造纸厂废水处理方法

一、造纸厂废水来源

造纸厂废水的产生贯穿整个生产流程，核心来源主要分为四大类，不同生产环节产生的废水性质差异显著，污染负荷也各不相同。首先是制浆工段，这是废水产生的主要源头，包括原料备料、蒸煮、洗涤、筛选等工序，其中蒸煮环节产生的黑液污染最为严重，约占整个造纸过程污染物的90%以上；其次是漂白工段，该环节会产生大量中段废水，主要来自漂白剂的冲洗过程，含有多种有毒有害的氯代有机物；再者是抄纸工段，产生的废水俗称白水，主要来自纸机网部和压榨部，含有大量细小纤维、填料等悬浮物；最后是辅助工段，包括碱回收车间、热电站、厂区及生活区等产生的辅助废水，此类废水水质相对复杂，受生产辅料和生活污水影响较大。此外，再生纸生产企业还会产生来自废纸脱墨、碎浆等环节的废水，进一步增加了废水处理的复杂性。

二、造纸厂废水的特点和危害

（一）核心特点

造纸厂废水整体呈现“量大、质杂、难降解”的核心特征，具体表现为三点。一是水量大，造纸行业属于高耗水产业，每生产1吨纸通常会产生数十吨甚至上百吨废水，大型造纸厂日均废水量可达数万吨，中小规模造纸厂日均废水量也在数千吨以上，且排放具有连续性，对处理系统的负荷要求较高。二是水质复杂且波动大，废水中含有木质素、半纤维素、纤维素等难降解有机物，还有施胶剂、增强剂、防腐剂等化学添加剂，以及漂白过程产生的氯酚类、AOX等有毒物质，同时pH值波动范围广，多呈强碱性，受原料种类、生产工艺和纸品规格影响，水质水量波动极为显著，给处理系统的稳定运行带来极大挑战。三是污染负荷高且可生化性两极分化，制浆黑液的COD浓度可高达数千甚至上万毫克/升，色度深，而白水的可生化性相对较好，但悬浮物含量极高，这种两极分化的特点进一步增加了处理难度。

（二）主要危害

造纸厂废水若未经处理或处理不达标排放，会对生态环境、人体健康和工业生产造成多方面严重危害。对水体生态而言，高浓度的COD、BOD会消耗水体中的溶解氧，导致水体缺氧发黑、发臭，抑制水生生物生长繁殖，破坏水体生态平衡，甚至导致水体丧失使用功能；废水中的色度会遮挡阳光，影响水生植物的光合作用，进一步加剧水体恶化；氯代有机物、重金属等有毒物质会在水生生物体内富集，通过食物链传递，最终危害人体健康，引发恶心、呕吐、致癌、致畸等多种疾病。对工业生产而言，未经处理的废水若直接回用，其中的纤维、杂质会堵塞设备管道，影响生产效率和产品质量；高盐、高碱废水还会腐蚀设备，增加生产成本。此外，废水的乱排乱放还会污染土壤和地下水，导致土壤板结、农作物减产，破坏地下水资源的饮用安全，同时违反环保法规，会给企业带来巨额罚款、停产整顿等处罚。

三、造纸厂废水处理难点及针对性解决方案

（一）核心处理难点

结合造纸厂废水的特点，其处理过程主要面临四大难点。一是难降解有机物去除难度大，废水中的木质素、纤维素等大分子有机物结构稳定，难以被微生物降解，常规生化处理工艺对其去除效率极低，导致COD、色度难以达标。二是水质水量波动大，受原料更换、生产负荷调整等因素影响，废水的pH值、COD浓度、悬浮物含量等指标波动剧烈，容易导致处理系统冲击失效，出水水质不稳定。三是污染物协同去除难度高，废水中同时含有悬浮物、有机物、重金属、有毒物质等多种污染物，不同污染物的处理要求不同，单一处理工艺难以实现全面达标，需要多种工艺协同作用。四是资源回收与处理成本矛盾突出，造纸废水处理需要投入大量的设备、药剂和能源，运行成本较高，而中小造纸企业资金实力有限，难以承担高额处理成本；同时，废水中的纤维、水资源等可回收资源未能有效利用，造成资源浪费。此外，零排放要求下盐累积会限制废水回用，黑液的高碱度会抑制生化系统，白水纤维则容易堵塞膜组件，进一步增加了处理难度。

