造紙廠污水處理工藝設(shè)計及其特點

姚小元

摘 要：通過某造紙廠的研究，分析近期造紙廢水的主要特點，對污水的污染進行研究，從而能夠通過對國內(nèi)外的雜質(zhì)行業(yè)的廢水處理技術(shù)進行分析，得出一套可行的造紙廠污水處理的方案。

關(guān)鍵詞：廢水處理；污水特點；處理工藝

紙在我們的生活中發(fā)揮的重要的作用，是人們生活和工作中必不可少的?，F(xiàn)在，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，造紙行業(yè)的發(fā)展是非常得迅速的，但是，造紙行業(yè)也會對環(huán)境造成嚴重的污染。通過對最近這幾年造紙行業(yè)的污染的分析，可以看出造紙行業(yè)的污水排量占整個污水排放量的十分之一，造紙產(chǎn)生的工業(yè)廢水引起了人們的關(guān)注。

1 造紙廠污水的主要來源

在造紙的過程中，制漿時產(chǎn)生纖維的分離，從而導(dǎo)致污水，在漂白和稀釋的過程中，會將大量的纖維和色素等滲透到水中，形成黑水。紙在漂白的過程中會產(chǎn)生很多纖維素，這些物質(zhì)在水中是很難溶解的，在造紙時會產(chǎn)生大量的膠料廢水。

2 造紙廠污水的主要污染類型

造紙廠產(chǎn)生的污水中含有大量的懸浮物，這些懸浮物有的是可沉降的，有的是不可沉降的，還有一些有機物會直接排放到水中，如糖類物質(zhì)和乙酸等。污水中還含有大量的堿性物質(zhì)，這些物質(zhì)中的pH值非常高。

我國的造紙廠一般采用的是堿法制漿的方法，這樣就會產(chǎn)生大量的黑水，這些黑水占整個污水的90%以上。黑水中的主要成分是木質(zhì)素和總堿。木質(zhì)素是一種高分子物質(zhì)，其在水中是很難溶解的。造紙廠產(chǎn)生的廢水的物質(zhì)含量非常得復(fù)雜，因為在造紙時使用的原料的種類是比較多的，在廢水中還會含有大量的懸浮物質(zhì)，這些物質(zhì)包括樹皮和草屑等。

在造紙行業(yè)的廢水中，含有大量的化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)都有大量的毒性，而且這些物質(zhì)具有沉淀的特點，容易揮發(fā)，這些有毒的物質(zhì)進入到水中，通過微生物的分解后，水體中的溶解氧的含量就會降低，水中的含氧量就會減少，導(dǎo)致水中大量魚類的死亡。當(dāng)水中的溶解氧全部都消耗殆盡的時候，水中的有機物就會生成甲烷，水體就會發(fā)出異味，使生態(tài)平衡遭到破壞。

造紙廠產(chǎn)生的污水會對人體產(chǎn)生很大的危害，這些污水中含有大量的重金屬物質(zhì)，而且很多化學(xué)物品在污水中不會失效，對人體和環(huán)境產(chǎn)生很大的危害。如果造紙廠具有河流比較近，那么就會導(dǎo)致大量的廢水直接排放到河流中，人們在喝了這些污染的水后對身體造成很大的危害，所以造紙廠盡量不要建設(shè)在河流的附近。造紙的原料一般為草桿和木漿，這些原料在廢水中不易溶解，會形成大量的工業(yè)廢水，在紙漂白的過程中，會形成很多的懸浮物質(zhì)，很難分解，這些懸浮物會導(dǎo)致水環(huán)境的惡化，使水的顏色發(fā)生變化。這些懸浮物會將河道阻塞，導(dǎo)致水生生物不能正常的繁殖，使?jié)O業(yè)的生產(chǎn)效率下降。

3 造紙廠廢水的處理方法

3.1 化學(xué)法

化學(xué)法主要是應(yīng)用化學(xué)藥品，能夠?qū)⑷芤旱膒H值進行調(diào)節(jié)，使廢水的顏色正常，能夠?qū)U水中的耗氧量降低，減少固體懸浮物。

（1）氧化還原法

氧化還原法能夠?qū)⑽鬯写罅康挠袡C物去除，通過加入氧化劑的方法，在化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時會產(chǎn)生電子的轉(zhuǎn)移，將有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)。造紙廠的廢水中懂得有機物會使污水產(chǎn)生顏色的變化，而且會出現(xiàn)異味，通過氧化還原法能夠?qū)⑦@些問題去除。在污水中含有大量的重金屬，也可以通過氧化還原反應(yīng)使其轉(zhuǎn)化成氣體。氧化劑主要有氯氣和漂白粉。還原法主要是處理污水中的汞元素的，可以將硫酸亞鐵作為還原劑對汞元素進行處理。

