水水质必须达到造纸工业污染排放标准（GB35442001），但该标准于2008年8月1日起废止，新标准为制浆造纸工业水污染物排放标准GB3544-2008. 因此，设计出水水质需达到新标准的要求，详见表2。 表2 主要设计出水水质指标主要污染物指标单位污染物排放控制值CODcrMg/l90BOD5Mg/l20SSMg/l30PHMg/l6-9造纸废水水质浓度一般与吨纸排水量及污染物产生量有关。据测算，在一般情况下，造纸的污染物产生量相对稳定，COD在70100kg/t纸。吨纸排水量越大，则污水COD浓度降低，但吨产品的COD产生量偏高，引进设备的排水量及COD产生量都比较低。当复用水、回用水做得较好时，吨纸排水量能降低，但COD浓度会提高。通常造纸污水的COD在5002000mg/L范围，当无水质实测资料时，按表3推算造纸废水水质。 表3 造纸废水水质测算吨纸排水量（m3/t）SS(mg/l)COD(mg/l)30左右2000250020003000601000200012002000100700110080012001505008006008002004006005006004造纸废水处理要解决的主要问题造纸工业是能耗、物耗高，对环境污染严重的行业之一，其污染特性是废水排放量大，造纸废水中主要含有半纤维素、木质素、无机酸盐、细小纤维、无机填料以及油墨、染料等污染物。木质素、半纤维主要形成废水的COD及BOD5；细小纤维、无机填料等主要形成SS；油墨、染料等主要形成色度及COD。其中COD、悬浮物(SS)含量高，色度严重，COD则由非溶解性COD和溶解性COD两部分组成，通常非溶解性COD占COD组成总量的大部分，当污水中SS被去除时，绝大部分非溶解性COD同时被去除。因此，造纸污水处造纸污水处理要解决的主要问题是去除SS和COD。造纸废水中的BOD5值较低，BOD5与COD的比值一般为0.150.25，可生化性较差。混凝处理方法只能去除部分BOD5，绝大部分BOD5的去除主要应采用生化方法解决。5造纸废水的处理及利用 制浆造纸废水污染防治包括实施清洁生产与无害化处理两部分，采取的主要措施是：改进生产技术和加工工艺，以减轻工艺过程产生的污染物，特别是有毒物质；提高化学药品、热能、纤维等的回收率；进行逆流洗涤，封闭用水，回收回用废水，以减少废水排放总量；在实施清洁生产的基础上，进行末端无害化处理。蒸煮废液是造纸废水的主要污染源，主要是通过工艺改革、综合利用与回收资源等途径来实现。对洗浆废水、筛选废水、漂白废水、造纸废水（纸机白水）四种废水的治理是在废水回用的基础上进行末端处理。5.1造纸废水治理利用技术生产过程中产生的较清洁的废水，如筛洗工序的洗涤水、漂白车间洗浆机的滤出液、造纸机的白水，都可以回用。废水的回用主要途径有逆流洗涤、废水利用与封闭用水等。采用简单的物理法，可以去除悬浮物。中和法调整pH，生物化学法去除溶解有机物。要求高度净化时，则再采取适应的物理化学法进行处理。表4列出了一些可供选择的基本方法，以达到不同的处理目的。 