文 献 综 述

摘要：阐述了造纸废水回用中存在含盐量不达标的问题，分析了膜分离技术、离子交换和电吸附在除盐中的特点，描述了最大限度地发挥离子交换在造纸废水除盐回用的技术优势。

关键词：除盐； 离子交换； 膜分离技术； 电吸附； 造纸废水

造纸工业的用水量和废水排放量很大，并且污染物含量很高，水污染严重，生态破坏性大，造纸废水的处理是我国工业废水治理的第一重点行业^[1]。据不完全统计，造纸废水排放量达20多亿吨/年，占全国工业废水排放量的11%以上。

1 造纸废水的来源及其特点

造纸废水主要来源于造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程。制浆是把植物原料中的纤维分离出来，制成浆料，再经漂白，这个过程会产生大量的造纸废水；而抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干，制成纸张，这个过程也比较容易产生造纸废水。在造纸过程中主要产生3钟废水，即黑液、中段水和白水^[2]。

制浆产生的造纸废水，污染是最为严重的。在制浆过程中，就有大量的无机盐离子产生，如果不进行脱盐处理，则水中盐类物质量会积累到相当大，影响水的回用。在治理水平上，美国、日本等发达国家已形成了一套完善的废水处理技术，对造纸废水的污染基本得到了控制^[3]。而在我国，大量的经传统工艺处理后的水直接排入地表水体,造成了水资源的浪费和对环境的污染^[4-5]。我国是世界上严重缺水的国家之一，淡水资源日趋紧缺。因而，对造纸废水进行深度处理，以期达到回用标准，使造纸废水的循环用于生产也越来越成为环境界的热门话题和研究重点。造纸废水深度处理及回用不仅可以降低用水成本，节约水资源，且对于减少废水排放量，消减排污费，减轻对环境的污染，减少水资源的消耗等方面具有更实际的意义。

2 造纸废水的现行处理方法

2.1离子交换法

离子交换法是借助离子交换剂上的离子和废水中离子进行交换反应以去除水中有害离子的方法。在废水处理过程中，主要用于回收和去除废水中的一些金属离子。离子交换用于除盐可以使出水几乎不含离子^[6]。采用离子交换除盐，虽然具有设备比较简单、投资费用低且操作容易控制的优点，但是废水含盐量高于一定值时，会很快达到树脂的交换饱和容量，它的再生周期短，需要消耗大量的再生药剂，冲洗水用量较大，使处理成本增加而且操作繁琐。从经济方面看，采用离子交换脱盐，水的含盐量不宜超过500mg/L。另外，废水中含油类或有机物量较高易造成树脂污染，导致树脂很快失效，必须复苏或更换后才能继续使用。所以，目前离子交换法用于印染废水除盐是和物理或化学方法联用，以保证最大限度地发挥离子交换的优势。离子交换的主要作用是去除无机盐、电导率、硬度、碱度、TDS去除率、出水水质会高于回用水水质^[7]。

Chunyan Yan等人^[8]进行了用XSC-800离子交换树脂从精炼盐水中去除硼的研究，研究表示，该树脂在适当的条件下对硼的去除较完全。K Srinivasa Raod等人^[9]进行了用ES-467离子交换树脂处理含铜、锌、镍和钴的废水的研究，其研究表明，在实验条件为：流速500转、时间1h、对于铜pH为5；锌：pH3.5；镍：pH5.5；钴：pH5的情况下，该树脂能有效去除溶液中的金属离子。

2.2 膜分离

膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中的某些成分有选择性的透过而进行分离的方法。

2.2.1 反渗透法（RO）

反渗透法广泛用于淡水生产和污水治理。装置是以分子扩散膜为递质，以静压差为推动力来分离水溶液中的物质。与电渗析法相比，经济上有显著的优越性：电能效率较高、能耗低，相同进水条件下，反渗透法单位能耗仅为前者的1/10-1/5。反渗透法对城市二级处理出水的脱盐率gt;90%，水的回收率为75%，COD、BOD去除率gt;85%，还能有效去除印染废水中离子性物质，出水能达到无色和低盐度^[10]。

2.2.2 纳滤法（NF）

纳滤是利用半透膜在外压推动下实现水溶液中某些组分选择性透过的分离技术。纳滤膜本体带有电荷，使得截留分子质量仅为数百的纳滤膜也可脱除无机盐（在很低的压力下仍具有较高的脱盐性能）^[11]。纳滤可去除90%-95%的三氯甲烷中间体（THM）、85%-95%的硬度和70%以上的一价离子，在软化水的同时还能减少总溶解固体（TDS）。纳滤对一价阳离子和分子质量lt; 150的有机物去除率低，但对二价和高价阳离子及分子质量gt;200的有机物质的选择性较强，并可完全阻挡直径gt;1nm的分子^[12]。纳滤要求进水几乎不含浊度，一般污染密度指数（SDI）≤3。

2.2.3 微孔过滤（MF）

微孔过滤膜包括：混合纤维微孔滤膜、聚丙烯滤膜、聚醚砜滤膜、聚偏氟乙烯滤膜、聚四氟乙烯滤、尼龙滤膜。微滤主要去除造纸废水中耗尽漂洗副产物中留下的胶体染料，与传统工艺中的递质过滤处理效果一样。^[13] 超滤属于过滤工艺，常作为纳滤和反渗透的预处理工艺^[14]。

2.2.4 超滤(UF)

以压力差为推动力的膜过滤可区分为超滤膜过滤、微孔膜过滤和逆渗透膜过滤三类。它们的区分是根据膜层所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。采用超滤膜以压力差为推动力的膜过滤方法为超滤膜过滤。超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离，其应用领域在不断扩大。超滤能有效地去除颗粒物质和直径gt;10nm的细菌、病毒和蛋白质。超滤也属于过滤工艺，常作为纳滤和反渗透的预处理工艺。

2.3 电吸附工艺

电吸附除盐技术并不是一项万能的技术，作为一项粗除盐工艺，电吸附很难实现膜工艺高达99%的除盐率，但在工业冷却水循环等细分领域，其具有巨大的优势。可以将最正确的水运用最经济的除盐方式回用到最正确的地方就是该技术的最大优势。运用该项技术对废水进行前期处理，部分满足工业冷却水要求的可直接回用，部分需要进一步处理的可再用膜进行深化处理，以满足不同企业对水质的不同要求，既延长了相关设备的使用寿命，也降低了整体运营成本，达到各方的利益平衡点。

3总结

造纸废水回用若要求回用率较高时，必须保持生产和废水处理过程中的稳定运行，

就必须对其进行除盐^[15]。离子交换树脂适用于工业水新鲜水深度除盐，抗有机污染能力差，不适于污水除盐。反渗透工艺在石化行业采用比较多，产水水质较好，但是排污水COD难以达标，深度处理难度大、成本高。电吸附工艺近几年逐渐发展，在除盐的同时可以去除部分COD，排污水COD不浓缩，可以达标排放，无二次污染，但是在电极材料选择、节能耗电方面要求较高。

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