造紙工業生產分為兩個主要工藝階段，即製漿和抄紙。製漿是把植物原料中的纖維分離 出來，製成漿料，再經漂白；抄紙則是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘乾、製成紙張。這兩項工藝都耗用大量的水。在中國，生產1噸紙約需水100噸（木漿）至400噸（草漿），其中大部分作為廢水 排出。
基本介紹
- 中文名：造紙工業廢水處理
- 外文名：Paper industry wastewater treatment
- 拼音：zaozhigongyefeishuichuli
- 作用：環保
- 學科：環境科學
- 工藝：製漿和抄紙
簡介,黑液處理,方法,制銨肥法,制磷肥法,電滲析法,漂白廢水處理,物理法,生物法,化學法,白水處理,
簡介
造紙工業生產分為兩個主要工藝階段，即製漿和抄紙。製漿是把植物原料中的纖維分離出來,製成漿料,再經漂白；抄紙則是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘乾、製成紙張。這兩項工藝都耗用大量的水。在中國,生產1噸紙約需水100噸（木漿）至400噸（草漿），其中大部分作為廢水排出。造紙廢水中含 BOD（生化需氧量）和SS（懸浮物）濃度很高，並含有大量化學藥品和雜質。
製漿產生的廢水，污染最為嚴重。洗漿時排出廢水呈黑褐色，稱為黑液。每生產1噸紙漿，排出10波美度(10°Be′)的黑液約10噸。黑液中的污染物濃度很高，BOD高達5000～40000毫克/升，纖維總量有時高達產品總量15%以上。還含有大量無機鹽和色素。漂白工序排出的廢水中也含有酸、鹼等物質。在抄紙工藝中，抄紙機前端排出的廢水，稱為白水，其中含有大量纖維和在生產過程中添加的填料和膠料，大多是有用物質。黑液和白水是造紙工業的主要廢水。
製漿產生的廢水，污染最為嚴重。洗漿時排出廢水呈黑褐色，稱為黑液。每生產1噸紙漿，排出10波美度(10°Be′)的黑液約10噸。黑液中的污染物濃度很高，BOD高達5000～40000毫克/升，纖維總量有時高達產品總量15%以上。還含有大量無機鹽和色素。漂白工序排出的廢水中也含有酸、鹼等物質。在抄紙工藝中，抄紙機前端排出的廢水，稱為白水，其中含有大量纖維和在生產過程中添加的填料和膠料，大多是有用物質。黑液和白水是造紙工業的主要廢水。
黑液處理
廣泛採用的黑液處理方法是燃燒法，以回收氫氧化鈉、硫化鈉、硫酸鈉以及同有機物結合的其他鈉鹽。首先用真空洗漿機或壓力洗漿機把黑液從蒸煮後的漿料中提取出來，經過3效至5效蒸發器，將黑液蒸發濃縮至固體含量達45%以上，然後送入燃燒爐。在燃燒爐中，加入硫酸鈉，在1100℃溫度下燃燒。燃燒的作用在於繼續蒸發黑液中水分，促使黑液中鈉鹽遇熱分解。在燃燒爐中，有機物和空氣混合燃燒，無機物成為熔融物。有機雜質分解如下：
NaOR+O2──→Na2O+CO2+H2O
Na2O+CO2──→Na2CO3式中R是有機基團，H和C是R燃燒產生的。硫酸鹽與碳反應還原成硫化鈉：
Na2SO4+2C──→Na2S+2CO2黑液燃燒後的熔融物可溶於水中，溶液稱為綠液，主要成分為碳酸鈉。在綠液中加入石灰進行苛化，得氫氧化鈉：
Ca(OH)2+Na2CO3──→2NaOH+CaCO3↓這種方法適用於處理以木材為原料的鹼法造紙廢水，而不適用於處理以草類纖維為原料的造紙廢水。草類原料的纖維細小，半纖維素含量高，又含有矽。因纖維細小，提取黑液時耗水量大；在蒸發時，矽酸鹽會結垢，使傳熱係數下降，甚至堵塞管路。草漿黑液較為粘稠，蒸發後不易達到燃燒所需濃度，需增加輔助燃料。矽酸鈉熔點(1088℃)比碳酸鈉熔點(874℃)高，會促使碳酸鈉大量揮發。另外在碳酸鈉苛化時，由於所形成的矽酸鈉的干擾，碳酸鈣不易下沉，降低了苛化效率。因此，草漿黑液還不能廣泛利用。
NaOR+O2──→Na2O+CO2+H2O
Na2O+CO2──→Na2CO3式中R是有機基團，H和C是R燃燒產生的。硫酸鹽與碳反應還原成硫化鈉：
Na2SO4+2C──→Na2S+2CO2黑液燃燒後的熔融物可溶於水中，溶液稱為綠液，主要成分為碳酸鈉。在綠液中加入石灰進行苛化，得氫氧化鈉：