表4 造纸废水的基本处理方法污染物处理方法主要处理设备效果备注 悬浮物物理法 沉淀法沉淀池、简单沉淀槽、排除污泥设备收回纤维、减少悬浮物污泥脱水难凝聚沉淀池及排除污泥设备回收纤维、部分脱色和除BOD需要凝聚剂、污泥脱水难过滤法格栅、筛板、压力过滤机或离心机回收纤维浮选法充气设备和浮选槽回收纤维、去除泡沫、油等 pH、溶解物、 BOD、 COD生物化学法中和法中和池、中和槽调pH加酸或加碱氧化除臭法曝气槽除臭并去除部分BOD加氯或二氧化氯自然氧化法氧化稳定塘去除BOD表面曝气法表面曝气氧化塘去除BOD生物滤池法生物滤池系统去除BOD活性滤池法活性污泥曝气系统去除BOD污泥脱水难生物转盘法澄清池、污泥池、转盘系统去除BOD灌溉法泵和管道处理全部悬浮物、BOD日久会使土壤变质物理化学法吸附法、石灰法沉淀池脱色并去除悬浮物和少量BOD活性炭法过滤池凝聚沉淀法沉淀池薄膜分离法、反渗透法反渗透膜装置净化废水、回收盐基和木质素电渗析法电渗析槽系统离子交换法离子交换塔系统去除有机和无机离子 对于造纸机端部排出的纤维含量较高的白水，可以直接利用来稀释纸浆，使纤维、填料、胶料和水都得到充分的利用。其他纤维浓度较低的废水，送打浆工段使用或对废水进行固液分离，在回收浆料的同时，废水得到净化，以便回用或排放。可以采用混凝沉淀、气浮、筛孔过滤和离心分离等方法进行白水处理，以实现循环利用。5.1.1洗涤-筛浆系统封闭循环用水如图1所示，采用水封闭循环可节约用水，减少化学品和纤维的流失，减少排污量。为不给其前后工序（洗涤与漂白）增加负担，在采用封闭用水的同时，必须考虑增加洗浆能力。 稀释液 白水或清水 洗浆机 洗浆缸 洗浆机 筛浆机 洗后浆过滤机 浆料至漂白或干燥 黑夜回收 稀释液 浆渣处理 图1封闭洗涤筛浆系统流程5.1.2漂白工段的封闭用水要获得高白度纸浆，需经多种漂白剂多段漂白。工艺上常用C表示氯化，漂白剂是氯气；E为碱轴提，药剂是NaOH；H为次氯酸盐；D为二氧化氯漂白；O为氧气漂白。各漂白程序中，氯化段与第一碱轴提段（即C与E1）的污染负荷约占全过程的50%90%，后续过程排放的水可以回用。图2、图3为两种不同的漂白废水封闭循环流程示意。 二段次氯酸 清水 清水 漂白废水回用 清水 清水 浆料 C E1 H D1 E2 D2 浆料 排水 清水 一段二氧化氯 二段二氧化氯 漂白废水回用 漂白废水回用 图2 漂白酸碱废水分流循环流程 清水 清水 回用 清水 浆料 C E1 H D1 E2 D2 浆料 排水 回用 回用 回用 排水 图3 漂白废水逆流循环流程5.1.3造纸白水的回用造纸白水回用的方式有两种：一是将经处理（降低悬浮物）的纸机白水代替清水再用于造纸过程；二是白水封闭循环再用。图4、图5分别为半封闭白水系统与封闭白水系统。半封闭白水系统是将网下白水坑和伏锟坑的浓白水尽量回用，供碎浆机调节用做稀释水。白水回收装置主要作用是去除白水中的悬浮物。常用的回收装置有斜筛、沉淀池或澄清、气浮池、鼓式过滤机、多盘式回收机5。净水（净化的白水） 密封水 喷水管水 浆料 浆槽 浆料制备 网部 伏锟挤轧 真空抽水 网部槽 水封池 白水槽 含纤维排水 图4 半封闭白水系统流程 净水（净化的白水） 压榨 密封水 喷水管水 浆料 浆槽 压滤机 浆料制备 网部 伏锟挤轧 真空抽水 回收的 稀释水 纤维 网部槽 密封池 不含纤维排水 白水池 纤维回收池 含纤维排水 图5 封闭程度较高的白水系统流程5.2造纸废水末端处理技术造纸工业与其他工业一样，在实施清洁生产后，还有部分废水需进行末端无害化处理，以去除残余于废水中的纤维、粗大杂物与有机污染物。造纸废水末端处理的对象是洗涤废水、筛洗废水和漂白废水，通常把这三种废水称为中段废水，中段废水的水质与制浆工艺、原材料、清洁生产的实施等多种因素有关，一般为pH值，89；CODcr，2002000mg/L；BOD5，100600mg/L；SS，3001800mg/l；酚，0.71.75mg/L；木质素，50300mg/L；色度较高。主要处理工艺一般为一级处理与二级处理，必要时也用三级处理，如图6所示6。 