銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案

　　造紙產業(yè)是與國民經濟和社會事業(yè)開展關系親密的重要根底原資料產業(yè)，其生產是以木材加工剩余物、竹子、農業(yè)秸稈等原生植物纖維和廢紙等再生纖維為原料，經過化學、機械等辦法生產紙漿，再以紙漿為原料生產紙和紙板。制漿造紙生產流程長，水作為纖維和化學品的載體，貫串整個工藝過程。

　　植物纖維是由纖維素、半纖維素、木素三大組分，以及脂肪酸、小分子碳水化合物、無機物等少量組分組成，在廢紙原料中除上述組格外，還含有填料、助劑、塑料等夾雜物。這些組分在酸、堿、高溫等外界條件影響下發(fā)作降解溶出，進入各生產工序的水體中，就產生了水污染。廢水污染水平跟有機組分降解量，也即纖維原料應用率(得率)親密相關，得率高，有機組分降解少，水污染物產生量相對較低。2000年前，我國造紙工業(yè)紙漿產量的50%以上是以非木材纖維為原料，根本上采用得率僅有40%左右的化學法制漿生產的，且漂白過程為低濃含氯漂白，再加上企業(yè)范圍小、技術配備程度落后、廢水處置不到位，對環(huán)境形成了嚴重污染。這一污染問題隨著造紙產能的快速增出息一步凸顯，到2007年到達峰值，COD和廢水排放總量分別占全國重點行業(yè)排放總量的34.74%和19.25%，高居榜首，成為我國工業(yè)水污染防治的重中之重。

　　2008年，原國家環(huán)保部出臺新的《制漿造紙工業(yè)水污染物排放規(guī)范》(GB3544—2008)。規(guī)范請求，2008年新建及2011年之后一切制漿和造紙結合企業(yè)，外排廢水量和COD排放濃度限值需到達40m3/t、90mg/L，特別地域更是低于25m3/t漿和60mg/L，僅為原排放規(guī)范的1/8~1/5，一舉把我國造紙行業(yè)的水污染物排放請求提升到國際最嚴的規(guī)范行列。在嚴厲的環(huán)保請求下，大局部企業(yè)選擇經過增強廢水處置力度，增加末端廢水三級深度處置，以期快速完成達標。2008—2010年短短3年間，造紙工業(yè)廢水處理設備年運轉費用就從46.2億元升至64.9億元，增加了18.7億元，年均增長12%，廢水處置費用更占到利稅總額的13%。很顯然，完整依賴水污染末端管理，水處置設備運轉本錢高，企業(yè)難以接受，而且處置過程難度大、排放超標風險高。

　　基于此，筆者提出以綜合本錢最優(yōu)為目的，將清潔生產和末端管理相分離，以源頭和過程控制為主、輔以末端管理的水污染全過程控制新形式。經過多年的工程理論，證明這是一種契合造紙行業(yè)污染防治的正確辦法，推進了造紙行業(yè)綠色轉型晉級和可持續(xù)開展，助力國家生態(tài)文化建立。

　　一、水污染全過程控制理論及其內涵

　　環(huán)保問題不斷是造紙行業(yè)開展過程中十分重要和緊迫的工作，也是一項必需承當的社會義務。在環(huán)境倒逼之下，造紙行業(yè)環(huán)保設備日臻完善，水污染管理程度也逐漸提升，污染問題得到有效遏制。但在環(huán)保請求越來越嚴厲的大趨向下，特別是可持續(xù)開展的施行，傳統(tǒng)以“先污染、后管理”為根本特性的“末端管理”形式局限性愈加顯現，主要表如今：末端管理是生產過程的額外擔負，增加生產本錢，企業(yè)沒有積極性，末端管理不能根治污染，常常產生污染物轉移，形成二次污染，末端管理治本不治標，不能處理資源耗費高的問題，只注重末端，人為把污染控制和生產分割開來，形成生產管理中環(huán)境和生產“兩張皮”。因而，采用傳統(tǒng)末端管理方式難以減少污染物的排放，無法滿足國家對水污染物總量控制的更高層次請求，也不能從基本上處理造紙行業(yè)環(huán)境污染問題。

　　水污染全過程控制，是基于生產過程可能產生的特征污染物生命周期(LCA)剖析，從原料、生產和廢水全過程等動手，以綜合本錢最小化為目的，經過毒性原料或介質替代、原子經濟性反響、高效別離、廢物資源化、污染物無害化、水分質分級應用等技術辦法的綜合集成，完成水污染物穩(wěn)定到達國家/行業(yè)/中央排放規(guī)范。水污染全過程綜合控制內涵包括2個層次，一是基于水污染減排的清潔生產(1)，二是基于滿足環(huán)保排放規(guī)范的廢物無害化處置(2)，這兩個層次也把常規(guī)意義上的“(1)+(2)”加法疊加變成“(1)×(2)”的乘法疊加，產生了倍增效應(見圖1)。

