造紙行業(yè)是排水大戶，在眾多的造紙廠幾乎都有常規(guī)的污水處理設(shè)備，大多企業(yè)僅達(dá)標(biāo)排放，厭氧、好氧及氣浮沉降等工藝的回用水質(zhì)直接回用受工藝限制。降級(jí)回用已在要求不高的紙廠循環(huán)回用，然而生產(chǎn)高檔紙張的紙廠仍無(wú)法將大部分廢水回用于生產(chǎn)工藝中，如所有白度要求高的紙廠以及強(qiáng)度要求較高的牛皮紙等，膜技術(shù)的應(yīng)用徹底解決了此類問題。

 (1) 膜法應(yīng)用工藝介紹

①造紙工業(yè)廢水回用工藝

造紙廢水處理方法很多，有混凝氣浮和混凝沉淀的物化法、化學(xué)處理法、生化法等。廢水污染物質(zhì)多種多樣，只用一種處理方法往往不能把所有的污染物質(zhì)全部除去，而是需要通過幾種方法組成的處理系統(tǒng)或處理流程，才能達(dá)到處理要求的程度。通過目前常規(guī)工藝處理的造紙廢水，通常只做到了達(dá)標(biāo)排放，多數(shù)作為回用的工藝用水，對(duì)水質(zhì)指標(biāo)特別是有機(jī)物、色度、硬度等指標(biāo)有更為嚴(yán)格的要求。處理的方法應(yīng)根據(jù)每種水源和用水對(duì)象對(duì)水質(zhì)的要求確定。利用原達(dá)標(biāo)排放的廢水處理設(shè)施再結(jié)合膜處理方法對(duì)回用效果較經(jīng)濟(jì)。這種結(jié)合方法除了具有回用于造紙工藝各用水點(diǎn)的效果外，還能直接或間接地兼收其他處理效果。如通過膜處理后的純水比現(xiàn)地表水取水還要清澈，電導(dǎo)值、懸浮物等指標(biāo)明顯優(yōu)于工藝用水要求，而如果不采用前預(yù)處理的方法，直接進(jìn)膜法處理，不僅運(yùn)行費(fèi)用高，而且無(wú)法讓系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，回用水質(zhì)也難以得到保障。只有常規(guī)方法與膜法相結(jié)合使用，才能很好地實(shí)現(xiàn)水再循環(huán)利用。

②造紙工業(yè)廢水膜法處理作用

世界上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、科學(xué)技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家近幾年來(lái)將膜分離技術(shù)，如超濾（UF）、反滲透（RO）和電滲析（ED）等應(yīng)用于造紙工業(yè)廢水的處理，可以大大降低能耗，減少投資。由于膜過濾技術(shù)具有分離效率高、節(jié)能、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，使其在廢水處理領(lǐng)域有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/P>

微濾即微孔過濾，主要是利用機(jī)械過濾的方法，將中段廢水中的微小纖維從液體中分離出來(lái)，微濾是采用孔隙特別細(xì)小的不銹鋼網(wǎng)或化纖絲網(wǎng)作為過濾介質(zhì)進(jìn)行分離操作，它不但可以回收纖維，對(duì)COD和BOD也有較好的去除效果。現(xiàn)在用得較多的是1－5mm格柵過濾以截留木屑等顆粒狀物質(zhì)，以防泵的損壞。超濾用于造紙廢水處理是通過截留污水中相對(duì)分子質(zhì)量大于超濾膜截留相對(duì)分子質(zhì)量的成分，而水和相對(duì)分子質(zhì)量低的溶質(zhì)則允許透過膜。超濾透過水去除的大分子物質(zhì)如木質(zhì)素和紙漿纖維等還可回收利用。超濾是目前在造紙工業(yè)上應(yīng)用較多的膜技術(shù)，主要用于降低黑液的有機(jī)負(fù)荷，廢水中主要成分的分離和回用，如UF膜法治理牛皮紙黑液，此方法還能夠回收、綜合利用木素，同時(shí)濃縮黑液，減少能耗。國(guó)外大部分紙廠處理造紙廢水用的都是平板超濾膜，它更利于恢復(fù)，不易被纖維等污染物堵塞，但DDS平板膜的價(jià)格昂貴，在國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)廠家應(yīng)用。而國(guó)產(chǎn)的中空超濾膜以其價(jià)格優(yōu)勢(shì)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用已始普及。反滲透或納濾用于去除循環(huán)回用中累積的鹽分，回用水水質(zhì)可優(yōu)于工藝用水，如再經(jīng)離子交換或二級(jí)反滲透處理，還可以應(yīng)用于鍋爐用水。反滲透還起濃縮作用，它能將稀液變濃，并保留了有效成分，為蒸發(fā)零排放節(jié)約蒸汽耗量。亞硫酸鹽法造紙廢液濃度較低，由于RO法去除低濃度廢水的能耗大大小于蒸發(fā)器的值，RO濃縮液被送到蒸發(fā)器蒸發(fā)，大大降低了蒸汽耗量，而透過液也可直接回用于前蒸煮工藝中。由于制漿廢水所含的有機(jī)雜質(zhì)較為復(fù)雜，對(duì)膜污染較嚴(yán)重，對(duì)膜的清洗較頻繁。電滲析膜法應(yīng)用于制漿廢水黑液的堿回收，在廢液中提取低聚木糖等廢水中有效物回用上起到了有機(jī)物中脫鹽的作用，使回用物料去掉多余的鹽分，也為后續(xù)逆滲透膜濃縮創(chuàng)造有利條件。真正發(fā)揮其回用物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。電滲析用于提取制漿廢水中的有效成分，如木素、堿及低聚糖等，電滲析膜工藝還能將回用的有機(jī)物中分離出多余的鹽份，使回用物有更好的利用價(jià)值。

