造纸行业的水处理方案  

 一、造纸行业废水特性与来源  

造纸行业废水具有高盐分、高有机物、高色度、高毒性及成分复杂的特点，主要来源包括：  

1. 制浆工艺废水：  

   • 蒸煮废液：含木质素、半纤维素、硫化物及高浓度有机物（COD高达50,000500,000 mg/L），占废水总污染负荷的80%以上。  

   • 漂白废水：含氯酚、二噁英等毒性物质，COD 20,000100,000 mg/L，BOD₅/COD比值低（0.10.3）。  

2. 造纸工段废水：  

   • 白水：含细小纤维、填料（如碳酸钙）、施胶剂（AKD）及少量木质素，TDS 5,00020,000 mg/L。  

   • 清洗废水：含纸机白水、设备润滑脂及化学助剂（如阳离子淀粉）。  

核心挑战：  

• 盐分与有机物协同毒性：高盐（Cl⁻、SO₄²⁻）抑制微生物活性，加剧有机物降解难度。  

• 高色度与毒性物质：木质素衍生物、氯酚类物质需深度脱色及灭活。  

• 水质波动大：不同纸种（如文化纸、包装纸）废水水质差异显著。  

 二、预处理工艺流程  

预处理需解决悬浮物分离、盐分脱除及可生化性提升问题，典型流程如下：  

1. 物理分离：  

   • 多级气浮：溶气气浮（DAF）去除浮油（效率>90%）及胶体物质，适用于废纸制浆废水。  

   • 微滤/超滤：截留细小纤维（粒径>0.1 μm），保护后续蒸发器。  

2. 化学与生物预处理：  

   • 高级氧化：  

     ◦ 臭氧催化氧化：分解木质素类有机物（COD去除率>80%），避免膜堵塞。  

     ◦ Fenton氧化：针对难降解有机物（如氯酚），BOD₅/COD比值从0.1提升至0.4。  

   • 生物强化预处理：  

     ◦ 水解酸化：将大分子有机物（如纤维素、淀粉）转化为小分子，提升后续生化效率（COD去除率3050%）。  

     ◦ 耐盐菌培养：针对高盐废水（TDS>5,000 mg/L），投加耐盐菌群强化降解。  

   三、热泵低温真空蒸发器与结晶器的核心工艺  

针对预处理后废水的高盐、高有机物特性，采用以下技术实现资源回收与零排放：  

1. 热泵低温真空蒸发工艺：  

   • 工作原理：  

     ◦ 在0.092~0.095 MPa真空下，废水沸点降至30~40℃，通过热泵循环实现低温蒸发。  

     ◦ 蒸汽经冷凝后回用，浓缩液TDS提升至80,000150,000 mg/L。  

   • 核心优势：  

     ◦ 防腐蚀设计：采用钛材（Ti）或哈氏合金（Hastelloy），耐受Cl⁻、F⁻腐蚀，寿命延长至10年以上。  

     ◦ 防结垢技术：真空环境抑制盐分结晶，配合自动在线清洗（CIP），清洗周期延长至3个月。  

     ◦ 节能降耗：COP值达1:12，较传统蒸发节能60%~70%。  

2. 分盐结晶工艺：  

   • 工作原理：  

     ◦ 浓缩液经强制循环泵输送至结晶罐，通过冷冻结晶分离硫酸钠（Na₂SO₄），再通过蒸发结晶析出氯化钠（NaCl）。  

     ◦ 结晶盐纯度>98%，可直接作为氯碱行业原料或填埋。  

   • 核心优势：  

     ◦ 精准分盐：结合纳滤（NF）预分盐，硫酸钠回收率>95%，氯化钠回收率>90%。  

     ◦ 零排放：结晶母液回用至蒸发系统，实现闭路循环，无废水外排。  

 四、综合处理工艺流程及优势  

整体工艺链：  

预处理（混凝+氧化） → 超滤/反渗透（脱盐） → 低温真空蒸发（浓缩减量） → 分盐结晶（资源回收） → 蒸馏水回用/达标排放。  

技术优势：  

1. 资源高效回收：  

   • 水回用率：蒸馏水COD≤50 mg/L，TDS≤500 mg/L，可回用于纸机白水封闭循环或锅炉补水，节水率>90%。  

   • 盐分回收：分离出的工业盐（NaCl、Na₂SO₄）年收益可达数千万元，实现“以废治废”。  

2. 环保合规性：  

   • 出水COD≤50 mg/L，色度≤20倍，满足《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB 35442008）。  

3. 智能化控制：  

   • PLC集成盐度、pH、温度监测，实时优化蒸发速率与结晶条件，减少人工干预。  

 五、应用案例与数据验证  

1. 案例1：某废纸制浆企业高盐废水处理  

   • 进水指标：COD 35,000 mg/L，TDS 25,000 mg/L，含NaCl、木质素。  

   • 处理效果：  

     ◦ 臭氧氧化后COD降至8,000 mg/L，反渗透回收70%淡水；  

     ◦ 蒸发结晶后NaCl产率18 kg/吨废水，Na₂SO₄产率12 kg/吨废水，金属回收率>99%。  

2. 案例2：化学浆厂蒸煮废液零排放项目  

   • 进水指标：COD 500,000 mg/L，TDS 300,000 mg/L，含木质素磺酸盐。  

   • 处理效果：  

     ◦ 催化湿式氧化后COD降至5,000 mg/L，蒸发后TDS提升至150,000 mg/L；  

     ◦ 分盐结晶后硫酸钠纯度98%，年节水超500万吨。  

 六、结论  

热泵低温真空蒸发与分盐结晶技术通过低温节能+精准分离的协同作用，完美适配造纸行业废水的高盐、高有机物及毒性特性，实现水资源再生、盐分资源化及零污染目标。其模块化设计、智能化控制及低运行成本，可显著降低企业环保投入，助力造纸行业绿色可持续发展。  

如需定制化工艺包或能耗模拟分析，可提供废水水质数据，我司将出具详细可行性报告。