造紙(zhi)(zhi)工業是我(wo)國(guo)(guo)水(shui)(shui)資源(yuan)(yuan)消耗大戶，造紙(zhi)(zhi)廢水(shui)(shui)水(shui)(shui)量(liang)大、有(you)機(ji)物(wu)含量(liang)高、造成的(de)(de)(de)環(huan)境污(wu)(wu)染影(ying)響大，對造紙(zhi)(zhi)廢水(shui)(shui)治理在全世界(jie)范圍內都在關注廢水(shui)(shui)回用(yong)，以(yi)提(ti)高水(shui)(shui)循環(huan)利(li)用(yong)率(lv)，減少(shao)水(shui)(shui)資源(yuan)(yuan)消耗和(he)廢水(shui)(shui)排(pai)放污(wu)(wu)染”。據(ju)國(guo)(guo)家環(huan)保總局、國(guo)(guo)家發(fa)改委、國(guo)(guo)家統計局發(fa)布的(de)(de)(de)數據(ju)，2005年在統計的(de)(de)(de)全國(guo)(guo)40個(ge)行(xing)(xing)業中，全國(guo)(guo)工業廢水(shui)(shui)達(da)標排(pai)放總量(liang)為(wei)221.1億(yi)t，其(qi)中造紙(zhi)(zhi)業廢水(shui)(shui)排(pai)放量(liang)33.58億(yi)t，占總量(liang)的(de)(de)(de)15.2%，。此(ci)外(wai)，造紙(zhi)(zhi)業居我(wo)國(guo)(guo)5大高耗水(shui)(shui)行(xing)(xing)業之(zhi)首，我(wo)國(guo)(guo)每噸紙(zhi)(zhi)產品(pin)的(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)均(jun)(jun)耗水(shui)(shui)量(liang)達(da)150～300t以(yi)上，遠遠高于發(fa)達(da)國(guo)(guo)家，幾乎是世界(jie)平(ping)(ping)(ping)均(jun)(jun)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)的(de)(de)(de)l0倍，成為(wei)制(zhi)約我(wo)國(guo)(guo)造紙(zhi)(zhi)業發(fa)展的(de)(de)(de)重要因素。節約用(yong)水(shui)(shui)已(yi)成為(wei)制(zhi)漿(jiang)造紙(zhi)(zhi)行(xing)(xing)業發(fa)展的(de)(de)(de)當(dang)務之(zhi)急，成為(wei)減少(shao)造紙(zhi)(zhi)工業對環(huan)境的(de)(de)(de)污(wu)(wu)染的(de)(de)(de)一個(ge)重要手段。

1造紙工業廢水的(de)循環利用

節水(shui)(shui)方(fang)法之一就是循(xun)環利用(yong)(yong)(yong)，包括廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)回(hui)用(yong)(yong)(yong)。廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)經過(guo)深度處(chu)理，然后(hou)回(hui)用(yong)(yong)(yong)于(yu)各種不同的(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)過(guo)程，實現(xian)“零(ling)污染(ran)排放”，因此建立廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)凈化回(hui)用(yong)(yong)(yong)系統，提高工業(ye)(ye)(ye)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)回(hui)用(yong)(yong)(yong)率(lv)是造紙工業(ye)(ye)(ye)節水(shui)(shui)的(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)措施，也是實現(xian)造紙工業(ye)(ye)(ye)可持(chi)續(xu)發展的(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)途徑。造紙廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)循(xun)環回(hui)用(yong)(yong)(yong)，由(you)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)特性和回(hui)用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)質要(yao)求決定回(hui)用(yong)(yong)(yong)方(fang)式各有不同，可以(yi)分(fen)為三個級別：白水(shui)(shui)直接回(hui)用(yong)(yong)(yong)、問(wen)接回(hui)用(yong)(yong)(yong)、封閉循(xun)環一。