膜生物反應(yīng)器MBR是將生物降解作用與膜的高效分離技術(shù)結(jié)合而成的一種新型高效的污水處理與回用工藝。用于去除COD、濁度及脫氮除磷等，它比傳統(tǒng)的活性污泥法有更高質(zhì)量的回用水。MBR膜生物反應(yīng)器可更好的替代二沉池的作用，從源頭上降低COD值，而使出水比一般生化法回用水質(zhì)量更好。在荷蘭Uchelen紙廠將漂白廢水以生產(chǎn)能力為10m3/h的MBR系統(tǒng)進(jìn)行處理后80~90%的水回用于漂白生產(chǎn)中沒有影響漂白質(zhì)量。MBR是當(dāng)今污水回用中最為熱門的技術(shù)，由于投資較高，國(guó)內(nèi)的應(yīng)用還處在研制和推廣中。

造紙廢水中許多有價(jià)值的化工產(chǎn)品，如木質(zhì)素、木質(zhì)素磺酸鹽、香蘭素等，在膜法處理過程中得以回收，凈化的水又可回用于造紙過程。采用膜法處理造紙廢水是大有前途的新型技術(shù)。二十多年來(lái)膜法處理工廠在世界許多國(guó)家的造紙工業(yè)中陸續(xù)建立并投入運(yùn)行，降低造紙業(yè)的自耗水量，并為他們帶來(lái)十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益。目前國(guó)內(nèi)對(duì)造紙廢水的膜分離法的研究已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，并已邁進(jìn)工業(yè)化生產(chǎn)階段。下面介紹膜法回用金東紙業(yè)造紙廢水的中試情況。

(3) 膜法處理造紙廢水中試介紹

①造紙工業(yè)廢水膜法處理的進(jìn)水要求

造紙廢水一般含懸浮物（包括無(wú)機(jī)和有機(jī)的）較多，碎的纖維狀懸浮物極易堵塞微濾及更細(xì)的膜為避免廢水污物堵塞膜，減少清洗難度和頻率，不宜直接用膜分離法來(lái)處理，最好在膜分離前進(jìn)行絮和氣浮等常規(guī)預(yù)處理。經(jīng)一級(jí)混凝沉淀或氣浮處理后，SS去除率為70%～80%，COD去除率在70%左右，必須進(jìn)行后續(xù)生物處理，以進(jìn)一步去除溶解性COD、BOD5等污染物。經(jīng)過物化—生化聯(lián)合處理，出水水質(zhì)：pH為7～8，COD在100mg/L左右，SS為20～50mg/L，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，如再采用膜法繼續(xù)處理，則很容易就能達(dá)到各路工藝的回用要求，不僅節(jié)約噸紙自耗水量，又減少了污水排放量。

② 微濾膜法處理造紙廢水

經(jīng)過初沉池、厭氧、好氧和氣浮等處理達(dá)標(biāo)排放的造紙廢水，基本滿足進(jìn)膜處理的要求。工藝中只需在超濾前設(shè)置可自動(dòng)反洗的自清洗過濾器或是疊片式過濾器，保證超濾進(jìn)水雜質(zhì)不大于100μm就可安全進(jìn)超濾元件。我們?cè)诮饢|紙業(yè)分別在初沉池廢水和二沉池達(dá)標(biāo)排放廢水池中試驗(yàn)其運(yùn)行工況，發(fā)現(xiàn)初沉池中的廢水由于懸浮物量過大，很快就會(huì)堵塞微濾的孔隙，水壓差上升很快，基本上1.5小時(shí)就得反洗，運(yùn)行極不穩(wěn)定。而經(jīng)過常規(guī)處理的二沉池廢水就能保持一天多壓差無(wú)變化，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，我們推斷直接用膜法來(lái)回用造紙廢水，風(fēng)險(xiǎn)較大，還是結(jié)合常規(guī)預(yù)處理后再應(yīng)用膜法來(lái)提高回用效率更安全。