（二）针对性解决方案

针对上述难点，结合“源头削减+过程控制+末端深度处理”的综合策略，采用分级处理、协同作用的思路，制定针对性解决方案，兼顾处理效果、资源回收和成本控制。

1. 源头削减与预处理优化：从源头减少污染物产生，推行清洁生产技术，采用无氯或低氯漂白技术，减少AOX等有毒物质生成；实施白水封闭循环系统，推广纤维回收装置，回收废水中的纤维再利用，降低悬浮物和COD负荷。预处理阶段采用格栅、筛网、沉砂池去除大颗粒杂质和悬浮物，通过调节池均衡水质水量，采用混凝沉淀或气浮工艺去除部分胶体物质和悬浮物，为后续生化处理创造条件，对于高硅含量的废水，可通过调节pH值结合混凝沉淀去除硅，避免后续设备结垢。

2. 生化处理强化：针对难降解有机物和水质波动问题，采用“厌氧+好氧”复合生化工艺，厌氧阶段选用UASB、IC等高效厌氧反应器，在高温条件下分解大分子有机物，降低COD负荷，同时产生沼气实现能源回收；好氧阶段采用A/O、MBBR、SBR等工艺，投加经驯化的高效降解菌剂，增强微生物对木质素等难降解有机物的分解能力，优化运行参数，提高系统抗冲击负荷能力，实现有机物的深度降解。

3. 深度处理达标与回用：针对生化处理后残留的难降解有机物、色度和盐度，采用高级氧化+膜分离的深度处理工艺，高级氧化工艺可选用Fenton氧化、臭氧催化氧化等，降解难降解有机物、去除色度；膜分离工艺采用超滤（UF）+反渗透（RO）组合，去除溶解性有机物和盐分，实现废水回用。其中超滤可有效去除水中的颗粒、悬浮物、微生物和大分子有机物，保护反渗透装置正常运行，反渗透技术具有高脱盐率，可实现废水的高比例回用，缓解企业用水压力。

4. 污泥与浓水处理：针对处理过程中产生的大量污泥，采用浓缩、脱水、焚烧发电的方式，实现污泥资源化利用，避免二次污染；对于膜分离产生的高盐浓水，采用蒸发结晶工艺，回收盐分再利用，趋近“零排放”目标。同时，优化药剂投加比例和设备运行参数，降低处理成本，适合中小造纸企业推广应用。

四、造纸厂废水处理案例（4个，差异显著、难度较高）

案例一：大型林浆一体化企业高浓度废水深度处理及中水回用案例（难度：高，规模大、回用要求高）

1. 客户详细背景

该客户为国内大型新建造纸企业，拥有林浆一体化项目，制浆产能为30万t/a漂白化学木浆，造纸产能为129.8万t/a，是全国造纸行业规模最大的中水回用项目之一。企业地处水资源紧张区域，环保要求严格，出水不仅需达到国家一级排放标准，还需实现70%以上的中水回用，用于厂区生产补水，缓解用水压力，同时需满足当地环保部门对COD、SS等指标的严格管控，项目配套废水处理站设计处理能力60000m³/d，其中42000m³/d实现回用，是典型的高难度、大规模废水处理及回用项目。