　　水污染全過程控制不過度追求每一個工序的污染物及排污的最小化，而是將過程污染物的構成與末端污染物管理難易分離起來，把末端管理工序作為生產工序的一個環(huán)節(jié)，統(tǒng)籌思索本錢或收益，以完成綜合本錢最優(yōu)、毒性風險最小、穩(wěn)定達標的目的。

　　二、水污染全過程控制技術應用理論

　　水污染全過程控制技術的施行主要分三步，首先必需對生產全過程實行深化解析，控制產污環(huán)節(jié)及其廢水特性以及污染遷移途徑，挑選出需求優(yōu)化的關鍵單元，其次，采用清潔工藝替代、單元過程強化等措施，完成源頭減量或污染物無害化，最后，實行技術集成優(yōu)化和經濟性評價，構成最優(yōu)的集成技術體系。

　　2.1 化學法制漿水污染全過程控制技術

　　化學法制漿的水污染產生環(huán)節(jié)主要包括備料、蒸煮、洗濯、挑選凈化和漂白(如圖2所示)，其中漂白廢水量最大，達30~50m3/t漿，這局部廢水CODCr濃度為2000~4000mg/L，且含有較高濃度的AOX，直接送廢水處置站，其次是蒸煮提取產生的黑液，普通在8~10m3/t漿，CODCr濃度高達100000~150000mg/L，這局部廢水送堿回收系統(tǒng)實行資源化處置，再次是挑選廢水，采用封鎖挑選產生的廢水多在6~8m3/t漿，其廢水多呈堿性且COD濃度不高，普通都是逆流回用，并送堿回收系統(tǒng)處置，最后是備料洗濯水，通常洗濯木片廢水產生量2~3m3/t漿，其廢水泥沙含量較高，且含有少量有機溶出物，這局部廢水直接送廢水處置站。顯而易見，化學法制漿源頭減排的關鍵在于黑液的高效別離和漂白廢水的減量。

　　黑液在纖維中有3種存在方式：一是游離水，約占70%，二是吸附水，約占20%，還有一局部是分離水，約占10%。紙漿保水值越高，吸附水和分離水就越難脫出，黑液提取率就低，被帶入漂白段的木素等污染物含量就高。麥草漿等非木材纖維紙漿濾水性差，常規(guī)真空洗漿機主要依托水腿產生真空，只能脫出游離水和局部吸附水，其黑液提取率普通只要85%左右，造成較多的黑液進入漂白段，增加漂白難度和漂白廢水污染，關于木漿，因濾水性好，黑液提取率較易到達90%~95%，但要完成99%的提取率，難度也很大。眾所周知，黑液提取率越高，紙漿越潔凈，對后續(xù)漂白越有利，因而要減排，必需盡可能多地脫出分離水。分離水用傳統(tǒng)的“稀釋-擴散-抽濾”方式很難脫出，且效率太低，只要采用外力實行“壓濾”強迫置換，因而能夠在原洗漿機的根底上，增設或交換改成擠壓洗漿設備，如單螺旋擠漿機、雙輥擠漿機，對提取實行單元強化。

　　經過近20年的國產化應用推行，中濃氧脫木素技術及中濃漂白技術已在行業(yè)內普遍采用，漂白廢水量從傳統(tǒng)CEH漂白的100~150m3/t漿降至目前的30~50m3/t，為造紙行業(yè)減排發(fā)揮了重要作用。但相對其他生產工序，漂白廢水排放量最大，在制漿廢水中占比最高，所以仍是減排的關鍵。針對漂白廢水的進一步削減難題，一是進一步提升漂白濃度，從現有的10%提升到15%，二是將氧脫木素和蒸煮作為一個整體，實行協同深度脫木素，在堅持紙漿質量的同時，取得更低硬度的未漂白漿。關于前者，漂白濃度提升后，紙漿流體化更為艱難，且對操控請求極高，因此不只要處理更高濃度下紙漿的流體化問題，而且還要對中濃保送系統(tǒng)的控制實行優(yōu)化，降低操作難度，保證生產順利實行。關于后者，除了要改良蒸煮過程完成擴展脫木素，關于氧脫木素也能夠采用參加過氧化氫、單塔改雙塔等強化措施，此外，有條件的企業(yè)還能夠增加臭氧漂白。經過這些措施，不只能夠進一步提升紙漿的可漂性，降低二氧化氯用量，減少廢水毒性，而且漂白廢水的可回用性增加，廢水量可削減至20m3/t漿，廢水CODCr濃度也可降到1000mg/L，極大地降低了末端管理難度和水處置本錢。

　　2.2 化學機械法制漿水污染全過程控制技術

　　化學機械法制漿的水污染產生環(huán)節(jié)主要包括備料、擠壓撕裂、漂白、挑選凈化(如圖3所示)，至于濃縮產生的廢水，因這局部水根本上全部回用不排放，所以不予思索。在這些排污點中，漂白產生的壓榨洗濯廢水量最大，約10~15m3/t漿，廢水中細小纖維等SS含量較高，CODCr濃度約10000mg/L，其次是挑選凈化產生的尾渣水，約有6~8m3/t漿，這局部水含有粗纖維、泥沙等雜質，SS含量很高，再次是備料洗濯水，普通為2~3m3/t漿，最后是擠壓撕裂機產生的廢水，約有1m3/t漿，其廢水中粗纖維含量高。這些廢水常規(guī)處置方式都是直接排到廢水處置站，廢水量達20~30m3/t漿。固然與化學法制漿相比，化學機械法制漿廢水量和污染負荷大幅降低，但由于各工序廢水特性差別不大，并不能像化學法制漿那樣把高污染的黑液單獨別離出來送堿回收系統(tǒng)，所以其廢水COD濃度反而比化學法制漿中段廢水高好幾倍，直接水處置無法到達現行排放規(guī)范請求，因而必需創(chuàng)新廢水處置辦法。