废水 预处理 一级处理 二级处理 三级处理 除 砂 稳定塘 污 化学絮凝 过 筛 澄 清 活性污泥法 泥 杀菌、超滤 中 和 气 浮 生物膜法 处 反渗透 化学絮凝法 置 离子交换 图6 造纸废水处理的一般流程 5.2.1预处理 造纸废水处理，一般都先要经过几种预处理。粗大固体物应预先去除，因为枝杈、石块、破布等会堵塞泵、阀门和管道。另外酸性或碱性废水会腐蚀设备，影响影响生物和化学处理，可采用中和方法预处理。 1、过筛 常用格栅或筛子作为第一道预处理，用以去除粗大固体物。通常采用细筛网或微滤机，但由于负荷较大，可能会造成堵塞，因此，要考虑清污操作。由于过筛不能去除溶解性物质以及过于细小的悬浮物，所以只能作为预处理手段。2、除砂沉砂池是用以去除可在低速流水中沉淀下来的泥砂。沉砂池可以保护机械运转设备免于磨损，减少在管道和地沟中的沉积物及污泥中的无机物。常用沉砂池有两种，水平式和曝气式沉淀池。造纸行业大都用水平式，这种设备是细而长的水沟，它的作用如澄清器。 3、中和 中和时用氢氧化钠或碳酸钠溶液，按一定比例加入酸性废水中。当酸性废水量小时，使用易于储存和易于流加的氢氧化钠溶液比较合适。氢氧化钠有时也用于最后调pH阶段，这时不常用碳酸钠7。5.2.2一级处理一级处理的目的是去除悬浮物，回收纤维。常用的方法有沉淀池法、澄清器法、气浮法。处理效率与制浆工艺、制品种类等因素有关。经过一级处理后，TSS。去除率为67%96%(一般为80%90%)，BOD5去除率为10%50%（一般为20%30%）。1、沉淀法制浆造纸工业最常用以去除悬浮物的方法是沉淀法。此方法的先决条件是悬浮物的密度必须比液体大。另一个要求是颗粒应相当大，以致沉淀时间不会太长。 （1）沉淀塘沉淀塘是最简单的处理设备。通常使用两个窄长的土塘，其长宽比为510倍。塘深35m。每个塘单独运行，停留时间为612h。两个塘轮流使用，一个运行，一个清理污泥。清理前需先排去水，然后使用起重机带动的拽引拉线和斗式提升机来搜集和去除污泥。塘的大小和形式需适合于去除污泥的设备。污泥是否易于去除，主要看污泥脱水情况，压紧的和脱水好的污泥比较好清理。硫酸盐法浆厂的污泥就有这种特性，因为污泥主要成分是白泥和长纤维，新闻纸和高级纸的污泥就难处置。沉淀塘的主要优点是操作简便，设备简单，只要有进出水的管道和阀门，不需要将粗大杂物预先除去。而它的缺点是去除污泥较难和费用较高，特别是对难于脱水的污泥。沉淀塘排水口应有挡板或水栅，用以阻止泡沫和漂浮物随水排走。 （2）重力澄清器澄清器的水流方式可以是横向流或竖向流的。有长方形和圆形两种。有一种体积可被压缩得很小的斜板澄清器。小型的可用钢板，而斜板可用塑料板等。 1）圆形澄清器圆形澄清器水流方式可以是横向、竖向的，当直径大于50m时，水流方向就有被风扭变的危险。根据沉淀原理，水的深度不影响澄清效果，过去经常使用浅的12m深的澄清器。然而，在制浆造纸行业中，由于需要有一定的储存污泥的体积，以免排出上部分清液时流失沉淀下来的污泥，故现在设计的澄清深度为45m。需要处理的废水先送入中心的进料井，由此向下流然后流向四周，这样有的颗粒由于重力沉淀到底部，而废水则缓慢上升，在水表面从澄清器圆周外围的溢流槽排出，或从多个辐射式多孔集管（或水槽）排出。有时进水从水表面下进入中央进水井，而出水由水表面下的一个静止的水槽排出。这样可以避免带进空气产生泡沫和浮泥问题。用耙式机构以23r/h的速度将污泥耙到底部中央排污并以便排走。圆形澄清器的表面负荷为0.61.0m/h，依废水性质而定。 2）长方形澄清器长方形澄清器的表面负荷为0.61.0m/h。