造(zao)紙(zhi)廢水(shui)(shui)的(de)封閉循環，會使廢水(shui)(shui)中的(de)有害物(wu)質逐(zhu)漸積(ji)累(lei)，達到(dao)(dao)很高的(de)濃度(du)，從而(er)影響(xiang)紙(zhi)機的(de)正常生產(chan)。這些(xie)(xie)污染物(wu)包括(kuo)可溶性有機物(wu)、鹽類、二(er)次膠(jiao)粘物(wu)和陰離子垃圾(ji)等。這些(xie)(xie)污染物(wu)會造(zao)成(cheng)施膠(jiao)量(liang)成(cheng)倍增(zeng)加，堵塞漿(jiang)料輸送管(guan)道、流漿(jiang)箱(xiang)、真空吸水(shui)(shui)箱(xiang)、真空輥，影響(xiang)紙(zhi)機的(de)正常生產(chan)，影響(xiang)造(zao)紙(zhi)化學助劑的(de)使用效(xiao)果(guo)。因(yin)此，要(yao)(yao)實現造(zao)紙(zhi)廢水(shui)(shui)循環利用，就必(bi)須采用有效(xiao)的(de)處理(li)技(ji)術(shu)，對廢水(shui)(shui)進行處理(li)達到(dao)(dao)回(hui)用水(shui)(shui)的(de)水(shui)(shui)質要(yao)(yao)求(qiu)。廢水(shui)(shui)處理(li)技(ji)術(shu)按(an)其機理(li)可分為物(wu)理(li)法(fa)、物(wu)化法(fa)、生化法(fa)等，其中膜分離是一種有效(xiao)的(de)造(zao)紙(zhi)廢水(shui)(shui)回(hui)用處理(li)技(ji)術(shu)。

2膜的分類及特點

膜(mo)(mo)(mo)分離(li)(li)技(ji)(ji)術就是(shi)在一(yi)定壓(ya)力作用(yong)下，使(shi)混合溶液中不同(tong)組分有(you)選擇地通(tong)過多孔的(de)(de)(de)(de)高分子(zi)(zi)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術方法。其分離(li)(li)過程(cheng)為(wei)(wei)：通(tong)過施加(jia)一(yi)定壓(ya)力，混合液中分子(zi)(zi)質(zhi)量(liang)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)組份在流(liu)過膜(mo)(mo)(mo)表面(mian)時，水和低(di)分子(zi)(zi)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)溶質(zhi)將透過膜(mo)(mo)(mo)，而(er)(er)高分子(zi)(zi)溶質(zhi)則不能通(tong)過膜(mo)(mo)(mo)而(er)(er)被(bei)截(jie)(jie)留，從而(er)(er)實(shi)現不同(tong)組份的(de)(de)(de)(de)分離(li)(li)和濃縮(suo)。膜(mo)(mo)(mo)分離(li)(li)的(de)(de)(de)(de)杼』生(sheng)和膜(mo)(mo)(mo)本(ben)身的(de)(de)(de)(de)孔徑(jing)有(you)關，膜(mo)(mo)(mo)孔徑(jing)越小(xiao)，截(jie)(jie)留的(de)(de)(de)(de)組份分子(zi)(zi)量(liang)越低(di)。膜(mo)(mo)(mo)分離(li)(li)技(ji)(ji)術是(shi)一(yi)種(zhong)新興的(de)(de)(de)(de)、發(fa)展較快的(de)(de)(de)(de)廢(fei)水處理技(ji)(ji)術，其特點有(you)：分離(li)(li)效率高，能夠(gou)分離(li)(li)有(you)用(yong)物(wu)(wu)質(zhi)，可(ke)以實(shi)現廢(fei)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)回收(shou)利用(yong);膜(mo)(mo)(mo)分離(li)(li)過程(cheng)是(shi)物(wu)(wu)理過程(cheng)，處理物(wu)(wu)質(zhi)不發(fa)生(sheng)相變(bian)，;膜(mo)(mo)(mo)分離(li)(li)過程(cheng)在常溫(wen)下進行，不發(fa)生(sheng)相變(bian)，對待分離(li)(li)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)不產生(sheng)破壞(huai)，適合分離(li)(li)、濃縮(suo)熱敏性物(wu)(wu)質(zhi);裝置簡(jian)單，占地面(mian)積少，操作容易，設計和控制自動化(hua)等，已發(fa)展成為(wei)(wei)重要的(de)(de)(de)(de)工業單元操作技(ji)(ji)術。