　　采用蒸發(fā)焚燒處置是處理化學機械法制漿廢水污染的有效方式，但需求處理蒸發(fā)能耗問題，以及蒸發(fā)過程產生的結垢問題。降低蒸發(fā)能耗有兩個方面，一是降低送蒸發(fā)廢水量，二是采用高效的蒸發(fā)器，在降低廢水量方面，重點是實行水循環(huán)網絡優(yōu)化，經過工藝改良和循環(huán)水深度凈化處置，提升回用率，送蒸發(fā)水量可降至10m3/t以下，在蒸發(fā)方面，采用新型高效低耗機械蒸汽再緊縮蒸發(fā)器(MVR)實行低濃蒸發(fā)，再分離多效蒸發(fā)能夠顯著降低蒸發(fā)費用。蒸發(fā)處置需求處理的另一個關鍵問題是蒸發(fā)結垢，由于化學機械法制漿SS含量特別高，極易結垢，因而需求對MVR蒸發(fā)器實行特殊設計或順應性改造。工程理論證明，采用這種水污染全過程控制方式，能夠完成廢水的資源化應用，綠色環(huán)保。

　　2.3 廢紙制漿與造紙過程水污染全過程控制技術

　　廢紙制漿過程主要是一個纖維別離凈化過程，因廢紙的品種、來源、處置工藝、脫墨辦法及廢紙?zhí)幹眠^程的技術配備狀況的不同，排放的廢水特性差別很大，其中脫墨制漿過程廢水量和廢水污染最大，因而本文以脫墨制漿為例實行闡明，如圖4所示。廢紙(脫墨)制漿與造紙生產過程水污染物產生的主要環(huán)節(jié)有碎漿-前浮選工序(包括碎漿、除渣、粗篩、前浮選、濃縮)、漂白-后浮選工序(包括漂白、后浮選、濃縮)、抄紙工序(包括網部、壓榨部)。其中，碎漿-前浮選工序產生的廢水量最大，排放量約為20m3/t漿，CODCr濃度達4000~6000mg/L，且廢水中細小纖維、膠黏物含量高，其次是抄紙白水，紙機產生的多余白程度均為13m3/t漿，這局部水普通經處置后全部回用到制漿車間，再次是漂白-后浮選工序，普通在8m3/t漿。因而，從生產全過程來看，廢紙(脫墨)制漿與造紙源頭減排的關鍵在于降低浮選脫墨廢水量、提升水循環(huán)應用率。

　　減少廢水量首選措施就是提升處置濃度，比方高濃碎漿，不只節(jié)水、儉省化學品，而且高濃度能夠增加纖維與纖維的互相摩擦，有助于油墨從纖維上零落，同時防止非纖維雜質被碎解成細小顆粒，進而減少廢水中膠黏物的濃度。第二個辦法就是介質替代，堿性脫墨是最常用的脫墨辦法，但在堿性條件下，不只環(huán)境污染大，而且膠黏物容易被碎解成難以去除的微細物質，造成廢水陰離子渣滓累積，影響循環(huán)回用，采用近中性脫墨技術，則能夠克制上述弊端，經過優(yōu)化多組分中性脫墨劑配方和碎漿浮選工藝，能夠減少微細膠黏物產生，降低廢水量和COD產生量，而且綜合本錢也比堿性脫墨的低。此外，還需求強化廢水梯級循環(huán)回用，經過集成應用陰離子渣滓捕捉劑和改性助留劑，多圓盤白水過濾與三級微氣浮技術，處理循環(huán)水中膠黏物的累積產生的不利影響，既提升了水反復應用率，同時還能夠回收大量的細小纖維。經過以上措施，能夠將廢紙(脫墨)制漿與造紙的外排廢水量降至10m3/t漿紙以下，CODCr濃度降至2500mg/L以下，后續(xù)末端管理的壓力大為降低。

　　三、結語

　　我國制漿造紙工業(yè)已進入成熟開展期，水污染防治也由粗放型濃度控制向總量控制、質量控制轉變，很難再從單個單元或依托單一技術完成深度減排。當前造紙行業(yè)競爭劇烈，普遍存在利潤空間小、本錢過高的理想，施行水污染防治更需求全局戰(zhàn)略，充沛思索技術的先進適用性、經濟牢靠性、管理效果長效性，分離企業(yè)實踐，量體裁衣，綜合采用不同技術，并實行組合與集成，施行污染全過程控制，最終完成環(huán)境維護和經濟開展雙贏。