（2）臭氧化分解法

氧化分解法是將污水中的有機物轉(zhuǎn)化成無機物，將有毒的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無毒的物質(zhì)。人們在使用臭氧作為氧化劑的時候，在對木素和纖維素進行分解時，其選擇性是比較差的，在發(fā)生反應(yīng)的過程中，氧元素反應(yīng)中能夠?qū)Ψ纸獍l(fā)色基團進行選擇。運用臭氧分解法直接能夠?qū)湶轁{黑水進行處理，但是，如果木素的含量過高，臭氧分解法就不能達到很好地效果。

（3）光催化氧化法

光催化氧化法是在一定的光照條件下進行的，使污水中的有機物與氧元素發(fā)生反應(yīng)，從而能夠?qū)⒂袡C物轉(zhuǎn)化成無機物的方法。在紫外光照射的條件下，會生成自由基，這種自由基的氧化性是很強的，能夠?qū)⑺械难趸锒挤纸獬梢谎趸己退?，能夠?qū)⑽鬯械挠袡C物全部去除，在對有機物降解的過程中，其效果好，效率高，在使用時也不會產(chǎn)生重復(fù)性的污染。運用水解的方法制成氧化錫，其能夠吸收更多的紫外光，在此基礎(chǔ)上，能夠提高光催化分解的效果，能夠?qū)⒂袡C物吸附。

在化學(xué)法處理造紙廠污水的方法中，除了養(yǎng)護分解法、光催化氧化法，還要超聲空化法、臨界值水養(yǎng)法等。

3.2 物化法

物化法中主要采用的方法有混凝法、吸附法和膜分離的方法。

（1）混凝法

在造紙廠的污水中含有大量的顆粒，這些顆粒由于具有很好地吸附作用，所以其表面是帶電的?；炷軌蚪柚X元素、鐵元素和鈣元素以及酰胺等高分子化合物，能夠使之與污水只能夠的懸浮物發(fā)生發(fā)生，將污水中的有機物中和，使污水中膠體粒子的電位降低，通過吸附的方法能夠?qū)⑽鬯械念w粒污物沉淀，起到潔凈污水的效果。現(xiàn)在，很多新型的無機化學(xué)混凝劑開始研發(fā)出來，人們可以運用聚合鋁和聚合貼制作出無機混凝劑，另外，很多高分子混凝劑也開始投入使用。在使用混凝法處理造紙廠污水的過程中，也可以運用很多化學(xué)的藥劑起到輔助的作用，將無機絮凝劑與有機絮凝劑結(jié)合在一起使用，能夠使污水處理的效率更高。而且在相對分子質(zhì)量較高的有機絮凝劑中，增加陽離子的數(shù)量，能夠提高污水處理的效率。運用陽離子聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁一同使用處理污水，其去污率能夠達到80%以上，透過率能夠達到90%以上，而且在濃度比較高的污水下層，絮體是比較大的。

（2）吸附法

吸附法是借助物理方法，實現(xiàn)離子的交換，從而能夠?qū)⑽鬯械奈廴疚锿ㄟ^吸附和替換的方法，起到潔凈的效果。一般使用的吸附劑有活性炭等，吸附法是實現(xiàn)離子的交換，在吸附的過程中，借助若陰離子樹脂，能夠提高污水處理的效果。一般是在酸性值比較大的污水中使用這種方法，在造紙廠進行漂白工藝的過程中，這種方法能夠起到很好地污水過濾的效果。在污水處理的過程中，可以先運用吸附法進行處理，從而能夠?qū)⑽鬯写罅康膽腋∥锴宄?，防止這些懸浮物使吸附的孔隙發(fā)生阻塞問題。但是，吸附法使用過程中會消耗大量的成本，吸附劑是不具有再生性的，如果污水中污染物的濃度過高，吸附法是起不到良好的效果的。吸附法一般是用于污水的二次處理和深度處理中的。

（3）膜分離法

膜分離法是一種新型的廢水處理的方法，其處理方法是將污水放入到膜過濾器中，使其流過膜的表面，污水在與膜的表面接觸的過程中，溶液可以直接通過過濾膜，但是那些污物就會分離出來。這種方法在對污水中的硫酸鹽木漿進行處理的效果比較好，木漿的粒度是比較大的，通過膜分離的方法能夠直接將其分解出來，能夠使污水的顏色恢復(fù)正常，而且能夠?qū)⑽鬯械墓腆w全部去除，一般不需要二次處理。而且經(jīng)過污水處理的滲透液還能夠回收利用，這類裝置的成本是比較低的，而且操作簡單。

（4）離子交換法

離子交換法是采用固相離子，其重要作用是發(fā)揮交換劑的作用，使污水與具有相同電性的離子反應(yīng)，從而能夠產(chǎn)生離子的置換，將污水中的污染物質(zhì)分離。