水深45m，宽620m，长度可达100m。搜集污泥有很多种方式，其中之一为一个固定的刮泥系统，不停地将刮泥向进水口底部的污泥坑中去。另一种用虹吸管在澄清池中移动，用泵将吸出的污泥送到单独的活泥坑中去。3）层流沉淀器（或斜板沉淀器）。斜板沉淀器在制浆造纸工业中有局部性的用途，大都用以处理白水回收纤维，同时全部或部分回用白水。其主要优点是体积小、建筑费用小。按投影面积计算水力负荷为0.5m/h，如果按水面积计算，表面负荷为57m/h。由于总体积小，污泥收集槽也非常小，这对造纸工业来说是一缺点，因为工厂常有排放大量纤维的事故，厂外废水一级处理不常用这种设备。 2、气浮法气浮法是一种将悬浮物与水中小气泡结合或吸附在一起，使其密度减轻而能迅速上浮的处理废水的方法。现今使用的最主要办法是“溶气浮选法”，将10%20%废水在压力下充入空气，压力采用（35）105Pa。将在压力下过饱和空气的水（称溶气水）与其余的废水混合，同时降低压力，则溶气水就将过饱和的空气释放出来，与悬浮物相互吸附黏着，共同浮到水面上。有时需要调pH或加入絮凝剂协助絮凝上浮。浮选作用可在下面三种情况之一或之二下产生：微气泡黏着到悬浮物上；微气泡裹在絮凝的悬浮物中或促进絮凝；当絮凝作用进行时，微气泡吸附上去。过去白水回收不用气浮法，因为对气浮法缺少经验。现今用以回收白水中纤维，在表面负荷为5m/h时。可使0.2%的纤维含量增加到2.5%8。5.2.3二级处理 1、化学絮凝法化学絮凝法是用于去除微小的悬浮固体和胶体物质，即那些不能用沉淀或气浮法去除的微小悬浮物；去除一些水溶性有机物，用以降低一定量的BOD和COD数值；去除磷、毒性物和色素。 （1）原理 含有悬浮物的废水可以根据颗粒大小分为三类：真溶液，微粒小于10-9m;离散的胶体，微粒大小在10-910-7m之间；悬浮体，颗粒大于10-7m。 悬浮体一般可用物理方法如沉淀法和气浮法去除。胶体和比它大一点的颗粒常会带电，这是由于粒子表面离子的电离作用或表面吸附离子的作用而造成。在水中离子常是负电荷，在颗粒间引起互相排斥作用。颗粒间也有吸附作用，叫做范德华力。当粒子的距离增大时，这种吸引力会大大减弱。故颗粒受到排斥和吸引两种力，合力的大小和方向要看颗粒间的距离。一般地合力总是排斥性的，意味着分散是稳定的。 当悬浮颗粒用机械搅拌增加动能也不能克服排斥力时，必须加入絮凝剂，使颗粒增大。处理胶体废水的过程是先加入絮凝剂使颗粒变大，再给以动能（搅拌）使絮凝沉淀。投加化学絮凝剂有较好的脱色效果，并提高悬浮物与COD的去除效果。经化学絮凝法处理后，COD去除率为30%70%(一般为30%50%)。造纸工业常用的化学絮凝剂有明矾、三氯化铁与石灰等。总排水中的COD负荷较高时不宜采用此方法。一般认为，COD负荷为1030Kg/t(浆)时，可选用化学絮凝法。 （2）操作步骤 化学絮凝法包括下面几个步骤：1） 在湍流式搅拌废水时，加入金属盐；2） 用酸或碱调节pH到最佳值；3） 用合适的搅拌作用，促进絮凝团逐渐增大，以便于去除悬浮物；4） 分离絮凝物，一般化学絮凝物用沉淀法去除。 絮凝作用受多种因素的影响，其中水温、酸碱度影响较大。水的温度低凝聚速度慢、颗粒小，为此应保持水的温度或增加混凝剂的量来保证凝聚的预期效果，酸碱度的影响视混凝剂的不同而异。 2、生物处理法生物处理是去除造纸废水中有机污染物的有效方法。其有机污染物的去除率与制浆工艺、选用的生物处理工艺、负荷率等因素有关。其中活性污泥法处理效果最好。