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制浆造纸废水的来源与水质概述

                            制浆造纸废水的来源与水质概述
                    张惠萍 汤国龙  ( 武汉市第一轻工业学校430051)
    摘要:制浆造纸因其排水量大、污染物浓度高而在世界范围内受到广泛关注。了解制浆造纸废水的来源与水质,是治理废水污染,保护环境的前提。
    关键词:制浆造纸废水 来源 水质
    制浆是指利用化学方法、机械方法或是化学与机械结合的方法,使植物纤维原料离解变成本色纸浆或漂白纸浆的生产过程。造纸是指将纸浆抄造成纸产品的过程。
    制浆造纸工业在我国不仅是用水大户,也是水环境的主要污染源之一,一个小型造纸厂就污染一条次级河流。资料表明,目前我国造纸废水排放量占全国工业废水排放总量的15% 左右,COD 排放量占全国工业COD 排放总量的1 /3 以上。制浆造纸因其排水量大、污染物浓度高而在世界范围内受到广泛关注。了解制浆造纸废水的来源与水质,是治理废水污染,保护环境的前提。
    1 ·制浆造纸废水的来源
    制浆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。
    1.1 备料过程中的废水
    备料过程中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、木屑以及木材中的水溶性物质,如果胶、多糖、胶质及单宁等。
    1.2 蒸煮废液
    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,则蒸煮废液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。
    1.2.1 黑液
    碱法制浆采用的蒸煮药剂为氢氧化钠或氢氧化钠+ 硫化钠。黑液中含有的污染物质大致可分为有机物和无机物两大部分。有机物主要是碱、木素、半纤维素的降解产物。无机物主要是硫酸钠、碳酸钠、硅酸钠,以及氢氧化钠和硫酸钠等钠盐。对黑液碱进行回收利用是解决制浆厂废水污染的重要途径之一。回收之后可减少纸浆厂的总排污负80% - 85%,并利用其中有机物燃烧产生的热能,回收其中所含的化学药品。
    1.2.2 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,其中的有机物主要是木素和纤维素,还包含有糖类和制浆药剂。亚硫酸铵法以亚硫酸铵为蒸煮药剂,其中肥分( 氮、钾、磷) 很高,可将这部分废水经过一定预处理之后用于农业灌溉或制作肥料。回收其中的化学品及热能,是解决红液污染的基本途径。
    1.2.3 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,其次是甲醇和糠醛。
    1.2.4 机械浆及化学机械浆废水
    机械浆得率较高,因而污染物的产生量较少。化学机械浆属于两步制浆法,污染物的排放负荷比化学制浆过程少得多,但比传统磨木浆排污负荷可能高若干倍。
    1.2.5 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和木节、粗纤维素及非纤维素细胞、沙砾和金属屑。筛选后的浓缩排水也是筛选废水的来源之一。
    1.2.6 废纸回用过程的废水
    废纸回用需经过碎解、净化、筛选、浓缩等几个阶段才能制成纸浆。在以上各个阶段中都会产生污染性质不同的废水。此外,为了使废纸脱墨,要使用化学药品,之后还要采用洗涤法或浮选法洗除纸浆中的油墨粒子。
    1.2.7 漂白废水
    纸浆漂白的两种类型: 以氧化性漂白剂破坏木素及有色物质的结构,使其溶解,从而提高纸的纯度和白度; 以漂白剂改变有色物质分子上发色基的结构使其脱色,但不涉及纤维组分损失。使用含氯漂白剂产生的漂白污水污染严重; 而使用过氧化物漂白剂产生的污水污染相对较轻。漂白废水主要含有有机物、悬浮物,并具有颜色,还含有剩余漂白剂。
    1.2.8 造纸废水
    造纸过程的废水主要来自于打浆、纸机前筛选和抄造等工序。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。污染物主要是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)
    2· 造纸废水的水质特征
    2.1 制浆造纸废水的污染指标
    主要污染指标为COD、BOD、PH 和SS。由于采用的生产工艺的不同,废水里可能存在的重金属离子和废水的颜色也是重要的污染因素。漂白硫酸盐浆厂废水中的二恶英及可吸附有机卤代物产生的毒性也是值得关注的问题之一。
    2.2 制浆造纸废水的污染负荷
    制浆造纸废水的污染负荷与浆得率有直接关系,浆得率越高,则废水的污染负荷越低。由于加工深度、原料种类、工艺条件等因素的影响,不同的制浆方法对水体的污染物排放负荷差别很大。
    2.3 制浆造纸废水的污染特点
    制浆造纸废水具有排放量大、污染负荷高、成分复杂、毒性大等特点,尤其是挥发酚的污染,在传统漂白工艺中尤为突出。在制浆造纸的漂白过程中,产生的废液主要含氯酚类,漂白工艺由于加氯使废水含有机氯化物。该类化合物大多数具有致癌性、致畸性、致突变性,许多国家将其列入优先控制的染污物( PriorityPollutant) 名单中。其中以含氯芳香族有机化合物为主,其中重要的一类是氯酚。现有的含氯酚废水的处理方法包括光催化降解、超声波降解、Fenton 降解、金属及金属化合物降解、电化学降解、臭氧降解、生物降解等。
    造纸行业在生产经营和环境保护两大方面都存在严重问题,多数企业面临着以下情况: 规模小、技术水平低、经营分散等原因,效益低下、竞争力弱,造纸行业的前景不容乐观。从上述情况分析,谁能将自身的造纸行业改造得更具市场竞争力,谁能治理好污染,将造纸行业的环境保护工作做得更好,谁就能在将来的市场上占有一席之地,在健康的基础上持续发展。


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