造纸厂污水处理工艺设计及其特点

姚小元

摘 要：通过某造纸厂的研究，分析近期造纸废水的主要特点，对污水的污染进行研究，从而能够通过对国内外的杂质行业的废水处理技术进行分析，得出一套可行的造纸厂污水处理的方案。

关键词：废水处理；污水特点；处理工艺

纸在我们的生活中发挥的重要的作用，是人们生活和工作中必不可少的。现在，随着社会经济的发展，造纸行业的发展是非常得迅速的，但是，造纸行业也会对环境造成严重的污染。通过对最近这几年造纸行业的污染的分析，可以看出造纸行业的污水排量占整个污水排放量的十分之一，造纸产生的工业废水引起了人们的关注。

1 造纸厂污水的主要来源

在造纸的过程中，制浆时产生纤维的分离，从而导致污水，在漂白和稀释的过程中，会将大量的纤维和色素等渗透到水中，形成黑水。纸在漂白的过程中会产生很多纤维素，这些物质在水中是很难溶解的，在造纸时会产生大量的胶料废水。

2 造纸厂污水的主要污染类型

造纸厂产生的污水中含有大量的悬浮物，这些悬浮物有的是可沉降的，有的是不可沉降的，还有一些有机物会直接排放到水中，如糖类物质和乙酸等。污水中还含有大量的碱性物质，这些物质中的pH值非常高。

我国的造纸厂一般采用的是碱法制浆的方法，这样就会产生大量的黑水，这些黑水占整个污水的90%以上。黑水中的主要成分是木质素和总碱。木质素是一种高分子物质，其在水中是很难溶解的。造纸厂产生的废水的物质含量非常得复杂，因为在造纸时使用的原料的种类是比较多的，在废水中还会含有大量的悬浮物质，这些物质包括树皮和草屑等。

在造纸行业的废水中，含有大量的化学物质，这些物质都有大量的毒性，而且这些物质具有沉淀的特点，容易挥发，这些有毒的物质进入到水中，通过微生物的分解后，水体中的溶解氧的含量就会降低，水中的含氧量就会减少，导致水中大量鱼类的死亡。当水中的溶解氧全部都消耗殆尽的时候，水中的有机物就会生成甲烷，水体就会发出异味，使生态平衡遭到破坏。

造纸厂产生的污水会对人体产生很大的危害，这些污水中含有大量的重金属物质，而且很多化学物品在污水中不会失效，对人体和环境产生很大的危害。如果造纸厂具有河流比较近，那么就会导致大量的废水直接排放到河流中，人们在喝了这些污染的水后对身体造成很大的危害，所以造纸厂尽量不要建设在河流的附近。造纸的原料一般为草杆和木浆，这些原料在废水中不易溶解，会形成大量的工业废水，在纸漂白的过程中，会形成很多的悬浮物质，很难分解，这些悬浮物会导致水环境的恶化，使水的颜色发生变化。这些悬浮物会将河道阻塞，导致水生生物不能正常的繁殖，使渔业的生产效率下降。

3 造纸厂废水的处理方法

3.1 化学法

化学法主要是应用化学药品，能够将溶液的pH值进行调节，使废水的颜色正常，能够将废水中的耗氧量降低，减少固体悬浮物。

（1）氧化还原法

氧化还原法能够将污水中大量的有机物去除，通过加入氧化剂的方法，在化学反应发生时会产生电子的转移，将有害的物质转化成无害的物质。造纸厂的废水中懂得有机物会使污水产生颜色的变化，而且会出现异味，通过氧化还原法能够将这些问题去除。在污水中含有大量的重金属，也可以通过氧化还原反应使其转化成气体。氧化剂主要有氯气和漂白粉。还原法主要是处理污水中的汞元素的，可以将硫酸亚铁作为还原剂对汞元素进行处理。

（2）臭氧化分解法

氧化分解法是将污水中的有机物转化成无机物，将有毒的物质转化成无毒的物质。人们在使用臭氧作为氧化剂的时候，在对木素和纤维素进行分解时，其选择性是比较差的，在发生反应的过程中，氧元素反应中能够对分解发色基团进行选择。运用臭氧分解法直接能够对麦草浆黑水进行处理，但是，如果木素的含量过高，臭氧分解法就不能达到很好地效果。

（3）光催化氧化法

光催化氧化法是在一定的光照条件下进行的，使污水中的有机物与氧元素发生反应，从而能够将有机物转化成无机物的方法。在紫外光照射的条件下，会生成自由基，这种自由基的氧化性是很强的，能够将所有的氧化物都分解成一氧化碳和水，能够将污水中的有機物全部去除，在对有机物降解的过程中，其效果好，效率高，在使用时也不会产生重复性的污染。运用水解的方法制成氧化锡，其能够吸收更多的紫外光，在此基础上，能够提高光催化分解的效果，能够将有机物吸附。

在化学法处理造纸厂污水的方法中，除了养护分解法、光催化氧化法，还要超声空化法、临界值水养法等。

3.2 物化法

物化法中主要采用的方法有混凝法、吸附法和膜分离的方法。

（1）混凝法

在造纸厂的污水中含有大量的颗粒，这些颗粒由于具有很好地吸附作用，所以其表面是带电的。混凝法能够借助铝元素、铁元素和钙元素以及酰胺等高分子化合物，能够使之与污水只能够的悬浮物发生发生，将污水中的有机物中和，使污水中胶体粒子的电位降低，通过吸附的方法能够将污水中的颗粒污物沉淀，起到洁净污水的效果。现在，很多新型的无机化学混凝剂开始研发出来，人们可以运用聚合铝和聚合贴制作出无机混凝剂，另外，很多高分子混凝剂也开始投入使用。在使用混凝法处理造纸厂污水的过程中，也可以运用很多化学的药剂起到辅助的作用，将无机絮凝剂与有机絮凝剂结合在一起使用，能够使污水处理的效率更高。而且在相对分子质量较高的有机絮凝剂中，增加阳离子的数量，能够提高污水处理的效率。运用阳离子聚丙烯酰胺和聚合氯化铝一同使用处理污水，其去污率能够达到80%以上，透过率能够达到90%以上，而且在浓度比较高的污水下层，絮体是比较大的。