3.3 物理法

物理法是運用物理作用的方法，將污水中不能溶解的物質(zhì)去除，而且能夠?qū)⒛切┚哂泻难踝饔玫奈畚锶コ?，使污水的顏色恢?fù)正常。在造紙廠廢水處理的過程中，也可以借助現(xiàn)為促進劑的方法將污水中的固體顆粒去除，將污水中大量的纖維回收?？梢圆捎脷飧》ā⑦^濾法和擠壓法等、氣浮法能夠使將空氣以微小的氣泡的形式注入到污水中，從而能夠使氣泡吸附污染物，然后氣泡就會浮出水面，將水面上的污物清除即可。然后這些污物會以浮泡渣的形式存在，通過化學(xué)方法將其分析就可以達到效果。這種方法在污水處理中，一般可以對污水中的細小顆粒進行處理，如果污水中污染物的濃度過大，那么處理效果也是達不到要求的?，F(xiàn)在，我國造紙廠在進行污水處理時一般使用的方法是淺層氣浮法，制作了淺層氣浮凈水器，能夠?qū)⒃旒垙S中產(chǎn)生的白水進行很好地處理。通過對造紙廠采用淺層氣浮法清理污水的效果進行分析，可以發(fā)現(xiàn)這種方法能夠借助混凝劑和絮凝劑的使用，提高污物的去除效果。淺層氣浮法主要是運用于白水的處理中，成本低，效果好，在使用的過程中不會出現(xiàn)問題，具有較好的可行性，是一種比較可靠的污水處理設(shè)備。

的是對大顆粒的污物的處理，如果要對污水進行進一步的凈化，還需要進行二次處理。

3.4 生化法

生化法是借助微生物降解的方法，從而能夠使有機物轉(zhuǎn)化成無機物，在污水的處理中，使大量的微生物繁殖，為微生物的生長和繁殖創(chuàng)造良好的條件，從而能夠提高有機物分解的效率。按照微生物使用的方法進行分類，其主要可以分為耗氧法、厭氧法和生物酶法。

（1）耗氧法

耗氧法，顧名思義，是借助耗氧微生物進行污水的處理，是在有氧氣的環(huán)境下，通過講解代謝的方法，將污水中的有機物去除，一般來說，經(jīng)常使用的好氧處理方法有活性炭法、生物膜法和生物接觸氧化的方法。在這些方法的基礎(chǔ)上，對活性污泥的改進方法還可以借助序列活性污泥法，這種方法與傳統(tǒng)的方法相比，其反應(yīng)的原理是差不多的，但是操作方法上存在差異。序列活性污泥法主要運用的是間歇性起爆的方法，在反應(yīng)池中進行污水的處理，先將污水與微生物反應(yīng)，然后使污染物質(zhì)發(fā)生沉淀，最后運用排水的方法將處理好的污水排除，將那些沉淀的污染物質(zhì)清除。這種方法與其他的污水處理方法相比，其運用的設(shè)備只有反應(yīng)池，設(shè)備的處理是比較簡單的，而且設(shè)備比較小，不會占據(jù)太多的空間，能夠減少造紙廠在污水處理方面的開支。而且設(shè)備在運行的過程中成本非常低，污水處理的效果非常好。這種方法主要是適用于在負荷變動的情況下，能夠減少污泥的膨脹，而且，這種方法在起爆池中使用，能夠防止一些細菌的滋生，具有明顯的優(yōu)勢。

（2）厭氧法

厭氧法是在沒有氧氣的條件下，通過微生物分解的方式將造紙廠產(chǎn)生的污水清除的方法，厭氧的細菌能夠從分子中獲得能量，但是這種方法在使用時對環(huán)境的要求是比較高的，但是在使用時效果更好，能夠使造紙廠獲得更多的經(jīng)濟效益，所以，其在造紙廠中得到了廣泛地應(yīng)用。現(xiàn)在研發(fā)的方法主要有厭氧塘法、厭氧流動床法、厭氧膨脹床法等，這些方法都可以使污水中的有機物形成顆粒狀的污泥，然后達到清除的效果。

4 結(jié)語

造紙廠產(chǎn)生的污水量是非常多的，所以，在處理造紙廠產(chǎn)生的污水的時候，可以采用物理方法和化學(xué)方法結(jié)合，達到更好的處理效果，而且還可以通過微生物分解的方法，提高污水處理的效率。

參考文獻：

[1]李明朗.南寧造紙廠污水處理工藝設(shè)計及其特性[J].環(huán)境保護，2011，08：22-24.

[2]黃君來.青州造紙廠污水處理工程鼓風(fēng)機房設(shè)備與工藝的設(shè)計優(yōu)化[J].煤炭工程，2009，10：24-25.

[3]魏忠慶.泰寧縣污水處理廠工程處理工藝設(shè)計特點[J].中國市政工程，2010，01：52-53+95.

[4]郭淑琴，胡大衛(wèi)，王宏.天津市咸陽路污水處理廠工藝設(shè)計及特點分析[J]. 給水排水，2012，10：5-8.

[5]蒙美進.采油污水一體化處理工藝和設(shè)備設(shè)計及其應(yīng)用[J].工業(yè)水處理，2015，07：89-91+95.