1、湖北理工学院 毕业设计（论文） 毕 业 设 计（论文） 题 目 : 造纸行业 废水处理 教 学 院： 环境科学与工程 学院 专业名称： 环境监测与评价 学 号： 学生姓名： 指导教师： 年 月 日 湖北理工学院 毕业设计（论文） 1 摘 要 造纸行业的污水在整个工业废水中占较大比例且污染严重 。 因此 造纸 厂的污水问题也越来越受到人们的关注。本文分析了 造纸 生产中废水产生的环节，污染物及主要污染来源，并介绍了 造纸行 业废水的特点， 以及造纸 废水 的 气浮或沉淀法 、物化与 生化处理 方法。并提出 对 造纸 废水处理技术中的展望及看法 。 【关键词】 造纸 废水 ; 气浮 ; 沉淀、生物
2、处理 、物 化处理 湖北理工学院 毕业设计（论文） ABSTRACT Wastewater in papermaking industry in a larger proportion of the industrial waste water and serious pollution. So the problem of paper mill wastewater is becoming more and more attention. This paper analyzes the waste water in papermaking production link, pollutant
3、 and the main pollution source, and introduces the characteristics of the pulp and paper industry wastewater, and papermaking waste water of air flotation or precipitation, physicochemical and biochemical treatment method. And put forward the outlook and attitude in the papermaking wastewater treatm
4、ent technology. 【 key words 】 the papermaking wastewater; Gas floating; Precipitation, biological treatment, physic-chemical method 湖北理工学院 毕业设计（论文） 1 目录 前 言 .2 第一章 绪论 .错误 !未定义书签。 1.1 课题的背景 .错误 !未定义书签。 1.2 课题研究的意义 .错误 !未定义书签。 第二章 造纸工艺及其废水 .4 2.1 造纸的原辅料 .4 2.2 造纸的生产工艺 .4 2.3 造纸废水主要种类及其特点 .6 第三章造纸厂废水处理
5、方法 .7 3.1 一级物化处理 .8 3.1.1 “ 一体化” 处理技术 .8 3.1.2 气浮法处理 .8 3.1.3 气浮法和一体化技术的对比 .9 3.2 物化 +生化处理 .9 第 四章 造纸废水处理技术工程实例 .10 4.1 MBFB 工艺处理造纸废水 .错误 !未定义书签。 4.2 Fenton 流化床 .11 第五章 对造纸废水处理技术中的展望及看法 .错误 !未定义书签。 5.1 对造纸废水处理技术的看法 .12 5.2 对造纸废水治理技术的展望 .错误 !未定义书签。 第六章 总结 .13 参考文献 .15 致谢 .16 湖北理工学院 毕业设计（论文） 2 前 言 造纸术
