造纸厂废水处理

造纸厂废水的来源、特点、危害、难点与解决方案

一、 废水来源

造纸厂废水主要产生于三大工序：

制浆废水：来自蒸煮、洗涤、筛选、漂白等过程，含有木质素、纤维素、半纤维素、糖类、醇类等有机物以及碱、硫化物等化学物质，是污染最严重、处理难度最高的废水。

抄纸废水：即“白水”，主要含有细小纤维、填料（如滑石粉、高岭土）和施胶剂，有机物含量相对较低，可生化性差，但悬浮物高。

废纸制浆废水：在废纸碎解、脱墨、洗涤过程中产生，含有油墨粒子、细小纤维、脱墨化学品（如表面活性剂）和填料，成分复杂，含有难降解的有机物和胶体物质。

二、 特点与危害

主要特点：

污染物浓度高：化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）浓度高，尤其制浆废水。

悬浮物含量大：含有大量纤维、填料等固体悬浮物（SS）。

色度深：木质素及其衍生物使废水呈深褐色，色度难以去除。

成分复杂：含有木质素、有机酸、醇类、硫化物、氯化物、树脂酸等多种有机物和无机物，部分物质有生物毒性。

可生化性差异大：制浆黑液可生化性差；中段废水经预处理后可生化性有所改善。

主要危害：

消耗水体溶解氧：高浓度有机物排入水体，迅速消耗水中溶解氧，导致鱼类和水生生物死亡，水体发黑发臭。

感官污染：深色、浑浊的废水严重影响水体景观。

毒性危害：含有的硫化物、氯化物、树脂酸等对水生生物有毒害作用，并通过食物链累积。

堵塞与淤积：大量纤维和悬浮物可堵塞河道，淤积水底。

三、 处理难点

木质素降解难：木质素结构复杂、分子量大，是造成COD高和色度深的主要原因，常规生化法难以有效降解。

毒性物质抑制生化：漂白工段产生的含氯有机物、硫化物等对微生物有抑制或毒害作用，影响生化系统稳定运行。

水质水量波动大：生产批次、原料变化导致废水水质、水量波动显著，冲击处理系统。

污泥处置困难：处理过程产生的大量无机性污泥（如填料）脱水性差，处置成本高。

深度处理与回用要求高：随着排放标准提高和“零排放”趋势，对脱色、除盐等深度处理技术要求苛刻。

四、 针对性解决方案

针对高浓度、难降解有机物：采用“物化预处理+强化生化+深度处理”组合工艺。预处理常用高级氧化（如芬顿、臭氧催化氧化）或混凝沉淀，以破链、提高可生化性。生化段可采用厌氧（UASB, IC反应器）回收沼气，结合好氧（活性污泥法、生物接触氧化、MBR膜生物反应器）。深度处理常用高级氧化、曝气生物滤池（BAF）或反渗透（RO）。

针对毒性物质与色度：在生化前设置混凝脱色池或高级氧化单元，去除毒性物质并初步脱色。深度脱色可选用臭氧氧化或特种脱色菌剂。

针对水质水量波动：设置大型均质调节池，并配备在线监测仪表，实现加药量和曝气量的自动控制。

针对污泥问题：采用板框压滤机或高压隔膜压滤机进行深度脱水，降低污泥含水率。探索污泥资源化利用，如掺烧制砖。

针对节水与回用：对抄纸“白水”采用多圆盘过滤机或气浮装置进行封闭循环利用。终端排水经深度处理后，部分回用于对水质要求不高的工段。

五、 处理案例详述

案例一：南方某大型竹浆造纸企业废水处理升级改造

客户背景：一家以竹子为原料，年产30万吨漂白竹浆的大型制浆企业，位于环保要求严格的流域。

废水来源与成分：废水主要为制浆中段废水和漂白废水，COD浓度在2500-3500 mg/L，色度高达800-1000倍，含有大量难降解的木质素、半纤维素衍生物及微量AOX（可吸附有机卤化物）。

处理工艺与设备：

预处理：格栅+初沉池+调节池。投加混凝剂（PAC/PAM）进行初步混凝沉淀。

生化处理：采用“水解酸化+改良型Carrousel氧化沟”。水解酸化池提高废水可生化性，氧化沟具有较强的抗冲击负荷能力。

深度处理：采用“芬顿流化床高级氧化+生物滤池”。芬顿工艺有效降解残余COD并脱色，后续生物滤池进一步去除有机物。

污泥处理：污泥经浓缩后，进入高压隔膜板框压滤机脱水。

处理效果对比：

处理前：进水COD平均3000 mg/L，色度平均900倍，SS 800 mg/L。

处理后：出水COD稳定＜50 mg/L，色度＜20倍，SS＜10 mg/L，全面优于《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB 3544-2008）特别排放限值，部分指标达到地表水IV类标准，实现了高标准排放。

