废水的封闭循环和零排放（一）

2007/8/10 15:04:24

作者简介：贺延龄，西安交通大学环境与化学工程学院教授，博士，陕西省环保产业协会理事，纽约科学协会、美国微生物学会、国际水学会会员。　　摘要：废纸作原料的制浆造纸厂全厂废水封闭循环和零排放的技术已经成熟。厌氧/好氧相结合的处理系统是封闭循环的关键。少量的废水处理即可解决高度封闭的造纸厂常见的腐浆、臭气、结垢、腐蚀、添加剂用量的增大以及粘缸糊网等问题，废水处理的投资和运行成本低于传统的处理方法。本文通过德国Kappa Zülpich纸厂零排放的实例介绍了有关理论和实践。　　关键词：废纸；造纸；废水处理；封闭循环；零排放我国制浆造纸工业是用水大户，节约水资源，建立可持续发展的水资源利用模式，不但是社会经济发展和环境保护的需要，对于造纸工业本身的发展也是性命攸关。　　目前，欧洲与北美以废纸为原料的制浆造纸厂，不少已实现“零排放”，即完全没有废水的排放。目前，废纸制浆造纸废水的回用技术已经成熟，对于脱墨或不脱墨的废纸工艺，在技术上均可达到零排放。　　1　零排放和封闭循环中需要解决的问题　　在封闭循环和零排放的工厂中，废水不断的循环使用，有害的物质逐渐积累，达到很高的浓度。有害物质的积累将引起以下问题：　　1.1　微生物生长问题　　水循环后，有机物大量积累，同时水温上升，从而为微生物的生长创造了条件。微生物中那些形成粘液和丝状生长的微生物因为能够附着在容器壁面而易于生长，成团的带粘液的微生物与纤维一起形成所谓的腐浆（slime），腐浆的存在可造成纸面的空洞、透明点等纸病，甚至引起抄造断头。　　溶解性有机质浓度的增高使工艺水呈缺氧状态，这必然导致厌氧微生物的生长，它们将硫化合物还原成H2S，并产生大量的挥发性脂肪酸（VFA），它们散发出臭气，不但恶化操作环境，而且在产品中残留。　　1.2　盐的积累和腐蚀问题　　废水中的CaCO3（来自废纸中的填料与涂布层）和微生物产生的VFA缓慢进行以下反应：　　2CH3COOH+CaCO3→2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑　　CO2的产生引起气泡和泡沫，影响纸机操作，产生纸病和断头。Ca2+还会和树脂酸、SO42-在纸机的表面特别是网部形成树脂酸钙和石膏（CaSO4）垢层，造成糊网等类似树脂障碍的操作故障。形成石膏的SO42-来源于废纸，因为纸张在施胶中采用矾土（主要成分为Al2（SO4）3）作为沉淀剂或采用硫酸盐法制浆。在以旧纸箱生产瓦楞纸的零排放工厂中，发现在废水处理前，Ca2+和SO42-的积累分别达到2600mg/l和1400mg/l，而VFA的浓度高达10000～13000mg/l。（未完待续）

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