梅州市制浆造纸行业生产废水排放现状及常用治理技术介绍
摘要：本文以梅州市辖区内某制浆造纸企业为调查对象，介绍了制浆造纸行业污染物的产生、排放物构成情况以及常用的废水治理工艺，介绍了一些国内外比较先进的处理技术。笔者以期为制浆造纸企业废水处理设施后续提标改造方向提供参考。
关键词：制浆造纸废水；污染物；废水处理
中图分类号：X703.1 文献标志码：A 文章编号：2095-672X（2018）06-0051-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.029
Abstract：This paper takes the production and discharge of wastewater pollutants from pulp and paper mills in Meizhou City as an object of investigation， and introduces the composition of pollutant discharge in the pulp and paper industry. The current wastewater treatment process for pulp and papermaking is commonly used. ， And introduced some of the more advanced processing technology at home and abroad. Provide reference for the follow-up of the wastewater treatment facilities in the pulp and paper industry.
Keywords： Pulp and papermaking wastewater； Pollutants； Wastewater treatment
1 梅州市制漿造纸行业污染物排放总体情况
制浆造纸工业是国民经济的一个重要组成部分，也是水污染物排放量较大的一个行业。根据环保部《固定污染源排污许可管理分类名录》（2017年版）要求，制浆造纸行业应在2017年6月底前纳入国家排污许可制度管理范围。统计到2017年底，梅州市共核发出制浆造纸行业企业排污许可证10张，具体情况见表1。
由表1可知，梅州市制浆造纸企业分布有明显的地区特点，主要分布在下辖梅县区、兴宁市和蕉岭县三个县级行政区域，其中以兴宁市分布最为集中，共有7间制浆造纸企业，占梅州市制浆造纸企业总数量的70%，梅县区占10%，蕉岭县占20%。梅州市制浆造纸企业生产原材料主要为废纸，配套废纸浆生产线和造纸生产线，产品以宗教用纸等中低端纸制品为主。企业在生产过程中有废水、废气排放，其中生产废水以蒸煮废液和制浆中段废水为主，主要污染物种类包括pH值、色度、悬浮物（SS）、五日生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、总氮（以N计）、总磷（以P计）；生产废气以锅炉废气和无组织粉尘为主，除以电加热为供热方式的企业（如梅州市梅县区升华特种纸业有限公司、兴宁市龙丰制浆造纸厂）外，其他企业均以锅炉为供热单元，排放锅炉废气主要污染物种类包括汞及其化合物、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）、烟尘、林格曼黑度。从纳入总量控制的主要污染物排放许可总量分析，梅县区、兴宁市、蕉岭县辖区制浆造纸企业COD年许可总量分别为0、43.49t、20.60t；NH3-N年许可总量分别为0、4.319t、1.832t；SO2年许可总量分别为0、11.51t、65.88t；NOX年许可总量分别为0、17.59t、54.54t；颗粒物年许可总量分别为0、3.84t、21.44t。10家纳入统计范围的制浆造纸企业中，梅县区1家制浆造纸企业通过技术更新和设备改造实现了零排放，废水、废气主要污染物年许可排放总量为0；蕉岭县1家制浆造纸企业自备一台45蒸吨循环流化床锅炉和一台6兆瓦抽凝式汽轮机，制浆造纸和电力生产共用一套热力系统，因此虽然蕉岭县制浆造纸企业数量仅占全市20%，但废气主要污染物年许可排放总量超过全市总量的75%。本文主要以梅州市制浆造纸行业生产废水排放及治理工艺情况为调查对象，分析介绍制浆造纸废水主要污染物构成情况和目前常用制浆造纸废水治理工艺情况，并介绍一些国内外比较先进的处理技术，旨在为企业后续治污工程提标改造方向提供参考。
2 常用制浆造纸企业废水治理技术介绍