案例二：华北某混合废纸制浆造纸厂零排放项目

客户背景：一家以回收废纸（OCC、ONP）为原料，年产50万吨箱板纸的企业，地处水资源极度匮乏地区，政府要求实现废水“近零排放”。

废水来源与成分：废水主要为脱墨废水和纸机白水，特点是悬浮物极高（含油墨、填料、细小纤维），COD浓度1500-2200 mg/L，可生化性较差，并含有表面活性剂等物质。

处理工艺与设备：

白水循环：纸机白水采用“多圆盘过滤机+DAF溶气气浮”系统，实现95%以上封闭循环。

综合废水处理：采用“高效浅层气浮+UASB厌氧反应器+A/O+MBR”工艺。气浮高效去除SS和部分COD；UASB产生沼气回收能源；MBR确保出水悬浮物极低，为后续深度处理奠定基础。

深度处理与回用：MBR出水进入“超滤（UF）+两级反渗透（RO）”系统。RO产水（约75%回收率）回用于生产高档纸的抄造工段；RO浓水经“MVR蒸发结晶”系统，最终产出工业级氯化钠，实现液体零排放。

处理效果对比：

处理前：综合废水COD 2000 mg/L，SS 1500 mg/L，电导率高。

MBR出水：COD＜100 mg/L，SS近乎为0。

最终效果：系统整体水回用率＞90%，仅少量冷凝水外排。RO产水电导率＜50 μS/cm，完全满足生产回用要求。蒸发结晶系统将最终难以处理的浓盐水转化为固体盐，实现了真正的“零排放”，每年节约新鲜用水数百万吨。

案例三：华东某特种纸生产企业的废水深度处理

客户背景：一家生产高附加值特种纸（如装饰原纸、无碳复写纸）的中型企业，其生产过程中使用多种化学品（如染料、湿强剂、干强剂）。

废水来源与成分：废水成分复杂多变，除常规纤维、填料外，还含有难生物降解的合成胶粘剂、残留染料、增白剂等，导致废水色度深、毒性大、可生化性极差（BOD/COD常低于0.2）。

处理工艺与设备：

预处理：采用“微电解+芬顿氧化”组合工艺。微电解产生还原性物质破坏大分子有机物结构，芬顿氧化进行深度氧化，大幅提高废水可生化性并去除色度。

生化处理：采用“高效厌氧反应器（IC）+生物接触氧化”工艺。IC反应器处理高效且占地小，接触氧化法对难降解有机物有一定处理效果。

深度脱色：生化出水采用“臭氧催化氧化”系统，确保色度稳定达标。催化剂的加入提升了臭氧利用率和脱色效率。

处理效果对比：

处理前：进水COD波动大（2000-4000 mg/L），色度500-1500倍，BOD/COD约0.15。

预处理后：COD去除率约40%，BOD/COD提升至0.35以上，色度去除60%。

最终出水：COD＜80 mg/L，色度＜30倍，稳定达到纳管排放标准。该方案成功解决了特种纸废水可生化性差和色度难除的核心难题。

案例四：海外某非木材制浆厂（蔗渣）的废水处理

客户背景：东南亚某国一家以甘蔗渣为原料的年产10万吨漂白浆的工厂，其废水有机物浓度高，且含有硅干扰物。

废水来源与成分：主要来自蔗渣的蒸煮和漂白工段。废水中硅含量较高，容易在设备和管道中结垢，且木质素含量高，COD浓度可达5000 mg/L以上。

处理工艺与设备：

除硅预处理：在调节池中投加镁剂进行化学除硅，防止后续系统结垢。

能源回收与生化：采用“IC厌氧反应器+传统活性污泥法”。高浓度废水先经IC反应器处理，产生大量沼气用于厂内发电，实现了能源回收。

三级处理：好氧出水经“混凝沉淀+砂滤”进一步去除残留污染物。

处理效果对比：

处理前：进水COD平均5500 mg/L，BOD 2200 mg/L，硅含量高。

IC厌氧后：COD去除率达70%以上，并日产数万立方米沼气。

最终出水：COD＜100 mg/L，BOD＜20 mg/L，满足当地严格的排放标准。该案例成功解决了高硅含量废水的结垢问题，并通过厌氧工艺实现了污染物去除与绿色能源回收的双重效益，展示了良好的环境与经济可持续性。