2. 废水来源及成份简述

该企业废水主要来源于制浆车间、浆板车间、备料工段、碱回收车间、热电站、码头、化工项目及厂区、生活区生活废水，核心污染来源为制浆工段产生的黑液和漂白工段产生的中段废水。废水中主要成份包括木质素、半纤维素、纤维素等难降解有机物，还有氢氧化钠等碱性物质、漂白过程产生的氯代有机物（AOX），以及细小纤维、填料等悬浮物，进水COD浓度波动较大，平均COD浓度约1500-2000mg/L，SS浓度约300-500mg/L，pH值呈强碱性（8.5-11.0），色度较高，同时含有少量盐分，处理难度极大，且需满足深度回用要求。

3. 具体处理工艺简述及设备选型

结合废水特性和回用要求，采用“预处理+好氧生物处理+混凝沉淀+Fenton氧化+超滤+反渗透”的组合处理工艺，兼顾污染物去除和中水回用。

预处理阶段：采用粗格栅、细格栅去除大颗粒杂质和漂浮物，选用辐流沉淀池作为初沉池（直径50m，表面负荷0.75m/h），配套进水提升泵、搅拌设备，去除部分悬浮物、胶体及部分COD，同时设置均衡池均衡水质水量，为后续处理创造条件。

好氧生物处理阶段：采用普通活性污泥工艺，选用曝气池、二沉池，配套罗茨鼓风机、污泥回流泵，利用好氧微生物的代谢作用，降解废水中的溶解性有机物，降低COD负荷，提高废水可生化性。

深度处理前段：采用混凝沉淀+Fenton氧化工艺，选用混凝反应池、沉淀池，投加聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），去除胶体物质和部分难降解有机物；Fenton氧化池配套搅拌设备和药剂投加系统，投加H₂O₂和Fe²⁺，氧化降解剩余的难降解有机物，去除色度，随后进入三沉池进行泥水分离，上清液进入连续流砂滤池过滤，确保达到中水回用进水要求。

深度处理及回用阶段：采用超滤（UF）+反渗透（RO）双膜工艺，超滤系统选用中空纤维超滤膜组件，去除水中的颗粒、悬浮物、微生物和大分子有机物，保护反渗透装置；反渗透系统选用抗污染反渗透膜组件，配套高压泵、脱盐装置，实现废水脱盐和深度净化，配套中水回用管网，将处理后的中水输送至厂区原水池，用于生产补水。

4. 处理前后效果对比

处理前，废水水质较差，COD浓度约1500-2000mg/L，SS浓度约300-500mg/L，pH值8.5-11.0，色度较高（稀释倍数超过300倍），含有少量AOX和盐分，无法直接排放，更无法满足回用要求，若直接排放会严重污染周边水体，破坏生态环境。处理后，经预处理+好氧生物处理+混凝沉淀+Fenton氧化处理后的出水，COD≤50mg/L，SS≤13mg/L，pH值稳定在7.0-8.5，色度显著降低；再经超滤+反渗透处理后，产水COD＜10mg/L，TDS＜180mg/L，水质清澈透明，达到厂区生产回用标准。系统回收率达到70%，脱盐率达到97%，每年可为企业提供15.12万m³中水，占企业总用水量的50%，大幅缓解了企业用水压力，同时实现了废水资源化利用，减少了废水排放量，各项指标均优于国家相关排放标准。

案例二：麦草制浆大型造纸厂高COD废水处理及能源回收案例（难度：高，COD浓度极高、毒性强）

1. 客户详细背景

该客户为大型造纸厂，以麦草为主要制浆原料，主要生产文化用纸和包装用纸，日产废水约2万m³，是当地重点排污企业。由于采用麦草制浆工艺，废水污染负荷极高，且含有大量有毒物质，当地环保部门要求COD排放浓度≤50mg/L，同时企业面临能源消耗过高的问题，亟需通过废水处理实现达标排放的同时，回收能源，降低生产成本，属于高难度高浓度有机废水处理项目。