2.1 制浆造纸企业废水构成和主要污染物成分分析
在制浆造纸过程中，主要产生三种废水[1]：一种是蒸煮废液，分为碱性废液和酸性废液；一种是制浆中段废水；一种是抄纸白水。梅州市制浆造纸企业主要以废纸为原料，生产宗教用纸等中低端纸制品，对纸质颜色、粗糙度、附着性等特性要求不高，且大部分企业配备有白水回收塔，白水回用率达到90%以上，故梅州市地区制浆造纸企业排放废水主要为蒸煮废液和制浆中段废水。
废纸造纸废水中主要含有木质素、无机酸盐、无机填料以及油墨等复杂污染物。木质素主要形成化学需氧量和五日生化需氧量；无机填料等主要形成悬浮物；油墨主要形成色度及化学需氧量。这些污染物的构成特征反映出废水的悬浮物、化学需氧量浓度相对较高。废纸造纸废水主要污染物浓度如表2所示 [2] 。
2.2 常用制浆造纸废水治理技术
根据对梅州市制浆造纸企业废水处理设施实地调研结果分析，制浆造纸废水具有污染物浓度高、成分复杂、有一定毒性、可生化性差等特性，在选择处理技术时，一般会采用三级处理方式，通常选用“一级混凝沉淀+二级生化处理+三级物化吸附/沉淀”的组合进行处理。
2.2.1 混凝沉淀处理
该方法主要是去除废水的色度及细小纤维等悬浮物的处理方法，通常选择有机混凝剂PAM（聚丙烯酰胺）和无机混凝剂PAC（聚合氯化铝）联合使用作为主要处理原料，再添加高分子絮凝剂，形成具良好沉降特性的絮凝物，并在沉淀池回收。研究发现[3]，适宜条件下混凝沉淀工艺对化学需氧量的去除效率可达44.14%，浊度去除率达94.18%。此外，国内外相关研究指出壳聚糖复合净水剂、poly DAD-MAC、三氯化铝天然聚合物复合混凝剂等新材料对悬浮物、化学需氧量的去除也有显著效果。
2.2.2 生化处理
生化处理工艺是制浆造纸废水处理的核心工艺，其具体形式多样，包括厌氧处理、好氧处理和厌氧好氧组合处理等多种形式。根据对梅州市10家制浆造纸企业废水生化处理工艺情况的调研，发现经过混凝沉淀处理后制浆造纸废水，虽然符合生化处理的基本要求，但由于污染物组成成分复杂、浓度较高，多数制浆造纸企业都采用厌氧好氧组合处理工艺，以平衡处理效率和应用成本的关系。
厌氧处理可有效降解大部分有机物、降低有机物浓度，改变废水中有机物的组成情况，进一步提高废水的可生化性[4]。好氧生化工艺的实质是通过微生物的代谢分解废水中的有机物，同时改变显色有机物的化学特性使其脱色[5]。Shaw采用厌氧反应器和好氧反应器组合工艺，处理结果：生化需氧量、化学需氧量和脂肪酸的去除率分别为87%～95%、70%～97%和 80%～94%。有研究者采用中试规模 IC-A/O的生物处理工艺处理废纸制浆造纸废水，COD、SS 的去除率均达到 99%，色度去除率达到 95% [3] 。
2.2.3 物化处理
经过生化处理后的制浆造纸废水，大部分有机污染物都得到了去除，但仍有少量有机物和小分子颗粒残留，对于此类物质可利用物理吸附、化学氧化和膜过滤等方法去除。梅州市制浆造纸企业多为产能在5万t/年以内的小企业，综合考虑处理效果和经济效益，大部分制浆造纸企业都选用物理吸附方法去除上述污染物。国外相关研究中，Alice Antony等发现颗粒活性炭（GAC）可有效去除生化出水中的生物难降解有机物，且废水中污染物的分子量及芳香族化合物含量是影響GAC 处理效果的关键因素。另有研究，以发电厂废弃物炉底灰作为吸附剂，也取得了较好的处理效果，且炉底灰颗粒有机碳含量越高、颗粒越小，对有机污染物吸附作用越好[3]。
3 结语
随着制浆造纸行业的发展和环保标准的不断收严，制浆造纸行业废水的处理和排放要求将会越来越高。制浆造纸废水的深度处理不但能改善回用水水质，而且可有效减少对环境的污染；不仅具有经济效益，而且具有较好的环境效益。但由于制浆造纸废水具有成分复杂、浓度高、难处理等特性，且污染物产生及构成情况与制浆原料，生产工艺，回用工序和回用率等密切相关，企业在选择废水处理工艺时，应充分考虑生产实际情况，综合考虑环境效益和经济效益，参考国内外成熟高效的处理工艺，并结合企业实际验证工艺的可行性，降低投资的盲目性。
参考文献
[1]刘欣.制浆造纸废水处理技术的研究现状[J].华东纸业，2009，40（2）：52-26.
[2]孙丽娜，阎玉荣，陈锡剑等.废纸制浆造纸废水处理“零排放”工程实例[J].中国给水排水，2009，25（10）：56-58，62.
[3]肖靓，孙大琦，石燕，韩丹，吕亚平，杨殿海. 废纸制浆造纸废水处理技术的研究进展[J].水处理技术，2016，42（01）：20-25.
[4]肖靓，孙大琦，石燕，韩丹，吕亚平，杨殿海. 废纸制浆造纸废水处理技术的研究进展[J].水处理技术，2016，42（01）：20-25.