6、是我国古代科学技术的四大发明之一，也是中国人对世界科学文化发展作出的卓越的贡献。造纸工业是一个与生产和生活密切相关的行业， 造纸业 作为我国重要的基础原材料工业，在国民经济中占据着非常重要的地位。同时，造纸业也是造成水污染的重要污染源之一。随着 经济 的 发展 ， 企业 日益面临水资源短缺、原料匮乏的 问题 ，而另一方面，水污染也越来越严重。 目前 我国造纸 工业 废水排放量及 COD 排放量均居我国各类工业排放量的首位，造纸工业对水环境的污染最为严重，它不但是我国造纸工业污染防治的首要问题，也是全国工业废水进行达标处理的首要问题。据统计，我国县及 县以上造纸及纸制品工业废水排放量占全国工业总
7、排放量的 18.6%，其中处理排放达标量占造纸工业废水总排放量的 49.3%，排放废水中 COD 约占全国工业 COD 总排放量的 44.0%。因此，我国造纸行业加快结构调整优化产业布局势在必行，落后产能淘汰将进一步加速。未来中国造纸行业将走上节能减排、林浆纸一体化、淘汰落后产能发展道路。加快新产品开发、努力培育新的增长点是新阶段极其重要的任务。新阶段必须大力推进技术进步和科技创新。产业升级的本质是用更新技术来改造传统产业。力争在新一代清洁制浆技术、创新与集成制浆造纸节能减排技 术、高效利用纤维原料的复合型生物精炼技术等方面取得突破。本文主要研究对造纸行业的废水处理。近年经多方不懈努力，造纸工
8、业水污染防治已经取得了一定的成绩，虽然纸及纸板产量逐年增加，但排放废水中的 COD 却逐年降低。由此看出，造纸工业初步实现了“增产减污”的目标。但目前造纸行业约占排放总量 50%的废水尚未进行达标处理，废水污染防治任务还相当繁重。 湖北理工学院 毕业设计（论文） 3 第一章绪论 1.1 课题研究背景 2008 年中国造纸 工业 纸浆消耗总量为 7360 万吨 ,其中废纸浆 4439 万吨 , 占总量的 60. 3 % , 比 2007 年增长了 10. 5 % 。由于废纸再生造纸能有效地实现植物纤维资源的重复利用和对环境的污染负荷较小 ,随着技术的不断进步 ,废纸再生造纸利用的比重不断提高 ,
9、同时其生产过程产生的 废水 也已备受重视。据国家环保部门统计 ,造纸 工业 2007 年 废水 排放量为 42. 5 亿吨 ,达标排放量 38. 3 亿吨 ,占总排放量的 90. 1 % ,制浆造纸及纸制品企业重复用水量 51. 6 亿吨 , 水重复利用率为 51. 4 % 。目前国内造纸 (废纸类 ) 废水 的处理多着眼于部分循环利用和使处理水水质达标排放上 , 结果是减少的 废水 排放量和处理水水质效果不尽人意。近年来 ,造纸 废水 的封闭循环和“零排放” 技术成为造纸 废水 处理技术研究的重要方向。 1.2 课题研究意义 造纸行业是对环境污染较重的行业之一，其主要污染来自制浆造纸过程中产
10、生的各种废水。造纸工业废水若不经有效处理而直接排入江河之中，废水中的有机物质经发酵、氧化、分解，消耗水体中的氧气，使鱼类、贝类等水生生物缺氧致死。一些细小的纤维悬浮在水中，容易阻塞鱼鳃，也会造成鱼类死亡；废水中的树皮屑、木屑、草屑等沉入水底，淤塞河床，在缓慢发酵中，不断产生毒气、臭气；废水 中还有一些不易发酵、分解的物质，悬浮于水体中，吸收光线，减少阳光透入水体，妨碍水生植物的光合作用；另外，废水中可能带有一些致癌、致畸、致突变的有毒物质，其中已报道的有机氯代物有 300 余种之多。总之，造纸废水不仅使人类赖以生存的环境和生态平衡遭到破坏，同时也直接或间接威胁造纸行业自身的发展问题。 基于以上
11、原因，使得造纸废水处理刻不容缓。因此使得本课题具有很大的意义： 湖北理工学院 毕业设计（论文） 4 （ 1） 使水质指标达到回用标准； （ 2） 保护了水资源和水产环境； （ 3） 保护了生态环境和人体健康； （ 4） 降低了投资和运行费用，增加了企业的利润； （ 5）走可持续发展道路，促进了社会主义和谐社会的构建。 第二章 造纸工艺及其废水 2.1 造纸的原辅料 2.1.1.造纸所用的原材料主要有 :木浆、 草浆 、进口浆板及进口废纸等。 2.1.2.制浆原料 :麦草、芦苇、 速生杨 、 竹子 、 龙须草 ,(就是含纤维量高且纤维长的植物 )(棉 :是做 卫生纸 的主材料。棉、麻也是做特殊用