当有机负荷为1Kg/(md)时，BOD5去除率为90%95%,COD去除率为30%65%；当有机负荷为2Kg/(md)时，BOD5去除率为80%90%,COD去除率为25%60%。 （1）好氧生物处理法在供氧充分、温度适宜、营养物充足的条件下，好养性微生物大量繁殖，并将水中的有机污染物氧化分解为二氧化碳、水、硫酸盐、硝酸盐等简单无机物。处理废水时所用的装置有曝气池、生物滤池等，用好氧的生物法处理废水具有投资少，运行费用低，操作简单等特点。 （2）厌氧生物处理法 在密闭无氧的条件下，有机物通过厌氧性微生物及其代谢酶的作用被分解，也称作厌氧消化。厌氧微生物有产酸菌和甲烷菌。产酸菌能将糖类、脂肪、蛋白质等有机物先转变为低级脂肪酸、醇和酮，甲烷菌进一步把它们转变为甲烷和二氧化碳。为了保证厌氧消化的正常进行，必须将温度、pH及氧能还原电势维持在一定范围内，以保证微生物的正常活动。有机物经厌氧消化后生成的残渣可作农田肥料，陈胜的气体是有价值的能源 6。5.3 造纸废水处理中的常见问题及解决方法5.3.1常见问题 根据江苏王子制纸有限公司对造纸废水处理的实际运转来看，一般COD、BOD两项指标均能达到出水要求，但还存在一些问题有待改进，存在的主要问题有以下几个方面： （1）污泥膨胀 生物反应池中存在大量的丝状菌，导致出水SS有时过高、有时很低的现象，并造成活性污泥流失。 （2）泡沫生物反应池表面积累了大量的泡沫，这些泡沫随风飘扬，影响厂内和周围环境，并且导致污泥流失。 （3）曝气器堵塞由于造纸废水中存在着大量的短小纤维，在其中某些曝气器损坏需维修时，因关闭进气而导致含有短小纤维的废水进入空气管道，导致微孔曝气器堵塞，从而影响厂内的正常运行。因此，在工艺及设备选择时，因针对上述现象采取适当措施，避免出现类似情况发生，以确保处理水质达标和厂内的正常运行。5.3.2原因及解决方法 （1）污泥膨胀活性污泥是菌胶团细菌和丝状菌的共生系统，丝状菌和菌胶团细菌平衡生长时不会发生膨胀问题。当丝状菌的生长超过菌胶团细菌时，就会出现污泥膨胀问题。采用选择器主要是解决活性污泥膨胀问题。生物选择器即在曝气池前增加1个停留时间不大于30min的反应池，利用两种菌类不同的生长速率选择性地培养和发展菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌。根据选择器内部的运转条件不同，选择器可分为好氧选择器、厌氧选择器和缺氧选择器。根据有关造纸废水试验介绍，宜采用好氧选择器。 （2）泡沫消除形成泡沫的因素很多，泡沫的消除可通过定期投加消泡剂等措施予以解决。 （3）微孔曝气器堵塞微孔曝气器的堵塞可分为内部堵塞和外部堵塞2种，内部堵塞是由于不清洁的空气进入而引起的，如空气过滤器未能彻底过滤细小灰尘，钢制空气管道内部锈蚀，鼓风机漏油等造成曝气器堵塞，外部堵塞主要发生在因部分曝气器损坏需维修时因关闭空气管道，致使污泥以及废水中的短小纤维进入空气管道，从而引起曝气器堵塞。针对上述因素，可以采取如下措施来防止曝气器堵塞，首先从源头做起，加强空气净化，可通过设置2道空气过滤器来消除因空气不洁造成的曝气器堵塞现象，其次，采用铸铁管等其他管道代替钢管，解决因管道锈蚀，铁锈进入曝气器而引起的堵塞问题。至于短小纤维引起的曝气器堵塞，可通过加强预处理，使短小纤维在废水进入生物处理构筑物以前去除。5.4 国外造纸废水治理的经验5.4.1瑞典瑞典是造纸工业发达的国家之一，在上世纪70年代制定的“制浆造纸环境治理计划(SSVL)”中，明确规定“该计划必须主要考虑工厂内部的措施，亦即按工序地降低来自各加工过程的污染负荷，但对排水的厂外治理也需注意”。