根據膜(mo)(mo)(mo)微孔直徑的(de)大小可(ke)以(yi)將膜(mo)(mo)(mo)分為：微濾(lv)(MF)、超濾(lv)(UF)、納濾(lv)(NF)和反滲透膜(mo)(mo)(mo)(RO)。根據膜(mo)(mo)(mo)材(cai)料可(ke)以(yi)將膜(mo)(mo)(mo)分為有機(ji)膜(mo)(mo)(mo)和無機(ji)膜(mo)(mo)(mo)，有機(ji)膜(mo)(mo)(mo)價格相對較低(di)，但是(shi)容易污染和劣(lie)化，使用(yong)壽(shou)命短;無機(ji)膜(mo)(mo)(mo)主要是(shi)陶瓷(ci)膜(mo)(mo)(mo)，價格較高(gao)，耐高(gao)溫(wen)、強度好、耐酸堿。各種膜(mo)(mo)(mo)的(de)性能及其(qi)應用(yong)如(ru)下(xia)：

微濾(lv)。一般(ban)作為其他膜的(de)(de)預處(chu)(chu)理(li)單(dan)元，微濾(lv)膜的(de)(de)孔徑在毫米級(ji)，在作為預處(chu)(chu)理(li)單(dan)元時(shi)，容易被廢水中細小纖維和膠體物質堵(du)塞(sai)膜孔，處(chu)(chu)理(li)造紙廢水時(shi)一般(ban)在幾分鐘內就(jiu)(jiu)會發(fa)生(sheng)堵(du)塞(sai)，需要頻繁反沖洗。但是(shi)，如果廢水已經(jing)過預處(chu)(chu)理(li)(如砂濾(lv))，就(jiu)(jiu)不會很快(kuai)發(fa)生(sheng)堵(du)塞(sai)。

超濾(lv)。適合(he)于(yu)(yu)去除(chu)膠體(ti)物(wu)(wu)質(zhi)、混凝物(wu)(wu)和大分子物(wu)(wu)質(zhi)，還可以分離所有(you)的細菌，可以直接(jie)用于(yu)(yu)紙機白水的處理(li)，超濾(lv)膜的平均(jun)孔徑為0.05gm。

納濾。適合于(yu)分離去除分子量大的(de)陽離子(如鈣、鎂)和相對分子量大于(yu)300g/mol(納米級(ji))的(de)分子，可(ke)以用(yong)于(yu)水的(de)軟化。

反滲透。能夠(gou)分(fen)離單價離子，可(ke)以(yi)(yi)用(yong)(yong)于生產(chan)純凈水和脫鹽(yan)工藝。在造紙廢水回用(yong)(yong)中(zhong)，用(yong)(yong)于全封閉循環的末端(duan)，可(ke)以(yi)(yi)降低回用(yong)(yong)水的電(dian)導率。

3膜技術在造紙廢水回用中的(de)應用

膜(mo)分(fen)離(li)技術(shu)應(ying)(ying)用到工業領域是(shi)從20世(shi)紀50年(nian)代開(kai)始的，目前在海(hai)水淡化、化工、食品、醫藥、電(dian)子等工業廢水處理中(zhong)應(ying)(ying)用較多。國外在20世(shi)紀60年(nian)代開(kai)始研(yan)究(jiu)將膜(mo)分(fen)離(li)技術(shu)應(ying)(ying)用到制漿造紙工業水處理中(zhong)卜(bu)”，近(jin)年(nian)來，隨著膜(mo)制造技術(shu)的發(fa)展，特(te)別是(shi)耐高溫(wen)耐堿膜(mo)的出(chu)現，使膜(mo)分(fen)離(li)技術(shu)在制漿造紙工業水處理中(zhong)的應(ying)(ying)用得到了快速發(fa)展。

