造纸白水特性

纸机白水的特性及其处理技术现状和发展趋势

造纸白水是指抄纸系统的废水，主要含有大量的细小纤维、填料等悬浮物，以及施胶剂、防腐剂、增强剂等，同时也含有很多的溶解性胶体物质（DCS）。其溶解COD、BOD指标较低，分别在300~800mg·L-1和100~300mg·L-1范围，但悬浮物的含量较高，差异也较大，在500~3 500mg·L-1范围。造纸白水的排放量很大，如果不加以处理就排放，不仅对环境造成污染，也是对水资源的一种浪费。清洁生产是造纸工业可持续发展的必然趋势。在制浆造纸工业中，水系统的循环回用是一条重要的清洁生产途径。从目前国际上相关技术的发展情况来看，在纸机系统首先实行白水的循环回用是较为可行的。

造纸白水循环回用的途径

1.1 直接回用

这是目前造纸白水回用中用得较多的一种方式，也是效率最高的回用方法。这样可节省系统外处理所需的大量管线、池槽和泵类，并可使系统更紧凑，管理更方便。在满足生产系统用水的前提下，多余白水尽量回用于制浆系统和纸机对水质要求不很严格的生产过程。如成形脱水区下来的浓白水回用于机前来浆的稀释，高压脱水区形成的稀白水回用于制浆过程以及锥形除渣器各段渣槽的冲洗和稀释等用水的生产过程。

1.2 间接回用

将经过白水回收机回收纤维后的白水，根据水质要求和具体情况，选择用水部位。处理后水质好的白水可用作对水质要求较高的生产过程如洗毯、洗网等，

也可送往打浆，化学品部分作稀释用水以及送往制浆车间。

1.3 封闭循环

造纸工业中采用封闭循环，是工艺用水及其他资源,如白水中的纤维化学品等得到回收利用，做到废水不外排。这在技术经济与环境保护两方面，均是理想目标。但目前做到白水的封闭循环难度很大。

1.4 分质-串级-循环

造纸企业的生产工艺比较复杂，工艺设备对水质的要求各不相同，白水回用水质完全可以按照供水要求分类。同时由于实现白水零排放的封闭循环的基建投资和运转费用较高，因此人们摸索总结出一种“按质用水、清浊分流、分片循环、一水多用”的方法，即“分质-串级-循环”用水法。

造纸白水的处理方式

纸机白水中所含物质包括溶解物(DS)、胶体物(CS)和悬浮固形物（SS）。DS 和CS来自纤维原料、生产用水和生产过程中所添加的各种有机和无机添加剂及应用的化学药品，SS主要来自于细小纤维和填料。有机物包括木材降解产物、添加剂的各种聚合物等；无机物包括各种金属阳离子和阴离子，如作为填料或涂料加入的CaCO3、滑石粉、白土、TiO2等和作为施胶或助留、助滤剂加入的硫酸铝等等。白水回用的关键是白水处理方法。目前，国内外处理造纸白水的方法主要有气浮法、真空过滤法、絮凝沉淀法、生化法、膜分离法等。为了达到各生产工段对所用水的水质要求，可以将白水的处理技术进行合理组合。影响造纸白水的成分及含量的不确定因素太多，因此很难找到适合于任何造纸厂、任何白水的处理方法，应视各造纸厂的具体情况来选择。

2.1 气浮法

气浮法白水处理的工作原理，是在一定的压力下将空气溶解在水内，作为工作介质，然后通过浸在被处理的白水中的特定释放器骤然减压而释放出来，产生无数的微细气泡，与经过凝聚反应后白水中的杂质颗粒粘附在一起，使其密度小于水的密度，而浮于水面上，成为浮渣而除去，使白水得到净化。气浮法处理白水是目前白水回用中用得较多的一种回用技术。

2.2 真空过滤法

早在20世纪70年代，国外就大量采用圆盘式纤维回收机回收白水中的纤维和填料，并迅速得到普遍应用，至今已取得长足的发展，如某多盘式真空过滤机，其过滤面积最大达140m2。白水的处理效果良好：白水中的悬浮物含量平均由2153mg·L-1降至30mg·L-1，回收率达98.98%，吨纸耗清水由原来平均200kg 降为65kg。该技术适用于大、中型制浆造纸厂，主要用于造纸白水中纤维、填料及水的回收。主要特点是：①过滤过程连续，工艺过程稳定，对抄纸工艺没有负面影响；②适应性好，它对各种白水中纤维和填料的回收都具有良好的效果，对涂布纸白水回收效果也很显著；③设备占地面积小，节省基建开支，并且对老生产线的改造也具有良好的适应性和灵活性；④运行费用低，真空系统除非特殊情况，一般不用真空泵，运行过程中除有限的电耗外，无其他附加的消耗费用；