[5]程峥，杨仁党，王建华. 制浆造纸废水深度处理的研究进展[J].制浆造纸科学与技术，2016，35（04）：83-90.
收稿日期：2018-05-03
作者简介：杨滔（1987-），男，硕士研究生，环境管理工程师，研究方向为农业生态学。
关键词：制浆造纸废水；污染物；废水处理
中图分类号：X703.1 文献标志码：A 文章编号：2095-672X（2018）06-0051-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.029
Abstract：This paper takes the production and discharge of wastewater pollutants from pulp and paper mills in Meizhou City as an object of investigation， and introduces the composition of pollutant discharge in the pulp and paper industry. The current wastewater treatment process for pulp and papermaking is commonly used. ， And introduced some of the more advanced processing technology at home and abroad. Provide reference for the follow-up of the wastewater treatment facilities in the pulp and paper industry.
Keywords： Pulp and papermaking wastewater； Pollutants； Wastewater treatment
1 梅州市制漿造纸行业污染物排放总体情况
制浆造纸工业是国民经济的一个重要组成部分，也是水污染物排放量较大的一个行业。根据环保部《固定污染源排污许可管理分类名录》（2017年版）要求，制浆造纸行业应在2017年6月底前纳入国家排污许可制度管理范围。统计到2017年底，梅州市共核发出制浆造纸行业企业排污许可证10张，具体情况见表1。
由表1可知，梅州市制浆造纸企业分布有明显的地区特点，主要分布在下辖梅县区、兴宁市和蕉岭县三个县级行政区域，其中以兴宁市分布最为集中，共有7间制浆造纸企业，占梅州市制浆造纸企业总数量的70%，梅县区占10%，蕉岭县占20%。梅州市制浆造纸企业生产原材料主要为废纸，配套废纸浆生产线和造纸生产线，产品以宗教用纸等中低端纸制品为主。企业在生产过程中有废水、废气排放，其中生产废水以蒸煮废液和制浆中段废水为主，主要污染物种类包括pH值、色度、悬浮物（SS）、五日生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、总氮（以N计）、总磷（以P计）；生产废气以锅炉废气和无组织粉尘为主，除以电加热为供热方式的企业（如梅州市梅县区升华特种纸业有限公司、兴宁市龙丰制浆造纸厂）外，其他企业均以锅炉为供热单元，排放锅炉废气主要污染物种类包括汞及其化合物、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）、烟尘、林格曼黑度。从纳入总量控制的主要污染物排放许可总量分析，梅县区、兴宁市、蕉岭县辖区制浆造纸企业COD年许可总量分别为0、43.49t、20.60t；NH3-N年许可总量分别为0、4.319t、1.832t；SO2年许可总量分别为0、11.51t、65.88t；NOX年许可总量分别为0、17.59t、54.54t；颗粒物年许可总量分别为0、3.84t、21.44t。10家纳入统计范围的制浆造纸企业中，梅县区1家制浆造纸企业通过技术更新和设备改造实现了零排放，废水、废气主要污染物年许可排放总量为0；蕉岭县1家制浆造纸企业自备一台45蒸吨循环流化床锅炉和一台6兆瓦抽凝式汽轮机，制浆造纸和电力生产共用一套热力系统，因此虽然蕉岭县制浆造纸企业数量仅占全市20%，但废气主要污染物年许可排放总量超过全市总量的75%。本文主要以梅州市制浆造纸行业生产废水排放及治理工艺情况为调查对象，分析介绍制浆造纸废水主要污染物构成情况和目前常用制浆造纸废水治理工艺情况，并介绍一些国内外比较先进的处理技术，旨在为企业后续治污工程提标改造方向提供参考。
2 常用制浆造纸企业废水治理技术介绍
2.1 制浆造纸企业废水构成和主要污染物成分分析