膜(mo)(mo)分(fen)離(li)技(ji)術是(shi)一種新興(xing)的(de)高效分(fen)離(li)技(ji)術，利用膜(mo)(mo)分(fen)離(li)技(ji)術處(chu)理(li)(li)造(zao)紙(zhi)白水，可以很好地去(qu)除造(zao)紙(zhi)白水中的(de)溶解性無(wu)(wu)機鹽物(wu)質(zhi)和金屬離(li)子，有(you)效減(jian)少陰離(li)子垃圾物(wu)質(zhi)，能夠實現造(zao)紙(zhi)白水零排(pai)放(fang)的(de)目(mu)標。劉廣立等(deng)用無(wu)(wu)機微(wei)濾膜(mo)(mo)分(fen)離(li)草漿黑液(ye)中木(mu)素(su)時發現，當黑液(ye)sS較(jiao)低時，隨著Ss濃度(du)的(de)增(zeng)加各(ge)個微(wei)濾膜(mo)(mo)的(de)通量急(ji)劇(ju)下降，當ss較(jiao)高時，微(wei)濾膜(mo)(mo)的(de)通量和Ss濃度(du)成線性關系。無(wu)(wu)機微(wei)濾膜(mo)(mo)處(chu)理(li)(li)草漿造(zao)紙(zhi)廢水，0.2gm的(de)無(wu)(wu)機微(wei)濾膜(mo)(mo)對COD的(de)截(jie)(jie)留率(lv)是(shi)49.4%，木(mu)素(su)的(de)截(jie)(jie)留率(lv)達到80%，對SiO：也有(you)很好的(de)截(jie)(jie)留效果(guo)。膜(mo)(mo)出(chu)水回用于洗(xi)滌、篩選工藝(yi)。

Jonsson和Wimmerstedt用膜(mo)處理(li)白水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)研究表明，用超濾膜(mo)技術能夠分(fen)離出紙機(ji)白水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)99%的(de)(de)(de)(de)懸浮物及部分(fen)高分(fen)子物質，處理(li)后的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)可(ke)(ke)用來清洗毛毯和毛布，從而達到(dao)(dao)白水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)完全回用。一些膜(mo)分(fen)離方法處理(li)造紙白水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)分(fen)析(xi)結果表明TOC、COD的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)率(lv)(lv)分(fen)別(bie)可(ke)(ke)以(yi)達到(dao)(dao)78%一96%，88%～94%，電(dian)導率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)下降(jiang)率(lv)(lv)達到(dao)(dao)了(le)95%～97%“。文庵等用超濾的(de)(de)(de)(de)方法處理(li)封閉狀態下的(de)(de)(de)(de)白水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)有比較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)效果，白水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)濁度下降(jiang)到(dao)(dao)0.56NTU，DCS的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)率(lv)(lv)可(ke)(ke)以(yi)達到(dao)(dao)98%，并且不會使(shi)白水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)系統的(de)(de)(de)(de)電(dian)荷失去(qu)平衡。

Siekat等(deng)采用微(wei)(wei)濾(lv)(lv)、超(chao)濾(lv)(lv)、納濾(lv)(lv)和反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透膜分別處(chu)理美國3家造紙(zhi)廠的白水，處(chu)理后(hou)電導率反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透膜降(jiang)低(di)95%，納濾(lv)(lv)降(jiang)低(di)64%，超(chao)濾(lv)(lv)降(jiang)低(di)10%，微(wei)(wei)濾(lv)(lv)膜僅降(jiang)低(di)7%。反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透膜對白水中(zhong)TOC的去除率為(wei)95%，而微(wei)(wei)濾(lv)(lv)處(chu)理白水中(zhong)TOC的去除率僅為(wei)5%，微(wei)(wei)濾(lv)(lv)只適(shi)合于(yu)去除白水中(zhong)的懸(xuan)浮(fu)顆粒(li)物和不溶有機(ji)物。

Rozzi等利用超濾(lv)工(gong)藝作為(wei)納(na)濾(lv)和反(fan)滲透的(de)預處理(li)，結果證明，超濾(lv)工(gong)藝對COD的(de)去除率(lv)為(wei)52%，濁度和總懸浮(fu)固體的(de)去除率(lv)分別為(wei)92%和96%，對色度去除率(lv)很低。

趙岳軒等(deng)用預處(chu)(chu)理(li)系(xi)統、超濾膜和反滲透系(xi)統處(chu)(chu)理(li)造(zao)紙白水(shui)(shui)，處(chu)(chu)理(li)后水(shui)(shui)的(de)(de)COD和色度均為(wei)零(ling)，總硬度小(xiao)于(yu)0.2mg/L，溶解性固體小(xiao)于(yu)100mg/L，電導率下降98%。芬蘭的(de)(de)WETSA—SERLAKIRKNIEMI紙廠(chang)應用超濾系(xi)統處(chu)(chu)理(li)白水(shui)(shui)，代替清水(shui)(shui)回用于(yu)織機(ji)，回用水(shui)(shui)量5O～70L，s，減少了(le)清水(shui)(shui)的(de)(de)用。

