宣纸废水达标排放的途径探析

巫建光，张之源，汪金发
（安徽省环境保护科学研究所，安徽 合肥 230061）

　　摘　要：通过对宣纸生产工艺和特点的介绍，分析了宣纸生产废水污染源及废水量、水质，并就2000年底宣纸废水的达标排放拟应采取的技术措施作了初步的探讨。
　　关键词：造纸；废水处理；宣纸
　　中图分类号：X793
　　文献标识码：A
　　文章编号：1009－2455（2001）01－0029－03

An Exploratory Analysis of the Ways to Make the Dischaige of Wastwater
from Xuan Paper Production Meet Standard
WU Jina-guang，ZHANG Zhi-yuan，WANG Jin-fa
(Anhui Institute of Environmental Science，Hefei 230061,China)

　　Abstract:Polluting sources of the wastewater from XUAN paper production as wellas the quantity anf quality of the wastewater are analyzed through an introductionto the technology for XUAN paper production and its features，with a preliminary exploration made on the technical measures to be taken to make sure that the discharge of the wastewater from XUAN paper production will meet the standard by the end of 2000．
　　Key words:paper making；wastewater treatment；XUAN paper

前言

　　宣纸是我国手工纸中最著名的一种，它与浙江湖州的笔、安徽屯溪徽墨和广东肇庆的端砚一并被誉为中国的“文房四宝”，驰名海内外。正宗的宣纸只有在安徽泾县生产，生产工艺独特，产量很小。生产中产生的废水至今未能达标排放。根据国家环保总局的有关部署，2000年底宣纸废水必须实现达标排放。

1 宣纸的生产及工艺特点

　　1.1 宣纸的生产工艺
　　宣纸是以檀皮和燎草为原料，并经过传统工艺加工而成。檀皮是青檀树的树皮，尤以皖南山区生长的品质好，数量多。燎草是用皖南山区的沙田稻草，经过反复加工制得。宣纸的生产虽有近千年的历史，但至今仍袭用传统工艺，大部分工序依赖手工操作，檀皮与燎草的处理是宣纸生产工艺中关键部分。
　　檀皮的处理工艺如图1。

　　燎草的处理工艺如图2。

　　檀皮与燎草经前期各自加工成浆后，按不同产品的要求，进行比例配方后，经抄浆、压干、焙烘、检验而制成宣纸。工艺如图3。

　　1.2 宣纸生产的特点
　　从宣纸的独特生产工艺可看出，宣纸生产主要有以下特点：
　　①手工操作占据主导地位
　　在上述提及的工艺中，除檀皮处理中的打浆、漂白与燎草处理中的辗碎、补漂外，其它各主要工序均由人工操作完成。
　　②生产规模小
　　手工作坊式的生产工艺决定了各宣纸厂家的生产规模普遍偏小，企业的设计生产能力从50t/a到600t/a不等。

2 废水污染源及废水量、水质分析

　　宣纸生产中的废水来源与普通造纸的废水来源基本相同。主要包括三部分，即：檀皮与燎草的前处理废水及蒸煮废液；洗、选、漂等工段的中段废水；抄浆工段的白水。
　　2.1 燎草前处理废水及蒸煮废液
　　燎草前处理多由当地农户完成。灰腌和碱煮采用的是弱碱，且量小而循环使用，基本不外排，只有在山坡上自然晾晒时有雨水淋滤液沿山坡下流，造成景观不雅，但环境危害不明显，也较难收集。
　　2.2 檀皮的前处理废水及蒸煮废液
　　以蒸煮300kg原料的蒸煮锅为例，按出浆率30％计，吨檀浆需蒸煮檀皮11锅。每锅前处理的浸泡水约需10t，外排约8t，故吨檀浆产生浸泡废水88t，CODcr浓度约为1000mg/L。另外，蒸煮檀皮每锅约产生黑液2t，其中约60％（1.2t）的黑液随冲洗檀皮的水一起外排，故吨檀浆产生这部分外排黑液约13t，CODcr浓度值约为1.5×10⁴～2×10⁴mg/L左右，另有40％（0.8t）的黑液存于锅内循环使用。循环使用的周期大约7d，后外排。CODcr大约介于8×10⁴～10×10⁴mg/L之间。
　　2.3 中段废水及白水
　　宣纸生产中由于洗、选、漂及抄浆等工段多采用手工操作并且黑液直接外排，故吨纸耗水量远大于普遍造纸的耗水量。这其中绝大部分的废水源于中段废水和白水。中段废水和白水的吨纸耗水量约为800～1000t。这些废水中约有近一半为檀皮黑液的冲洗水。冲洗檀皮的水每锅约需30～35t，依此计算吨檀浆冲洗黑液的水约为330～385t。冲洗檀皮黑液废水平均浓度约为2500～3000mg/L左右，浓度与冲洗水量呈负相关。其余工段的耗水量比普通造纸要略高一些，污染物浓度基本相当，CODcr大约介于1500～2000mg/L之间。

