水是各个行业最重要的关注点之一。因此，供应、净化和回收水是必要的。由于造纸和纸板行业在生产过程中对水的高消费以及生产废水的污染，这个行业一直备受关注。

造纸行业废水的特征：

有毒性

生产废水的COD值高

化学污染物的种类和质量多样性（约有 250 种化学物质，包括树脂酸、重金属、氰化物、酚类等…）

需要指出的是，在造纸的不同阶段，包括制浆、浆料清洗、筛分和造纸，最主要的污染源是在制浆阶段产生的，主要包括氯化物和有机物。

在全面审查环境法规和识别污染物类型后，选择最适合造纸和纸板行业的废水处理系统。实际上，所有的废水处理方法都是为了减少污染负荷而设计的，但重要的是选择最佳和最合适的方法。

在造纸和纸板行业的生物处理过程中，最重要的处理阶段是中和过程。因为高 pH 值会影响细菌的生长。之后，通过初步沉淀去除废水中的悬浮物和固体，并通过不同阶段的处理降低其浑浊度和颜色。

一般来说，生物处理、化学氧化、絮凝、离子交换过程和表面吸附过程是造纸行业废水处理中的重要步骤。

造纸行业废水处理中的主要参数：

在审查该行业的不同废水处理方法之前，我们将关注一些评估处理后废水的主要参数。最主要的指标之一是生物需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）。如果处理后的废水中 BOD 和 COD 超过标准值，进入河流、泉水和其他水体，将消耗水中溶解氧，从而危及水生动物和植物的生命。下一个重要因素是颜色。

由于在造纸行业使用了各种染色和脱色工艺，废水中常见的污染物是染料和溶剂。这些化学和有机物质可能是高度有毒的，导致环境破坏和人类及其他生物的健康风险。另一个需要特别关注的重要指标是浑浊度和总悬浮固体（TSS）。废水中悬浮物的存在会干扰光线通过水的传播和水生生物的呼吸。去除这些污染物的方法通常比较简单，可以通过适当的工艺（沉淀、浮选、膜法等）去除。

其他参数：

在造纸行业废水处理中的一个主要担忧是稳定和耐受的化合物。这些有机物质不可生物降解，即使经过各种好氧或厌氧生物处理后仍然存在于废水中。去除这些物质需要采用适当的补充处理工艺（如补充氧化或电凝聚）。下一个参数是含硫化合物。与这些化合物相关的主要问题是与环境中存在的还原硫细菌反应的可能性。厌氧条件可能会导致产生有毒气体 H2S 和其他带有难闻气味的含硫化合物。另一个重要因素是盐和离子化合物。无机盐和如氯化钠等离子化合物的存在会导致接受水体的盐度增加和电导率上升。

造纸行业废水的来源和特征：

关于造纸行业废水的第一个重要点是它们在相互之间的多样性和差异性。由于工艺、材料和设备的多样性，以及所生产的产品，废水的特性在这一行业中非常广泛和不同。下图显示了该行业废水中主要的来源和常见污染物。

造纸过程的第一个步骤是浸泡木材和去皮。与其他阶段相比，这一步产生的废水污染较少。机械制浆的主要应用是生产那些通过机械方式分离木纤维的纸张（杂志和报纸）。

这一阶段的主要污染物是进入水中的悬浮物和溶解物，以及少量的 BOD 和 COD。在化学制浆过程中，大量的化学物质（如硫酸钠、树脂肥皂、脂肪酸）、悬浮物和溶解物进入废水流中，且大部分产生的废水与此阶段有关。回收和漂白阶段也会导致大量化学物质（如溶剂和清洁剂）、悬浮物和溶解物（如纸屑）进入废水流。

大多数处理系统的主要目标是实现以下三个目标：

去除悬浮物

去除溶解污染物

解决废水和产生的废水的毒性问题

通常，这项工作分为两个阶段。首先通过重力分离去除一些污染物，然后进行初步处理（使用澄清器和在某些情况下进行浮选）。第二阶段（次级处理）通常是通过生物方法处理废水。

初步处理：通过沉淀进行澄清

重力分离系统不仅依赖于污染物和液体的密度差异，还依赖于固体颗粒的大小（足够大）。通常通过形成较大的团块和增加沉淀速度来解决第二个问题。沉淀池可以非常简单，也可以是配备有刮板和污泥收集设备的储罐。刮板的任务是收集水面上的泡沫和其他轻质物质。

污泥收集设备也会持续将沉淀在储罐底部的物质引导到污泥收集系统。在某些沉淀系统中，使用挡板来引导流动并提供平稳的流动条件。正如预期的那样，造纸过程产生的初级污泥含有大量的纤维素和矿物质（碳酸钙和泥土）。

溶气浮选单元

除了沉淀，浮选也是造纸行业废水澄清的另一种方法。常用的系统是溶气浮选单元，或称为 DAF。正如下图所示，该设备将饱和空气的水流引入造纸过程产生的水中。当该流进入储罐时，极小的空气泡从溶解状态中释放出来并开始浮到水面。这些气泡将附着在它们上的固体物质一起带到水面。然后，这些固体物质通过刮板从系统中移除。

造纸行业废水处理

DAF 系统是处理含有大量固体物质的废水的最经济的方法之一（ 5000 – 300 毫克每升）。通过正确使用 DAF 系统以及合适的絮凝剂和凝聚剂，可以去除 80% 到 95% 的悬浮固体以及其他污染物，如墨水颗粒、亲脂物、胶体颗粒等。

次级处理：活性污泥

去除废水中有机物的最常用方法（已有超过 100 年的历史），包括曝气和将部分污泥返回到过程开始（系统入口），是活性污泥系统。下图是可能在该方法中使用的澄清单元的示意图。

在需要更高效率或没有足够空间用于重力澄清器的情况下，膜生物反应器（MBR）或其他具有移动或固定床的生物反应器可以替代。此外，在使用砂滤器分离污泥的情况下，微滤（MF）或超滤（UF）不会出现 MBR 系统的膨胀问题。此外，在生物过程中使用膜方法会使反应器在更高的干固物浓度下运行，从而减少产生的生物污泥量，并改善有机物的降解。这些因素导致水力停留时间的减少。

污泥浓缩

在造纸行业废水生物处理过程中产生的二次污泥主要由生物细胞和其分解产物组成，因此将其从水中分离非常困难。在这种污泥中，每个生物细胞都像一个充满水的气泡。弥补这些污泥在脱水能力不足的最常用方法之一是将二次污泥与主要由纤维材料组成的初级污泥混合。这将使混合液体具有更好的脱水能力。

有多种方法可以增加二次污泥中的固体含量。这使得运输更方便，使用更高效或更易于处理。这些方法包括从澄清器底部收集污泥（通过刮板）、使用各种压缩设备和离心机，其中最有效的是螺旋压榨机（MDSP）。

补充处理

在许多情况下，为了达到环境保护局设定的排放标准，需要使用补充处理方法。特别可以说，存在于造纸行业脱色和漂白过程中的色素和耐生物降解的化合物能够安全通过前两个处理阶段而不被去除。一些在这一领域使用的重要补充处理方法包括絮凝、活性炭吸附、先进氧化系统（补充）、膜技术、电凝聚等。

纸和纸板制造业的废水处理

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