4膜技術的研究方向

膜(mo)(mo)(mo)(mo)分離(li)技術能夠適應各種有(you)機(ji)物濃(nong)(nong)度(du)和理化(hua)(hua)特性的(de)(de)(de)(de)廢水(shui)處理回用，都有(you)較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果，但(dan)膜(mo)(mo)(mo)(mo)污染和劣化(hua)(hua)問題(ti)仍是膜(mo)(mo)(mo)(mo)技術在(zai)工業中(zhong)應用的(de)(de)(de)(de)制(zhi)約因素口。在(zai)膜(mo)(mo)(mo)(mo)分離(li)操作中(zhong)，當水(shui)透(tou)(tou)過(guo)(guo)膜(mo)(mo)(mo)(mo)時造成(cheng)膜(mo)(mo)(mo)(mo)表面附近的(de)(de)(de)(de)溶液濃(nong)(nong)度(du)升高(gao)，在(zai)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)高(gao)壓一側溶液中(zhong)，產生了從膜(mo)(mo)(mo)(mo)表面到主(zhu)體溶液之間(jian)的(de)(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)梯度(du)，引起溶質(zhi)從高(gao)濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)部(bu)分向低濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)部(bu)分擴散(san)，這(zhe)就是濃(nong)(nong)差極(ji)(ji)化(hua)(hua)現(xian)象，從而使膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)透(tou)(tou)過(guo)(guo)率降(jiang)低。蘇振(zhen)華等對比了超(chao)濾膜(mo)(mo)(mo)(mo)和反滲透(tou)(tou)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)濃(nong)(nong)差極(ji)(ji)化(hua)(hua)現(xian)象，結果表明濃(nong)(nong)差極(ji)(ji)化(hua)(hua)現(xian)象在(zai)超(chao)濾和反滲透(tou)(tou)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)都存在(zai)，但(dan)對超(chao)濾影響更大(da)。在(zai)膜(mo)(mo)(mo)(mo)過(guo)(guo)慮過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)，懸浮(fu)物也易(yi)于在(zai)膜(mo)(mo)(mo)(mo)表面沉積、結垢，造成(cheng)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)劣化(hua)(hua)。

為了防止膜(mo)(mo)結垢堵塞(sai)，在(zai)反(fan)滲(shen)透(tou)進水前設置預處理是非常必要的(de)。預處理單元一般包(bao)括以下功能：去(qu)除(chu)水中(zhong)懸(xuan)浮物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)，減少(shao)(shao)懸(xuan)浮物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)在(zai)膜(mo)(mo)表明的(de)積累，因為在(zai)反(fan)滲(shen)透(tou)裝置中(zhong)水流通道(dao)極其(qi)微(wei)(wei)小，懸(xuan)浮物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)易于沉積，因此(ci)必須(xu)盡量(liang)去(qu)除(chu)進水中(zhong)的(de)懸(xuan)浮物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu);去(qu)除(chu)水中(zhong)微(wei)(wei)生物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)等，防止微(wei)(wei)生物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)在(zai)膜(mo)(mo)上(shang)繁(fan)殖生長，減少(shao)(shao)反(fan)滲(shen)透(tou)膜(mo)(mo)的(de)生物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)污(wu)染;去(qu)除(chu)廢水中(zhong)的(de)糖類、樹脂、木(mu)質素類等物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質;調(diao)節pH值(zhi)，控制鈣、鎂(mei)、鐵等碳酸鹽、硫酸鹽和氫氧化物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)等沉積物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)在(zai)膜(mo)(mo)表明的(de)形成。

膜(mo)污染是膜(mo)使用過程中(zhong)(zhong)不可(ke)避免(mian)的(de)(de)，但可(ke)以(yi)通過選擇(ze)合適的(de)(de)膜(mo)類型及采取適宜的(de)(de)操作方法減少其(qi)影響。膜(mo)的(de)(de)劣化是膜(mo)使用中(zhong)(zhong)必(bi)須(xu)避免(mian)的(de)(de)，因(yin)此(ci)對于膜(mo)分離技術的(de)(de)研究，是要設計(ji)有效(xiao)的(de)(de)預處理(li)單元，盡(jin)可(ke)能滿足膜(mo)系統(tong)對進水(shui)水(shui)質的(de)(de)要求。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章