该计划提出的八条措施是：蒸煮-洗涤-筛选系统的封闭；研究降低漂白过程污染物排放量的可能性；研究蒸煮后洗涤和筛选过程降低木素排放量的可行性方法及探索依靠再循环以减少筛选过程耗水量的方法；防止临时性和事故性排放；研究处理从制浆造纸过程排放的各种废渣并使之无害化的可能性；探索通过水的再循环，减少耗水量和纤维排放的各种方法$研究通过生化和化学处理使浆厂和纸厂排放物无害化的可能性并对费用作出估计；研究降低排入大气的的臭气粉尘和SO2排放量的方法和途径。5.4.2美国美国从上世纪50年代就已经开始进行工业废水的厂外治理。到上世纪70年代初期，80%以上的造纸厂，都有了厂外治理的装置美国环保局为了执行其1977年造纸排放标准，推荐了以废水生化处理为基础，同时指出：“进行综合的厂内控制再加生化处理可能更经济”的“目前可利用的最佳实用控制技术(BPCTCA)”。因此，将重点放在厂内的控制上面，做到厂内防治与厂外治理相结合9。5.5造纸废水治理的新趋势5.5.1膜技术采用膜技术进行各种工业废水的处理，是目前的一个研究热点和难点，在我国也取得了一定的成果。黄江丽等采用0.8m微滤(MF)与50nm超滤(UF)无机陶瓷膜组合工艺对造纸废水进行了处理，在温度为15、压力为0.1MPa的操作条件下，0.8m膜对比COD去除率为30%45%，50nm膜对COD去除率为55%57%。5.5.2人工湿地处理技术 所谓人工湿地是指通过模拟天然湿地的结构与功能，选择一定的地理位置与地形，根据需要人为设计与建造的湿地。人工湿地对造纸废水具有较强的有机物去除能力，主要是通过湿地床的物理截留沉淀和生物吸收降解作用来去除有机物。一方面，造纸废水中的不溶性有机物通过湿地床中填料床的沉淀、过滤等物理沉积作用很快地被截留下来，并可为部分兼性或厌氧微生物所利用；另一方面，废水中的溶解性污染物，则通过植物根系及填料表面生物膜的吸附、吸收及生物代谢作用而被降解去除。造纸废水中大部分有机物最终被异养微生物转化为微生物体及CO2和H2O这些新生的有机体通过填料定期更换，最终从湿地系统去除我国已有造纸厂采用人工湿地处理技术处理废水，并取得了好的效果10。6 实施清洁生产 所谓“清洁生产”是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用方法和措施，其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。清洁生产是对生产过程和产品实施综合预防的战略，通过改变传统的工业发展模式、贸易模式、消费模式，以达到工业在环境可以承受的限度内发展。清洁生产的中心含义就是以节能、降耗、减污、增效为目标，以科学技术和科学管理为手段，实施工业生产全过程控制，使污染物的产生量和排放量都减少到最低限度，不断提高企业的综合利益。同时对人体和环境无害的绿色产品的生产亦将随着可持续发展进程的升入而日益成为今后产品生产的主导方向11。6.1制浆造纸行业清洁生产评价指标制浆造纸行业清洁生产评价指标基准是从国内已经做过清洁生产审核示范企业的清洁生产省和报告收集的数据，参考了国内外现有的统计资料和行业手册而整理的得到的，清洁生产指标及其权重值见表5. 表5 清洁生产指标及其权重值评价指标权重值评价指标权重值原材料指标（1）毒性 7资源指标（1）能耗 8（2）生态影响 6（2）水耗 15（3）可再生性 4 小计23（4）能源强度 4污染物排放指标（1）废水排放量11（5）可回收利用性 4（2）COD排放量9 小计 25（3）BOD排放量8