廢紙造紙是以廢紙為主要原料生產紙張的造紙方式。其生產設備投資少、工藝技術簡單，與直接利用原生植物纖維原料制漿造紙相比，環(huán)境污染負荷相對較小，并能有效利用廢紙資源。隨著廢紙制漿技術的不斷成熟，廢紙再生造紙已成為造紙行業(yè)發(fā)展的重要趨勢之一。由于廢紙中含有成分復雜的廢雜質, 需要化學品制劑將其去除以完成制漿, 加之抄紙過程中需添加施膠劑、*等制劑, 致使廢紙再生造紙過程中排放大量含有毒有害污染物的廢水。針對廢紙造紙中廢水污染問題, 國內外已成功研發(fā)出一系列的處理技術, 為該類廢水的有效治理奠定了基礎。
1、廢紙造紙中污水的污染特性
廢紙再生造紙工藝大體分為制漿和抄紙兩大部分, 廢水排放主要來源于制漿部分的除渣、洗漿、漂洗等過程中產生的大量洗滌廢水及含有纖維、填料和化學藥品的紙機白水。
（1）廢水的污染成分
該種廢水中主要有4 種污染物:SS、CODcr、BOD5 和色度。CODcr和BOD5 主要來自廢水的木質素、半纖維素;細小纖維、無機填料等主要形成SS;油墨、染料等形成色度及CODcr 。
（2）廢水污染負荷的差異性
廢水中的SS、CODcr濃度較高, BOD5 值相對較低, BOD5 與CODcr的比值一般為0.15 —— 0.25;鑒于廢紙種類、來源、處理工藝以及廢紙?zhí)幚磉^程的技術裝備情況的不同, 排放廢水的污染特性差異較大。
一般來說, 無化學脫墨的制漿工藝所產生的廢水遠比化學脫墨車間廢水的污染負荷低, 其廢水排放量及污染物CODcr和BOD5 排放量比有脫墨工藝的廢紙制漿過程要低很多, 并且脫墨車間排出的廢水含有重金屬及印刷油墨中溶出的膠體性有毒物質。不同的脫墨工藝產生廢水的污染特性不同, 洗滌法脫墨與浮選法相比, 其中SS、CODcr和BOD5 濃度相對較低, 但排放總量大;對于同種脫墨方式而言, 生產紙與生產新聞紙相比, 其所用脫墨漿產生的廢水中SS、CODcr和BOD5 排放量要高。此外,廢紙造紙技術的*性也是決定廢水污染負荷的重要因素, 從物料綜合利用、企業(yè)管理、工藝設備改造等方面實施*方案的廢水污染負荷較低。
2、廢紙造紙廢水處理技術
一般廢紙造紙廢水的處理方法可分為物理法、化學法、物理化學法、生物法四類。由于其水質復雜, 通常采用將幾種處理方法結合在一起的多級綜合處理方法, 即對于不同污染特性的廢水、在不同的處理階段, 采取不同的處理技術。
（1）廢水初級處理方法
針對廢水中含懸浮物較高的特點, 在處理廢水時首*行初級處理, 通常采用物理法, 輔以化學法。下面兩種方法處理效果較好。
a、過濾
過濾法是zui簡單的去除細小纖維的方法，而且對其他處理設施起到保護作用。過濾通常采用細篩網(wǎng)或微濾機。處理水量大時一般采用微濾機。由于過濾法不能去除油墨、溶解性物質以及過于細小的懸浮物, 所以只能作為預處理的手段 。
b、超效氣浮
氣浮法是固-液或液-液分離的一種方法, 其應用的關鍵是在水中通入或產生大量的微細氣泡。超效氣浮是氣浮凈化技術的重大突破, 將原有的靜態(tài)進水、動態(tài)出水改為動態(tài)進水、靜態(tài)出水, 改變了傳統(tǒng)推流式氣浮池的進出水及污泥分離方式。實踐證明, 超效氣浮對SS的去除率能達到90%以上, 特別適合廢紙造紙廢水的預處理, 對中等規(guī)模以上廢紙造紙生產廢水的預處理具有一定的*性。
根據(jù)廢水實際情況, 選擇適當?shù)奶幚矸椒▽U水進行初級處理后, 可去除80%左右的懸浮物和無機顆粒物, 部分CODcr和BOD5 也被去除, 大大減輕了后續(xù)處理工藝的負荷。
（2）廢水深度處理
廢水初級處理不能達到排放標準, 且廢水中有機物濃度較高, 根據(jù)出水水質的要求必須進一步的深度處理, 通常以生化法和物化法為主, 并輔以物理法、化學法。介紹幾種廢紙造紙廢水深度處理方法。