12、纸的主材料。 ) 2.1.3.主要化工原料 :烧碱、 硫化碱 、 蒽醌 、 (化石粉、 硫酸铝 为填料 )等。 2.2 造纸的生产工艺 2.2.1 古代造纸方法 以我国古书 天工开物 卷中所记载之竹纸制造方法为例，作为介绍。古时以竹子造纸之步骤如下： 斩竹漂塘 斩竹嫩竹 , 放入池塘，裁泡一百日以上，利用天然微生物分解并洗去竹子之青皮。 煮徨足火 将以上所得之竹子，放入徨桶内与石灰一道蒸煮八日八夜。 舂 臼 取出上述处理之竹子， 放入石臼，以石碓叩打直至竹子被打烂，形同泥面。 荡料入帘 将被打烂之竹料倒入水槽内，并 以竹帘在水中荡料，竹料成为薄层附于竹帘上面，其余之水则由竹帘之四边流下槽内。
13、覆帘压纸 然后将帘反复过去，使湿纸落于板上，即成张纸。如此，重复荡料与覆帘步骤，使一张张的湿纸叠积上千张，然后上头加木板重压挤去大部分的水。 透火焙干 将湿纸逐张扬起，并加以焙干。焙纸的设备是以土砖砌成夹巷，巷中生火，土砖温度上升之后，湿纸逐张贴上焙干。干燥后，揭起即得成纸。2.2.2 现代造纸方法 湖北理工学院 毕业设计（论文） 5 现代的造纸程序可分为制浆、调制、 抄造 、加工等主要步骤。 制浆的过程 制浆为造纸的第一步，一般将木材转变成纸浆的方法有机械制浆法、化学制浆法和半化学制浆法等三种。 调制过程 纸料的调制为造纸的另一重点，纸张完成后的强度、色调、印刷性的优劣、纸张保存期限的长短直
14、接与它有关。 一般常见的调制过程大致可分为以下三步骤： a. 散浆 b.打浆 c.加胶与充填 抄造过程 抄纸部门的主要工作为将稀的纸料，使其均匀的交织和脱水，再经干燥、压光、卷纸、裁切、选别、包装，故一般常见之流程如下： a.纸料的筛选 将调制过的纸料再稀释成较低的浓度，并借着筛选设备，再次的筛除杂物及未解离纤维束，以保持品质及保护设备。 b.网 部 使纸料从头箱流出在循环的铜丝网或 塑料网 上并均匀的分布和交织。 c.压榨部 将网面移开的湿纸引到一附有毛布 的二个滚辘间，藉滚辘的压挤和毛布的吸水作用，将湿纸作进一步的脱水，并使纸质较紧密，以改善纸面，增加强度。 d.压 光 由于经过压榨后的湿
15、纸，其含水量仍高达 52 70%，此时已无法再利用机械力来压除水分，故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥。 e卷 纸 由于经过压榨后的湿纸，其含水量仍高达 52 70%，此时已无法再利用机械力来压除水分，故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥。 g.裁切、选别 包装：取前面已卷成筒状的纸卷多支，用 裁纸机 裁成一张张的纸，再经人工或机械的选别，剔除有破损或污点的纸张，最后将每五百张包成一包（通常叫做一令）。 原 蒸煮 洗 漂氧筛切片 蒸发罐 回收锅炉 苛化 动力锅炉 净浆 汽轮发电机 蒸汽 电 烘干 干浆 稀黑液 浓黑液 高压蒸汽 绿液 石灰 湖北理工学院 毕业设计（论文
16、） 6 图 1 造纸流程及废水产生环节 2.3 造纸废水主要种类及其特点 纸工业是世界 6 大工业污染源之一，占我国工业总废水量的 10左右。 纸生产过程中用水很多，生产 1t 纸约需水 300500m3，在造纸废水中，不仅含有大量造纸原料（约有 20%原料 随废水流失），而且含有大量化学药品及其他杂质，所以如果 造纸废水 不经处理任意排放，会对水体造成极大的危害造纸废水主要为 高浓度有机废水，并含木素、残碱、硫化物、氯化物等污染物。其特点是废水量大，COD 质量浓度高，废水中的纤维悬浮物多，而且含二价硫元素，色度高，有硫醇类恶臭气味。造纸废水主要有三个来源：制浆废液 (黑液 )、中段水、纸机