3 废水达标排放的途径探析

　　与普通造纸废水一样，宣纸废水的达标排放也必须从黑液、中段废水及白水的治理入手。但由于工艺及污染物排放量、排放浓度的差别，宣纸废水达标排放在这三方面所应采取的治理措施与普通造纸不尽相同。
　　3.1 蒸煮黑液的处理
　　目前在生产上应用的碱法草浆黑液污染治理技术主要有传统碱回收法、SO₂ 酸析（双回收）法及LB-1碱析法^[1]。其中传统碱回收法在草浆黑液污染的治理上已得到较为广泛应用。但现有的各宣纸生产厂规模太小，实施碱回收技术是不可行的。依据前述污染源分析，檀皮的蒸煮黑液虽然量小，但浓度高，耗用冲洗水量大。宣纸黑液的治理可引入“黑液提取”和“黑液处置”的概念。不考虑外排的檀浆浓缩黑液，生产1t檀浆耗用黑液冲洗水高达300－385t。若将该部分黑液通过挤压机或离心机分离出，则檀皮的冲洗水量大为减少。在黑液提取率达到85％基础上，檀皮冲洗水的CODcr浓度可望在450mg/L以下，可达到《造纸工业水污染物排放标准》（GB3544－92）中相关二级排放标准要求而直接排放。从而大大降低后续需处理的污水量和污染负荷。提取后的黑液与浓缩黑液可一并通过拌煤燃烧或酸化后喷洒山林等措施得到处置。
　　3.2 中段废水的处理
　　3.2.1 物化法
　　物化法处理制浆造纸厂中段废水的作用原理是用混凝剂使废水中的胶体颗粒脱稳，聚集形成絮状物（絮体）。生成的絮体又能在一定程度上吸附某些溶解性物质，随后将沉淀物脱水分离，由此达到废水脱色及减少其中部分CODcr的目的。物化法的工艺流程如图4。

　　3.2.2 生化法
　　采用生化法中的活性污泥法是将废水入曝气槽中，曝气后混合液流入二沉池，一部分微生物回流至曝气槽，而剩余污泥进一步处理，上清液溢流排放或经气浮池处理后再排放。具体的工艺流程如图5。

　　3.2.3 物化法和生化法的比较
　　物化法处理技术，虽然投资少，操作简单，易于管理，但同时物化法也存在多种弊端：①CODcr、BOD₅去除率较低。废水中大部分低分子量构成可生物降解CODcr成分的溶解性物质如糖类，不易被去除。而BOD₅的去除率仅能达30％左右；②投药量大，运行费用高。一般处理草浆中段废水投药一项的运行费用就达400－500元/t浆，纸厂一般承受不了。③物化法产生的污泥较难脱水及处理。加药沉淀后，物化法只能把废水中部分有机污染物转变成另一种污染物化学污泥，达不到真正消化CODcr的目的。而生物法可将大部分可生化降解的有机污染物转化成为水和CO₂，并生成微生物活性污泥，达到了真正把有害物质无害化的目的，出水的BOD₅浓度可达到相应排放标准要求。生物法的运行处理费用1t浆约为170元，一般纸厂是可承受的，但其对运行管理有较高的要求。综上所述，在目前生物法是实现宣纸中段废水达标排放的一种较为可行的措施。
　　3.3 白水的处理
　　目前，造纸行业白水的处理方法主要有气浮法、沉淀法，机械过滤机过滤纤维法^[2]。与沉淀法相比，气浮法具有如下优点^[3]：①气浮法分离池的表面负荷率可达12m³/(m²·h)，水在池中的停留时间只需10－20min，池深只需2m左右，故可节省基建投资。②采用气浮法时，由于溶于水中的含氧量可达过饱和状态，这对水的排放和浮渣的再用是有利的，尤其是对于造纸厂回收的纸浆，可以避免在沉淀池中长时间储存而使纸浆变黑发臭。③气浮法所得到的浮值与浮泥，含水率一般在96％以下，这对污泥的后续处理带来方便。④气浮法对药剂的需要量比沉淀法节省。而机械过滤机过滤纤维法与气浮法相比，则投人大，并且需长期维护与保修。故白水的处理办法现多采用气浮法。主要工艺流程如图6。

　　宣纸生产的浆料生产成本高，采用气浮法处理白水回收浆料，对宣纸废水的处理具有格外重要的意义。

4 结论

　　宣纸生产规模小，周期长，废水量大，污染负荷高。欲实现宣纸废水的达标排放，首先须将檀浆中的黑液提取出来，与浓缩黑液一并通过拌煤燃烧或酸化后喷洒山林等措施得到处置。在降低了须处理的废水量和污染负荷后，中段废水可采用现已较为成熟的生化法处理。最后对白水采用气浮法处理回收浆料。通过这样的处理工艺，即可实现宣纸废水的达标排放。

参考文献：
　　[1]林乔元.麦草浆黑液治理及其中段废水达标排放技术的评价[J]．中国造纸，1999，(1)：50－55
　　[2]蒋其昌．造纸工业环境保护概论[M]．北京：中国轻工业出版社，1998
　　[3]高廷耀．水污染控制工程[M]．北京：高等教育出版社，1996．

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作者简介：
　　第一作者：巫建光（1972－），男，合肥工业大学土木建筑工程学院在读研究生。