a、活性污泥法
活性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機廢水的一類好氧生物處理方法, 主要包括A/O法、SBR法、百樂克、選擇器活性污泥法、氧化溝等。
序批式間歇反應器(SBR)是近些年開發(fā)的活性污泥法工藝, 該工藝通過程序化自動控制充水、反應、沉淀、排水排泥和停置五個階段, 實現(xiàn)對廢水的生化處理。SBR處理流程簡潔、控制靈活, 可根據(jù)進水水質和出水水質控制指標處理水量, 改變運行周期及工藝處理方法, 適應性很強, 可實現(xiàn)高容積負荷(6 —— 10 kgCODcr/m3 · d)和高去除率(CODcr去除率80% —— 90%)。
b、生物接觸氧化
生物接觸氧化法是一種好氧生物膜法工藝, 其原理是在曝氣池中安裝固定填料, 廢水在壓縮空氣的帶動下, 同填料上的生物膜不斷接觸, 同時壓縮空氣提供氧氣。實踐證明, 生物接觸氧化法能夠較好的處理廢水, 尤其適合脫墨廢水的處理, 但在實際應用當中其掛膜的效果和生物膜的優(yōu)劣直接決定處理效果。在處理廢水過程中, 生物膜的活性厚度在70 —— 100 μm之間, 生物膜的活性較好;在掛膜不同階段, 對CODcr的去除率有所不同, 在掛膜前期去除率較低, 在正常運行后, 去除率穩(wěn)定在較高水平, 能夠達到88%的去除率。
c、厭氧生物處理
厭氧生物處理不僅可以用于高濃度和中等濃度有機廢水的處理, 而且也適用于低濃度有機廢水的處理, 其處理設備UASB反應器在世界各國的造紙廢水處理得到廣泛應用, 這種技術同樣適用于廢紙造紙廢水處理。20世紀90年代荷蘭Paques公司的技術IC反應器(內循環(huán)厭氧反應器)以其占地極少、體積小、效率高的優(yōu)點, 在造紙工業(yè)廢水處理中得到了有效應用。
d、混凝沉淀
混凝沉淀法是廢水處理技術中zui常用的方法,其基本原理是:向廢水中投加混凝劑, 使水中膠體狀懸浮顆粒、膠體和可絮凝的其他物質失去穩(wěn)定后, 由于相互碰撞成為顆粒或絮狀物, 從而易于從水中沉淀分離。混凝沉淀法處理廢紙造紙廢水的效果取決于混凝過程的好壞。混凝劑種類很多, 一種是無機鹽類混凝劑應用廣泛的為鋁鹽及鐵鹽;另一種是有機高分子混凝劑, 其中聚合氯化鋁應用效果較好。
實踐證明, 用混凝沉淀法處理廢紙造紙廢水, 其SS去除率可達85% —— 98%, 色度去除率可達90%以上, CODcr去除率可達60% —— 80%。由于混凝沉淀法不能去除分子質量較低的CODcr組分、難以實現(xiàn)對廢水的有效處理, 因此, 必須合理設計工藝,輔以其他處理方法, 例如, 混凝沉淀-化學氧化處理法、厭氧-好氧生物處理法、混凝沉淀-好氧處理法等。
目前, 很多廢紙造紙廢水處理技術已成功研發(fā)并投入使用, 取得了不錯的處理效果, 同時在處理技術的應用范圍、能源消耗、技術可操作性、投資運行費用等方面還存在著一定的局限性。因此, 對廢紙造紙廢水處理技術的研究不能停滯, 建議在以下方面加大研發(fā)力度:
(1)針對廢紙造紙廢水處理的不同階段, 從物理、化學、物化和生物等方面, 優(yōu)化現(xiàn)有的技術, 并不斷開發(fā)新技術。
(2)研究適合于各種情況的廢水*清潔生產工藝, 以普及行業(yè)廢水*。
(3)加強廢水處理設備、處理使用藥劑的研發(fā),增強處理效果。
相信廢紙造紙行業(yè)定會在處理技術日趨完善的形勢下, 符合環(huán)保要求, 實現(xiàn)經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益的統(tǒng)一。