2. 废水来源及成份简述

废水主要来源于麦草制浆的蒸煮、洗涤、筛选、漂白等工序，核心是蒸煮环节产生的高浓度黑液和漂白环节产生的中段废水。废水中主要成份包括大量木质素、纤维素、半纤维素等难降解有机物，还有氢氧化钠、硫化物等碱性物质，漂白过程产生的氯酚类有毒物质，以及麦草中的杂质的悬浮物，进水COD浓度高达4000-6000mg/L，BOD浓度约1500-2500mg/L，SS浓度约800-1200mg/L，pH值10.0-12.0，色度深（稀释倍数超过500倍），毒性强，可生化性差，处理难度极大，且废水排放量大，若处理不当会造成严重的水体污染。

3. 具体处理工艺简述及设备选型

针对高COD、高毒性、难生化的废水特性，采用“预处理+厌氧处理+好氧处理+Fenton氧化+BAF曝气生物滤池+膜过滤”的组合工艺，实现达标排放与能源回收。

预处理阶段：选用格栅、沉砂池去除大颗粒杂质和砂粒，配套格栅机、沉砂设备；随后采用混凝沉淀工艺，选用混凝反应池、沉淀池，投加PAC和PAM，去除部分悬浮物、胶体及部分COD，降低后续处理负荷，配套药剂投加系统和搅拌设备。

厌氧处理阶段：选用IC内循环厌氧反应器，配套加热设备，控制反应温度在35-55℃，利用厌氧微生物的代谢作用，分解废水中的大分子有机物，产生沼气（主要成分为甲烷），实现能源回收，同时大幅降低COD负荷，COD去除率可达60%-70%，配套沼气收集、储存和利用系统。

好氧处理阶段：采用SBR序批式活性污泥法，选用SBR反应池，配套曝气设备、污泥回流设备，交替进行曝气、沉淀、排水过程，进一步降解废水中的小分子有机物，COD去除率可达80%-90%，增强系统抗冲击负荷能力，确保出水水质稳定。

深度处理阶段：首先采用Fenton氧化工艺，选用Fenton氧化池，投加H₂O₂和Fe²⁺，氧化降解剩余的难降解有机物（如木质素），提高废水可生化性；随后进入BAF曝气生物滤池，利用填料上的微生物膜进一步吸附和分解污染物，配套曝气设备和填料；最后采用UF+RO膜过滤工艺，去除溶解性有机物和盐分，配套超滤膜、反渗透膜组件及高压泵，确保出水达标。

污泥处理阶段：选用污泥浓缩池、板框压滤机，将处理过程中产生的污泥进行浓缩、脱水，脱水后的污泥用于焚烧发电，实现污泥资源化利用，配套污泥输送设备和焚烧设备。

4. 处理前后效果对比

处理前，废水呈黑褐色，浑浊粘稠，COD浓度4000-6000mg/L，BOD浓度1500-2500mg/L，SS浓度800-1200mg/L，pH值10.0-12.0，色度超过500倍，含有大量有毒物质，可生化性差，直接排放会导致水体严重缺氧、发黑发臭，水生生物大量死亡，污染周边土壤和地下水。处理后，废水变得清澈透明，COD浓度≤30mg/L，远低于50mg/L的排放标准，BOD浓度≤10mg/L，SS浓度≤20mg/L，pH值稳定在7.0-8.0，色度≤50倍，有毒物质（如氯酚类、AOX）去除率达到95%以上，各项指标均优于国家《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB 3544-2008）。同时，厌氧处理阶段年产沼气约150万m³，用于厂区发电或供热，覆盖厂区30%的能源需求，污泥经脱水后焚烧发电，实现了能源和污泥的资源化利用，大幅降低了企业的能源消耗和处理成本。

