反渗透设备改造造纸行业制浆废水处理传统工艺

　　制浆造纸工业是一个高能耗、高物耗、环境污染严重的化工行业。多年来，造纸工业废水污染一直是困扰世界造纸工业和环保界的棘手问题。这一问题在我国尤为突出。在我国造纸行业中，中小企业众多，缺乏系统化、一体化的管理和污水排放标准，导致原料和资源利用不合理，产品质量低，废水处理效果差。日益严格的环境保护政策促使制造商在污水处理方面投入大量资金，而污水处理成本高昂。产品竞争力无法提高，企业难以持续发展。随着纸张需求的增加和环保政策的收紧，企业面临的问题将更加严峻。

　　造纸废水有三种。第1类是蒸煮木浆(或草浆)产生的废液，也称为制浆废水，俗称黑液。第2类是制浆机和种子制浆机排放的废水，称为制浆废水。第3类是造纸机废水，也称为白水。其中，制浆废水黑液中的污染物占造纸工业总排污量的90%以上，具有浓度高、难降解的特点。

　　造纸废水的总体明显特征是废水排放量大、BOD高、废水中纤维悬浮物多、二价硫和硫醇气味。废水中的污染物主要分为以下六类：

　　1、悬浮固体：包括可沉降悬浮固体和不可沉降悬浮固体。关键是纤维和纤维布(即断裂的纤维碎片和混杂的细胞)。

　　2、易生物降解有机物：包括低分子量半纤维素、甲醇、乙酸、甲酸、糖等。

　　3、难降解有机物：纤维原料中的木质素和大分子碳水化合物。

　　4、有毒物质：黑液中含有松香酸和不饱和脂肪酸。

　　5、碱物质：碱法制浆废水pH值为9-10。

　　6、色度：制浆废水中残留的木质素颜色很深。

　　混凝沉淀法是简单的物理方法。其处理效果与选择的设备、工艺参数和混凝剂密切相关。需长期经验才能达到更好的效果。同时，混凝沉淀法所需的处理池占地面积也较大，产生的污泥需要浓缩脱水。经过很长一段时间，污泥处理又是一个新问题。

　　碱回收是一种效果较好的处理工艺，但该系统技术要求高，设备投资高。由于中小型造纸厂普遍无法承担建设碱回收系统的高昂成本，目前碱回收系统主要用于大型造纸厂。此外，草浆厂产生的白泥含硅量高，不易烧成石灰，可能造成二次污染。

　　与碱回收法相比，酸沉法具有设备投资少的优点，可应用于中小型造纸厂。但该法分离的木质素灰分高，杂质多，使用困难。而且，该工艺用酸量大，成本高，设备腐蚀严重，容易造成漏酸事故，危及后续生化处理。

　　采用反渗透设备对原有工艺进行深度改进，淘汰落后的处理方案，充分利用膜的特性进行优化处理。新的和改进的流程如下：

　　制浆废水→格栅、斜网、混凝沉淀等预处理→陶瓷微滤→超滤→反渗透→产水

　　制浆废水在进入反渗透设备处理前，需要经过预处理步骤，去除一些阻碍后续膜处理系统正常运行的杂质。先用格栅去除废水中的大颗粒悬浮物，然后用斜筛过滤废水中的纤维，然后用混凝沉淀法沉淀去除废水中的二氧化硅和一些有机物。经过一系列预处理后，过滤后的清液进入膜系统进行深度处理。废水进入陶瓷微滤，然后截留废水中的大颗粒不溶性杂质，以减少后续处理的负担。微滤的渗透液进入下一级超滤系统。由于分子量的特性，在外界压力的作用下，将大分子的木质素、糖、色度等杂质截留在浓水侧，确保超滤渗透液能满足后续反渗透进水要求。同时，在进入反渗透设备前，需要通过加药装置进行处理，调节pH值，添加阻垢剂，以确保反渗透设备稳定运行。超滤出水进入反渗透设备，进一步截留污染物，主要是无机盐、残余COD和一些小分子污染物，从而获得合格的产水。整体工艺实现了制浆废水和生产废水的深度处理。

　　整个反渗透工艺去除了大量杂质，包括木质素、纤维素、糖等大分子杂质，以及无机盐等小分子杂质。去除精度更高，产水量更容易达到指标。制浆废水的一般温度为50-60℃，陶瓷微滤的操作温度在此范围内，因此无需额外冷却。同时，陶瓷微滤具有耐酸碱性。废水预处理后的一步处理可有效保护后续膜系统的稳定运行。整个过程中不添加任何物质，也不增加额外的处理能力。室温下正常处理，无任何相变。能耗低，运行成本低。自动化程度高，操作维护方便。