（2）吸附法

吸附法是借助物理方法，实现离子的交换，从而能够将污水中的污染物通过吸附和替换的方法，起到洁净的效果。一般使用的吸附剂有活性炭等，吸附法是实现离子的交换，在吸附的过程中，借助若阴离子树脂，能够提高污水处理的效果。一般是在酸性值比较大的污水中使用这种方法，在造纸厂进行漂白工艺的过程中，这种方法能够起到很好地污水过滤的效果。在污水处理的过程中，可以先运用吸附法进行处理，从而能够将污水中大量的悬浮物清除，防止这些悬浮物使吸附的孔隙发生阻塞问题。但是，吸附法使用过程中会消耗大量的成本，吸附剂是不具有再生性的，如果污水中污染物的浓度过高，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处理和深度处理中的。

（3）膜分离法

膜分离法是一种新型的废水处理的方法，其处理方法是将污水放入到膜过滤器中，使其流过膜的表面，污水在与膜的表面接触的过程中，溶液可以直接通过过滤膜，但是那些污物就会分离出来。这种方法在对污水中的硫酸盐木浆进行处理的效果比较好，木浆的粒度是比较大的，通过膜分离的方法能够直接将其分解出来，能够使污水的颜色恢复正常，而且能够将污水中的固体全部去除，一般不需要二次处理。而且经过污水处理的渗透液还能够回收利用，这类装置的成本是比较低的，而且操作简单。

（4）离子交换法

离子交换法是采用固相离子，其重要作用是发挥交换剂的作用，使污水与具有相同电性的离子反应，从而能够产生离子的置换，将污水中的污染物质分离。

3.3 物理法

物理法是运用物理作用的方法，将污水中不能溶解的物质去除，而且能够将那些具有耗氧作用的污物去除，使污水的颜色恢复正常。在造纸厂废水处理的过程中，也可以借助现为促进剂的方法将污水中的固体颗粒去除，将污水中大量的纤维回收。可以采用气浮法、过滤法和挤压法等、气浮法能够使将空气以微小的气泡的形式注入到污水中，从而能够使气泡吸附污染物，然后气泡就会浮出水面，将水面上的污物清除即可。然后这些污物会以浮泡渣的形式存在，通过化学方法将其分析就可以达到效果。这种方法在污水处理中，一般可以对污水中的细小颗粒进行处理，如果污水中污染物的浓度过大，那么处理效果也是达不到要求的。现在，我国造纸厂在进行污水处理时一般使用的方法是浅层气浮法，制作了浅层气浮净水器，能够将造纸厂中产生的白水进行很好地处理。通过对造纸厂采用浅层气浮法清理污水的效果进行分析，可以发现这种方法能够借助混凝剂和絮凝剂的使用，提高污物的去除效果。浅层气浮法主要是运用于白水的处理中，成本低，效果好，在使用的过程中不会出现问题，具有较好的可行性，是一种比较可靠的污水处理设备。

的是对大颗粒的污物的处理，如果要对污水进行进一步的净化，还需要进行二次处理。

3.4 生化法

生化法是借助微生物降解的方法，从而能够使有机物转化成无机物，在污水的处理中，使大量的微生物繁殖，为微生物的生长和繁殖创造良好的条件，从而能够提高有机物分解的效率。按照微生物使用的方法进行分类，其主要可以分为耗氧法、厌氧法和生物酶法。

（1）耗氧法

耗氧法，顧名思义，是借助耗氧微生物进行污水的处理，是在有氧气的环境下，通过讲解代谢的方法，将污水中的有机物去除，一般来说，经常使用的好氧处理方法有活性炭法、生物膜法和生物接触氧化的方法。在这些方法的基础上，对活性污泥的改进方法还可以借助序列活性污泥法，这种方法与传统的方法相比，其反应的原理是差不多的，但是操作方法上存在差异。序列活性污泥法主要运用的是间歇性起爆的方法，在反应池中进行污水的处理，先将污水与微生物反应，然后使污染物质发生沉淀，最后运用排水的方法将处理好的污水排除，将那些沉淀的污染物质清除。这种方法与其他的污水处理方法相比，其运用的设备只有反应池，设备的处理是比较简单的，而且设备比较小，不会占据太多的空间，能够减少造纸厂在污水处理方面的开支。而且设备在运行的过程中成本非常低，污水处理的效果非常好。这种方法主要是适用于在负荷变动的情况下，能够减少污泥的膨胀，而且，这种方法在起爆池中使用，能够防止一些细菌的滋生，具有明显的优势。

（2）厌氧法

厌氧法是在没有氧气的条件下，通过微生物分解的方式将造纸厂产生的污水清除的方法，厌氧的细菌能够从分子中获得能量，但是这种方法在使用时对环境的要求是比较高的，但是在使用时效果更好，能够使造纸厂获得更多的经济效益，所以，其在造纸厂中得到了广泛地应用。现在研发的方法主要有厌氧塘法、厌氧流动床法、厌氧膨胀床法等，这些方法都可以使污水中的有机物形成颗粒状的污泥，然后达到清除的效果。

4 结语

造纸厂产生的污水量是非常多的，所以，在处理造纸厂产生的污水的时候，可以采用物理方法和化学方法结合，达到更好的处理效果，而且还可以通过微生物分解的方法，提高污水处理的效率。

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