案例三：西南竹浆造纸企业高硅高波动废水处理案例（难度：高，高硅、季节性波动大、发泡性强）

1. 客户详细背景

该客户为西南地区特色竹浆造纸企业，主要生产高档生活用纸，年产10万吨，地处敏感水域上游，当地环保部门执行特别排放限制，对出水水质要求极为严格，同时企业生产原料为竹子，废水具有独特的高硅特性，且受季节影响，水质波动大，发泡性强，传统处理工艺易出现结垢、处理效果不稳定等问题，属于针对性强、处理难度高的特色造纸废水处理项目，最终该项目获得省级环保示范工程称号。

2. 废水来源及成份简述

废水主要来源于竹浆蒸煮、漂白、抄纸等工序，其中蒸煮工段贡献40%的污染负荷，漂白工段贡献30%，超浓工段贡献30%。废水中主要成份包括木质素、纤维素、半纤维素等难降解有机物，还有竹子中含有的大量硅元素（硅含量较高）、漂白过程产生的有毒物质，以及细小纤维、填料等悬浮物，同时具有高CO₂含量、季节性成分波动大、发泡性强的特点，进水COD浓度约1200-1800mg/L，硅含量约70-100mg/L，pH值8.0-10.0，色度约200-300倍，SS浓度约400-600mg/L，季节性波动导致COD、硅含量等指标波动幅度可达30%以上，发泡性强易导致处理设备运行异常，高硅含量易造成设备结垢，处理难度极大。

3. 具体处理工艺简述及设备选型

针对竹浆废水高硅、高波动、发泡性强的特点，采用“硅去除预处理+两级A/O工艺+泡沫控制+应急保障+臭氧催化氧化备用”的组合工艺，重点解决硅去除、水质波动和发泡问题，确保出水达标。

硅去除预处理阶段：设置调节池，调节废水pH值至9.5，配套pH调节设备和搅拌设备，随后采用混凝沉淀工艺，投加专用混凝剂，去除废水中的硅元素，硅去除率可达70%，避免后续设备结垢，选用混凝反应池、沉淀池，配套药剂投加系统。

主体生化处理阶段：采用两级A/O工艺，选用A池、O池，配套曝气设备、硝化液回流设备，控制硝化液回流比为300%，增强系统对有机物和氮的去除能力，提高系统抗冲击负荷能力，适应废水季节性波动的特点，配套污泥回流设备，确保生化系统稳定运行。

辅助处理阶段：设置泡沫控制专用消泡系统，选用消泡设备和消泡剂投加装置，解决废水发泡性强的问题，避免泡沫影响处理效率；配备表面曝气改良应急保障系统，在水质波动较大时启动，确保处理效果稳定；设置臭氧催化氧化备用系统，选用臭氧发生器、催化氧化池，在出水水质不达标时启动，进一步降解难降解有机物，确保达标排放。

深度处理阶段：选用过滤设备，去除废水中剩余的悬浮物和胶体物质，配套过滤介质和反冲洗设备，确保出水水质满足特别排放限制要求，配套中水回用系统，实现部分废水回用。

4. 处理前后效果对比

处理前，废水呈黄褐色，泡沫较多，浑浊度高，COD浓度1200-1800mg/L，硅含量70-100mg/L，氨氮浓度约15-25mg/L，总氮浓度约20-30mg/L，pH值8.0-10.0，色度200-300倍，SS浓度400-600mg/L，水质季节性波动大，高硅含量易导致设备结垢，发泡性强影响处理过程，若直接排放会污染敏感水域，违反特别排放限制要求。处理后，废水清澈，泡沫完全消除，COD浓度≤40mg/L，硅含量降至30mg/L以下，有效解决了竹浆造纸常见的结垢问题，氨氮浓度≤2mg/L，总氮浓度≤10mg/L，pH值稳定在7.0-8.0，色度≤40倍，SS浓度≤25mg/L，各项指标均满足当地特别排放限制要求，系统抗冲击负荷能力强，能够适应季节性水质波动，实现了稳定达标排放，同时获得省级环保示范工程称号，具有良好的环境效益和示范意义。