采用陶瓷膜作為造紙廢水的回用技術(shù)已在造紙廢水處理中應(yīng)用，它與有機(jī)膜相比，陶瓷膜具有耐高溫、耐有機(jī)溶劑、耐酸堿、抗微生物侵蝕、剛性及機(jī)械強(qiáng)度好、孔徑均勻、使用壽命長(zhǎng)以及易清洗再生等優(yōu)點(diǎn)。在制漿廢水初沉池中，一般污水的溫度仍有70℃左右，在大多數(shù)生產(chǎn)廠家為了后續(xù)工藝的需要，采取冷卻塔噴淋來(lái)降低溫度，并伴有熱汽升空，對(duì)環(huán)境仍有影響。為了將熱能回用，我們?nèi)缰苯硬捎锰沾赡み^濾廢水，不僅回用了廢水，而且節(jié)約了蒸汽用量，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

③ 超濾膜法處理造紙廢水

超濾的材料有許多種，我們分別用PS，PP，PVC及PES等材料的超濾元件來(lái)試驗(yàn)運(yùn)行的穩(wěn)定性，經(jīng)過試驗(yàn)測(cè)試及結(jié)果相差不大。在國(guó)外，應(yīng)用平板超濾處理造紙廢水的項(xiàng)目較為普遍，而在國(guó)內(nèi)的平板超濾膜由于成本昂貴還未能有效推廣，中空超濾的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)已相當(dāng)普及，而在造紙廢水行業(yè)上的應(yīng)用國(guó)內(nèi)也才起步。金東現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)水水質(zhì)情況如下：經(jīng)沉淀和生化處理后達(dá)標(biāo)的放流水，鹽分較低，電導(dǎo)率范圍1153～1750μs/cm，顏色較淺，但有懸浮物，pH：7.52左右，COD：83～98mg/l，SS：43～62mg/l。

PP、PES、PS和PVDF等材料的超濾膜均適用于達(dá)標(biāo)排放的造紙廢水深度處理。我們可根據(jù)規(guī)模的大小選擇膜的大小數(shù)量，每臺(tái)裝置應(yīng)配置全自動(dòng)閥門，按照程序，適時(shí)反沖和清洗，以保證超濾膜穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過20天的晝夜連續(xù)運(yùn)行，數(shù)據(jù)表明超濾膜對(duì)放流水SS去除效果顯著，達(dá)到預(yù)期設(shè)想。且運(yùn)行壓力較低，反洗后的通量恢復(fù)性能較好，證明超濾膜的運(yùn)行穩(wěn)定，適合工業(yè)化大生產(chǎn)的運(yùn)行。經(jīng)過二十天的連續(xù)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)較充分，可以為大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供借鑒和依據(jù)。

④ 反滲透膜法處理造紙廢水

經(jīng)過超濾處理過的造紙廢水已相當(dāng)清轍，基本是透明的，只是無(wú)法將廢水中的顏色完全去除掉，并含有一定量添加劑的鹽分積累，影響紙張的性能，尤其在高檔的白紙中回用仍需經(jīng)更致密的反滲透膜再處理，才能得到符合回用要求的水。我們應(yīng)用了納濾膜和反滲透膜均做了試驗(yàn)，納濾膜應(yīng)用于去除大部份色澤和COD已相當(dāng)有效，只是對(duì)一價(jià)鈉鹽較多的造紙廢水回用的水質(zhì)仍有一定的鹽分積累，由于它在回用中的能耗比反滲透低許多而更受歡迎。具體參見http://wlmqsb.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

反滲透法處理含量不高的綜合造紙廢水也有相當(dāng)好的作用，它還可拓展回用的方向，如紙廠要運(yùn)用大量的蒸汽，需大量的純水供應(yīng)鍋爐，這時(shí)應(yīng)用反滲透作為回用鍋爐用水將比納濾更有優(yōu)勢(shì)，它能延長(zhǎng)樹脂再生周期，甚至兩級(jí)反滲透已能達(dá)到一般鍋爐的使用要求，又減少了酸堿再生廢水的排出，應(yīng)用反滲透和電去離子膜法制水工藝將在不遠(yuǎn)的將來(lái)為大家所接受，而造成排放污染的酸堿廢水的樹脂交換工藝將慢慢被膜工藝所取代。(作者:李嘉　趙丹青　汪泠 杭州水處理中心)