Ca(OH)2+Na2CO3──→2NaOH+CaCO3↓這種方法適用於處理以木材為原料的鹼法造紙廢水，而不適用於處理以草類纖維為原料的造紙廢水。草類原料的纖維細小，半纖維素含量高，又含有矽。因纖維細小，提取黑液時耗水量大；在蒸發時，矽酸鹽會結垢，使傳熱係數下降，甚至堵塞管路。草漿黑液較為粘稠，蒸發後不易達到燃燒所需濃度，需增加輔助燃料。矽酸鈉熔點(1088℃)比碳酸鈉熔點(874℃)高，會促使碳酸鈉大量揮發。另外在碳酸鈉苛化時，由於所形成的矽酸鈉的干擾，碳酸鈣不易下沉，降低了苛化效率。因此，草漿黑液還不能廣泛利用。
方法
制銨肥法
黑液含鹼量大，一般pH值在10以上。在黑液中加入廢酸，把pH值調至1～2，然後加氨中和到中性，即為胡敏酸胺，其中含氨1%左右，呈液態，用作農肥，肥效高而持久，並能增進土壤疏鬆。這種處理方法投資少而收效大，簡單易行。
制磷肥法
將黑液蒸發濃縮至25波美度濃度，使其與磷石、鉀石一起在1100℃溫度下燃燒，利用黑液中部分熱量和在高溫燃燒時生成的碳酸鈉，燒製成磷肥。這種磷肥的肥效較好。此法設備投資較大，黑液中的某些有用成分也不能回收。
電滲析法
從60年代起，中國開始用電滲析法綜合利用鹼法製漿黑液的試驗研究，鹼的回收率可達70%以上；有機陰離子在陽極反應,逐漸氧化成為有機酸類；木質素沉澱下來可以回收利用。
經脫鹼和分離木質素後的黑液，可調整pH值，並加氨水中和，成為胡敏酸胺。這種方法能回收利用黑液中大量有用物質，又不產生新的廢物，但是電耗過大，回收1噸燒鹼約耗電5000千瓦小時。
經脫鹼和分離木質素後的黑液，可調整pH值，並加氨水中和，成為胡敏酸胺。這種方法能回收利用黑液中大量有用物質，又不產生新的廢物，但是電耗過大，回收1噸燒鹼約耗電5000千瓦小時。
漂白廢水處理
紙漿一般要進行三段漂白工藝。在氯化段，產生酸性廢水；在鹼處理段，產生鹼性廢水；在漂白段，產生氧化物廢水。這些廢水可與抄紙機廢水混合一起處理。主要處理方法有：
物理法
通過過濾、沉澱、上浮等方法，主要去除廢水中固體懸浮物如木節、樹皮、漿碴、纖維、填料、膠料和塗料等。一般可去除懸浮物80%以上，去除 COD（化學需氧量）50%左右。
生物法
化學法
採用中和、氧化脫臭等。中和處理常用在澄清前調節pH值，使漂白廢水滿足生物法處理所需條件。也可在廢水排放前進行中和以達到排放要求。漂白廢水常在生物處理前段或後段進行脫臭、脫色等處理。
此外還有吸附和凝聚法，用以脫色，去除懸浮物和膠體物質。如利用石灰、活性炭或混凝沉澱法脫色，並可去除大量有機物。某些國家也採用反滲透、超過濾、電滲析以及離子交換等處理法。
此外還有吸附和凝聚法，用以脫色，去除懸浮物和膠體物質。如利用石灰、活性炭或混凝沉澱法脫色，並可去除大量有機物。某些國家也採用反滲透、超過濾、電滲析以及離子交換等處理法。
白水處理
抄紙產生的廢水是在抄紙機的案輥部分由稀釋紙漿分離出的水（白水），含有大量紙漿纖維以及高嶺土、滑石粉等填料和松香膠料。白水可以直接送回紙漿稀釋槽重複利用，水和原料都有利用價值。吸水箱吸出的廢水和壓榨出的廢水，所含各種成分和纖維都低於白水，可以送到打漿機回用，或用分離法回收其中的纖維、填料。分離的方法是先用篩網過濾，再用沉澱、氣浮法處理。這種方法可使懸浮物降低到15～20ppm，纖維回收率達90%以上，處理水可回用。
酸法造紙的廢水呈酸性，所含BOD高，色濃,含有戌糖、己糖、木質素等。木漿廢水可經中和後發酵，利用其中糖類製造酒精，每噸廢水可制酒精1公斤左右。也可把廢水濃縮後直接製成粘合劑（如葦草製漿廢水）、分散劑、鞣劑，或加工提取飼料酵母、硫代木質素、香蘭素等副產品。這些方法的經濟效果還不理想，技術上還有問題，未能推廣。各國一般是採用燃燒法回收熱量和化學藥品如鎂鹽等。造紙工業廢水的處理應主要著眼於提高循環用水率，減少用水量和廢水排放量，同時也應積極探索各種可靠、經濟和能夠充分利用廢水中有用資源的完善處理手段。
酸法造紙的廢水呈酸性，所含BOD高，色濃,含有戌糖、己糖、木質素等。木漿廢水可經中和後發酵，利用其中糖類製造酒精，每噸廢水可制酒精1公斤左右。也可把廢水濃縮後直接製成粘合劑（如葦草製漿廢水）、分散劑、鞣劑，或加工提取飼料酵母、硫代木質素、香蘭素等副產品。這些方法的經濟效果還不理想，技術上還有問題，未能推廣。各國一般是採用燃燒法回收熱量和化學藥品如鎂鹽等。造紙工業廢水的處理應主要著眼於提高循環用水率，減少用水量和廢水排放量，同時也應積極探索各種可靠、經濟和能夠充分利用廢水中有用資源的完善處理手段。