17、白水。造纸废水会给周围水体带来严重污染和生态环境的破坏。据近年统计资料介绍，全国制浆造纸工业污水排放量约占全国污水排放总量的 10 12，居第三位；排放污水中化学耗氧量 (COD)约占全国排放总量的 40 -45，居第一位。造纸工业废水的严重污染和危害已经引起了人们的广泛关注。随着人们环保意识的不断 增强，彻底解决造纸工业废水对环境的污染已迫在眉睫。 在制浆 (化学法 )和造纸生产过程中主要产生三类废水：黑 (红 )液、中段废水和纸机白水。黑 (红 )液主要是蒸煮制浆废水，中段水包括纸浆洗涤、筛选、漂白废水，纸机白水为抄纸车间废水。其中蒸煮废水的环境污染最严重，占整个造纸工业污染的 90。黑液
18、的主要成分是木质素、纤维素、半纤维素、单糖、有机酸及氢氧化钠等，可以综合回收其中的有用物质；中段废水污染物复杂，含有较高浓度的木质素、纤维素和树脂酸盐等较难生物降解的物质成分，而且富含漂白阶段产生的对环境危害大的有机氯 化物，具有很深的颜色和很大的毒性， pH 为 9 11，悬浮物 1000mg/l 左右， COD600-2500mg/1；抄纸废水，又称“白水”，主要来自打浆、浆料的净化筛选和造纸机湿部。废水中的污染物主要包括悬浮固形物，如纤维、填料、涂料，以及溶解的木材成分、添加的湿强剂、防腐剂等。 湖北理工学院 毕业设计（论文） 7 2.3.1 造纸污水的特点： 蒸煮木浆（或草浆）所生成的
19、废液，又称黑液。黑液中所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的 90%以上，且具有高浓度和难降解的特性 。黑液中的主要成分有 3 种，即木质素、聚戊糖和总碱。木质素是一类无毒的天然高分子物质，作为化工原料具有广泛的用途，聚戊糖可用作牲畜饲料。 打浆机和精浆机排出的污水，称打浆污水。颜色呈深黄色，占造纸工业污染排放总量的 8%9%，吨浆 COD 负荷 310 kg 左右。中段水浓度高于生活污水， BOD 和COD 的比值在 0.20 到 0.35 之间，可生化性较差，有机物难以生物降解且处理难度大。中段水中的有机物主要是木质素、纤维素、有机酸等，以可溶性 COD 为主。其中，对环境污染最严重的是
20、漂白过程中产生的含氯废水，例如氯化漂白废水、次氯酸盐漂白废水等。次氯酸盐漂白废水主要含三氯甲烷，还含有 40 多种其他有机氯化物，其中以各种氯代酚为最多，如二氯代酚、三氯代酚等。此外，漂白废液中含有毒性极强的致癌物质二恶英，对生态环境和人体健康造成了严重威胁。 造纸机污水，其中可以直接使用的称为白水。白水主要含有细小纤维、填料、涂料和溶解了的木材成分，以及添加的胶料、湿强剂、防腐剂等，以不溶性 COD 为主，可生化性较低，其加入的防腐剂有一定的毒性。白水水量较大，但其所含的有机污染负荷远远低于黑液和打浆废水。现在几乎所有的造纸厂造纸车间都采用了部分或全封闭系统以降低造纸耗水量，节约动力消耗，提高白水回用率，减少多余白水排放。 2.3.2 污染物种类： 悬浮物 包 括可沉降悬浮物和不可沉降悬浮物，主要是纤维和纤维细料（即破碎的纤维碎片和杂细胞） 易生物降解有机物 包括低分子量的半纤维素、甲醇、乙酸、甲酸、糖类等。 难生物降解有机物 主要来源于纤维原料中所含的木质素和大分子碳水化合物。 毒性物质 黑液中含有的松香酸和不饱和脂肪酸等。 酸碱毒物 碱法制浆污水 ph 值为 910；酸法制浆污水 ph 值为 1.22.0. 色度 制浆污水中所含残余木质素是高度带色的。 第三章 造纸厂废水处理方法 目前制浆造纸废水治理技术已比较成熟，基本工艺流程是源头治理与末端治理