案例四：再生纸厂废水处理升级改造案例（难度：高，原有设施简陋、悬浮物极高、达标压力大）

1. 客户详细背景

该客户为华南地区专业生产箱板纸的再生纸生产企业，以废纸为主要原料，日产量约200吨，属于中小型造纸企业。企业原有废水处理设施简陋，仅采用简单沉淀处理后即行排放，随着环保标准的提高，原有处理工艺已无法满足新实施的排放标准，面临停产整顿的风险。企业资金实力有限，要求改造方案投资少、运行成本低，同时需实现废水达标排放，兼顾经济性和实用性，属于改造难度大、成本控制严格的再生纸废水处理项目。

2. 废水来源及成份简述

废水主要来源于废纸脱墨、碎浆、抄纸等工序，核心是废纸脱墨和碎浆环节产生的废水。废水中主要成份包括大量细小纤维、填料（如碳酸钙）等悬浮物，还有脱墨剂、施胶剂等化学添加剂，以及少量难降解有机物，废水的主要特点是悬浮物含量极高，SS达2000mg/L以上，COD浓度中等，约1500mg/L，可生化性较好（BOD/COD≈0.45），pH值7.5-9.0，色度约150-200倍，同时含有少量粉尘和臭气，原有处理工艺仅能去除部分大颗粒悬浮物，大部分污染物无法去除，出水严重超标。

3. 具体处理工艺简述及设备选型

结合企业现有设施、废水特性和成本控制要求，采用“物化预处理-高效生物处理-三级过滤”的主体工艺路线，对原有设施进行升级改造，避免大规模新建，降低投资和运行成本。

物化预处理阶段：对原有沉淀设施进行改造，新增细格栅和涡凹气浮设备，细格栅用于去除细小悬浮物和纤维，涡凹气浮设备用于分离废水中的细小纤维和胶体物质，提高悬浮物去除率，配套格栅机、涡凹气浮机，投加少量混凝剂，增强处理效果，降低后续生物处理负荷，设备选型注重性价比，适合中小型企业。

生物处理阶段：将原有简单生物处理设施改建为生物接触氧化池，增设新型组合填料，提高微生物附着量，增强生物降解能力，配套曝气设备，利用填料上的微生物膜吸附和分解废水中的有机物，适应废水可生化性较好的特点，同时降低运行能耗，配套污泥回流设备和污泥处理设施，减少污泥排放量。

深度处理阶段：新增纤维过滤和精密过滤两级过滤系统，纤维过滤用于回收废水中的细小纤维，实现资源回收，精密过滤用于去除剩余的悬浮物和胶体物质，确保出水达标，配套纤维过滤机、精密过滤器，设备操作简便，维护成本低，适合企业日常运营。

废气处理配套：采用喷淋塔结合UV光解工艺，处理废水处理过程中产生的粉尘和臭气，配套喷淋塔、UV光解设备，确保废气排放达标。

4. 处理前后效果对比

处理前，企业原有工艺处理后，废水仍呈浑浊状态，SS浓度约800-1000mg/L，COD浓度约800-1000mg/L，色度约100-150倍，pH值7.5-9.0，各项指标均远超新实施的排放标准，若继续排放会面临停产整顿和巨额罚款，同时废水携带的纤维和杂质会污染周边水体，影响生态环境。升级改造后，废水处理效果显著提升，出水清澈透明，SS浓度降至30mg/L以下，COD浓度低于90mg/L，色度≤30倍，pH值稳定在7.0-8.5，各项指标完全达到新排放标准要求，废水处理过程中产生的粉尘和臭气经处理后，浓度均符合相关标准。项目总投资约650万元，吨水处理成本约1.2元，较改造前仅增加0.3元/吨水，在控制成本的同时，实现了废水达标排放，避免了停产风险，同时回收的细小纤维可重新用于生产，实现了资源回收，兼顾了环境效益和经济效益，对中小型再生纸企业废水处理升级改造具有良好的参考价值。