⑤纤维和填料的回收率高，一般能达到95%以上；⑥清滤液的固形物含量低；⑦自动化程度高，可利用计算机和各种仪表控制；⑧虽然正常运转时有时需加入一定量的预挂浆，但回收过程中完全能把预挂浆全部回收，并且过滤后的浆和水可不经过处理直接进入造纸工艺流程。国产多盘真空过滤机在一些造纸厂已投入使用，处理白水的效果也很好，清滤液中固形物含量40mg·L-1左右，纤维回收率

大于95%。此法具有过滤速度快、处理量大、工艺过程稳定、占地面积小、基建费用低、运行费用低等特点，处理后的白水可直接回用，从而提高白水循环回用的程度。是目前用得较多的一种白水处理方法。

2.3 絮凝沉淀法

絮凝沉淀法，即利用适当的絮凝剂处理废水，可以使其中的细小纤维和其他细小固体颗粒悬浮物沉淀下来。在造纸白水的处理过程中，造纸白水先经微孔过滤处理回收纤维，降低白水中的悬浮物含量，再加入混凝剂和助凝剂，使白水中的细小纤维、填料、胶体性物质及部分溶解性有机物聚沉，处理后的澄清水可完全回用于生产或排放。化学絮凝处理造纸白水具有投资少、工期短、处理系统运行管理简单、操作灵活、处理效果好等特点。能有效去除再生造纸废水中的SS、色度以及有机物等，得到的泥浆经过适当处理后还能用作生产箱纸板的纸浆，处理的上清液可以作为工业水循环使用，因此，其经济效益和环境效益相当显著。

2.4 生化法

生化法也是处理造纸白水的重要方法，它利用微生物能氧化分解有机物并将其转化为无机物的能力，通过人为创造适于微生物生存、繁殖的条件和环境，使之大量繁殖，以提高其氧化分解有机物效率的一种废水处理方法生化法根据所使用微生物的种类，可分为好氧法、厌氧法及生物酶法。

2.4.1 好氧法

好氧法是利用好氧微生物在有氧条件下处理废水的方法。常用的好氧处理方法有活性污泥法、生物膜法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、污水灌溉、氧化塘法、生物流化床等等。

2.4.2 厌氧法

厌氧法是在无氧的条件下，通过厌氧微生物来处理废水的方法，它的操作条

件要求比好氧法苛刻，但有其独到的特点和优势，比如在经济上更有吸引力。厌氧法目前开发出的有厌氧塘法、厌氧滤床法、厌氧流动床法、厌氧膨胀床法、厌氧旋转圆盘法、厌氧发酵反应器法、厌氧池法、厌氧接触反应器、UASB法等。其中研究和应用较热的是UASB法。

2.4.3 生物酶法

酶处理与其他微生物处理技术相比，具有催化效能高，反应条件温和，对废水质量及设备情况要求较低，反应速度快，对温度、浓度和有毒物质适应范围广，可以重复使用等优点。影响酶处理效率的主要因素包括污染物种类和浓度、酶的种类和浓度、pH、絮凝剂和吸附剂以及污染物之间的协同效应等。

2.5 膜分离法产生于20世纪60年代的膜分离技术是一种新兴的高效分离技术，最早用于海水和苦咸水的淡化，其后，随着膜分离技术的不断发展和新型膜材料的开发研制，膜价格不断下降，使膜分离技术在水处理领域得到了广泛应用，工业废水和生活污水的处理及饮用纯净水的制备等方面均有报道。造纸白水封闭循环程度越高，越容易造成金属离子、各种溶解性无机盐等物质的累积。用膜分离技术处理造纸白水，可以较彻底去除造纸白水中的金属离子和溶解性无机盐，是实现造纸零排放目标的有效措施之一。

展望

目前在造纸过程中，减少抄纸用水和白水回用已在不同程度地进行，但距离全面的白水封闭循环和“零排放”目标尚有较大的差距。我国《造纸工业水污染物排放标准》对抄纸用水的限量非常严格，这将要求造纸企业采用更为有效的节水措施，而白水封闭回用无疑是一条有效的途径。一般认为：实行白水封闭循

环会损失经济效益和产品的竞争力。事实上，封闭后减少的纤维、填料和热能的损失会部分补偿白水封闭的投资；特别是实行白水封闭后所得到的环保形象，会使企业受益非浅。若要全面封闭循环回用即“零排放”，就得大大降低白水全面封闭对纸机的影响，这就要求对白水的处理程度大大提高。而随着环保法规的逐步严格和排污费用的逐步提高，又使白水封闭循环的可行性和潜力将日益显现。

结语

国外所取得的研究成果比较多，有许多很好的处理方法已经获得了一定的成功，但也依旧有不少的问题存在。国内目前还没有完全成熟的造纸白水处理技术，不是处理效果差，就是成本太高，不能完全做到白水的封闭循环。面对环保压力日益严重的今天，国内造纸行业对造纸白水封闭循环回用的处理研究及推广还需重视。