在制浆造纸过程中，主要产生三种废水[1]：一种是蒸煮废液，分为碱性废液和酸性废液；一种是制浆中段废水；一种是抄纸白水。梅州市制浆造纸企业主要以废纸为原料，生产宗教用纸等中低端纸制品，对纸质颜色、粗糙度、附着性等特性要求不高，且大部分企业配备有白水回收塔，白水回用率达到90%以上，故梅州市地区制浆造纸企业排放废水主要为蒸煮废液和制浆中段废水。
废纸造纸废水中主要含有木质素、无机酸盐、无机填料以及油墨等复杂污染物。木质素主要形成化学需氧量和五日生化需氧量；无机填料等主要形成悬浮物；油墨主要形成色度及化学需氧量。这些污染物的构成特征反映出废水的悬浮物、化学需氧量浓度相对较高。废纸造纸废水主要污染物浓度如表2所示 [2] 。
2.2 常用制浆造纸废水治理技术
根据对梅州市制浆造纸企业废水处理设施实地调研结果分析，制浆造纸废水具有污染物浓度高、成分复杂、有一定毒性、可生化性差等特性，在选择处理技术时，一般会采用三级处理方式，通常选用“一级混凝沉淀+二级生化处理+三级物化吸附/沉淀”的组合进行处理。
2.2.1 混凝沉淀处理
该方法主要是去除废水的色度及细小纤维等悬浮物的处理方法，通常选择有机混凝剂PAM（聚丙烯酰胺）和无机混凝剂PAC（聚合氯化铝）联合使用作为主要处理原料，再添加高分子絮凝剂，形成具良好沉降特性的絮凝物，并在沉淀池回收。研究发现[3]，适宜条件下混凝沉淀工艺对化学需氧量的去除效率可达44.14%，浊度去除率达94.18%。此外，国内外相关研究指出壳聚糖复合净水剂、poly DAD-MAC、三氯化铝天然聚合物复合混凝剂等新材料对悬浮物、化学需氧量的去除也有显著效果。
2.2.2 生化处理
生化处理工艺是制浆造纸废水处理的核心工艺，其具体形式多样，包括厌氧处理、好氧处理和厌氧好氧组合处理等多种形式。根据对梅州市10家制浆造纸企业废水生化处理工艺情况的调研，发现经过混凝沉淀处理后制浆造纸废水，虽然符合生化处理的基本要求，但由于污染物组成成分复杂、浓度较高，多数制浆造纸企业都采用厌氧好氧组合处理工艺，以平衡处理效率和应用成本的关系。
厌氧处理可有效降解大部分有机物、降低有机物浓度，改变废水中有机物的组成情况，进一步提高废水的可生化性[4]。好氧生化工艺的实质是通过微生物的代谢分解废水中的有机物，同时改变显色有机物的化学特性使其脱色[5]。Shaw采用厌氧反应器和好氧反应器组合工艺，处理结果：生化需氧量、化学需氧量和脂肪酸的去除率分别为87%～95%、70%～97%和 80%～94%。有研究者采用中试规模 IC-A/O的生物处理工艺处理废纸制浆造纸废水，COD、SS 的去除率均达到 99%，色度去除率达到 95% [3] 。
2.2.3 物化处理
经过生化处理后的制浆造纸废水，大部分有机污染物都得到了去除，但仍有少量有机物和小分子颗粒残留，对于此类物质可利用物理吸附、化学氧化和膜过滤等方法去除。梅州市制浆造纸企业多为产能在5万t/年以内的小企业，综合考虑处理效果和经济效益，大部分制浆造纸企业都选用物理吸附方法去除上述污染物。国外相关研究中，Alice Antony等发现颗粒活性炭（GAC）可有效去除生化出水中的生物难降解有机物，且废水中污染物的分子量及芳香族化合物含量是影響GAC 处理效果的关键因素。另有研究，以发电厂废弃物炉底灰作为吸附剂，也取得了较好的处理效果，且炉底灰颗粒有机碳含量越高、颗粒越小，对有机污染物吸附作用越好[3]。
3 结语
随着制浆造纸行业的发展和环保标准的不断收严，制浆造纸行业废水的处理和排放要求将会越来越高。制浆造纸废水的深度处理不但能改善回用水水质，而且可有效减少对环境的污染；不仅具有经济效益，而且具有较好的环境效益。但由于制浆造纸废水具有成分复杂、浓度高、难处理等特性，且污染物产生及构成情况与制浆原料，生产工艺，回用工序和回用率等密切相关，企业在选择废水处理工艺时，应充分考虑生产实际情况，综合考虑环境效益和经济效益，参考国内外成熟高效的处理工艺，并结合企业实际验证工艺的可行性，降低投资的盲目性。
参考文献
[1]刘欣.制浆造纸废水处理技术的研究现状[J].华东纸业，2009，40（2）：52-26.
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[3]肖靓，孙大琦，石燕，韩丹，吕亚平，杨殿海. 废纸制浆造纸废水处理技术的研究进展[J].水处理技术，2016，42（01）：20-25.
[4]肖靓，孙大琦，石燕，韩丹，吕亚平，杨殿海. 废纸制浆造纸废水处理技术的研究进展[J].水处理技术，2016，42（01）：20-25.
[5]程峥，杨仁党，王建华. 制浆造纸废水深度处理的研究进展[J].制浆造纸科学与技术，2016，35（04）：83-90.
收稿日期：2018-05-03
作者简介：杨滔（1987-），男，硕士研究生，环境管理工程师，研究方向为农业生态学。
