以废纸/进口纸浆作为原料的造纸厂的废水处理选择：从孟加拉国视角出发

孟加拉国工程技术大学（BUET）化学工程系，孟加拉国达卡-1000

于2010年2月20日收到; 于2010年6月6日以修订形式收到

摘要：孟加拉国的纸业部门正在日益扩大，以满足日益增长的工业，书写/印刷需求和特殊用纸。造纸厂产生大量废水对环境造成不利影响。每年约有1400万m³的废水没有经过处理排入地表水和灌溉土地。纸浆和造纸厂的水污染可以通过适当的污水表征和处理设施来减少。本文对不同的造纸废水处理技术进行了讨论。对生产200 m³/h污水的造纸厂进行可处理性分析和罐测试，以此为基础进行案例研究。在案例研究的基础上提出了一个简化的废水处理过程。适当的处理这些造纸厂的废水不仅能够保护我们的环境，而且减少用水量对工厂有益。

关键词：制浆造纸厂，再生纸，进口纸浆，环境影响，废水特性，废水处理

DOI：10.3329 / cerb.v14i1.5236

1.引言

孟加拉国造纸业1953年在英国投入使用，那时Daud集团在吉大港的Chandragona建立了Karnaphuli纸磨坊（KPM），以当地的竹子和硬木为原料^[1]。 后来，政府主动建立了三家工厂，使用当地原材料生产纸张：库尔纳新闻纸厂（KNM），位于库尔纳，以Gewa为原料生产新闻纸；北孟加拉造纸厂（NBPM），位于Pakshi，以Bagasse为原料生产书写纸和印刷纸；锡尔赫特纸浆造纸厂（SPPM），位于锡尔赫特，以木立竹和芦苇为原料生产纸浆。其中只有KPM正在运作，每年生产约30,000吨的纸^[2]。

孟加拉国的私营部门造纸厂开始兴起，以20世纪80年代初在美国成立Khan Md Iqbal Board MillNarayanganj 为起点^[3]。但是，私人造纸厂在90年代中期时采取了加息措施，当时国有造纸厂在生产中由于原料限制和其他操作问题出现下滑。目前，该国有55个纸板厂，年产量约550,000吨纸板^[3]。这些工厂的产品包括写作用纸，印刷纸，债券用纸，新闻纸，纸巾，无碳纸，卷烟纸和工业用纸，以及不同等级的纸板^[4]。由于缺乏原材料这些工厂依靠废纸和进口纸浆进行加工。表1显示孟加拉国造纸厂当前的原材料使用情况。

表1：孟加拉造纸厂使用的原材料^[3]

纸张的生产不仅需要原材料，还需要大量的水和化学品。因此，这样造纸会产生大量废水。纸浆和造纸废水的不良特点是高BOD负荷，色度高，较高浓度的悬浮固体和化学物质如填料，酸，碱等^[5]。如果使用氯基化学品漂白纸浆可能生成高毒性化合物如二恶英和呋喃^[6]。

根据造纸废水的环境影响，孟加拉国政府已将制浆造纸厂列入“红色类别”^[7]。制浆造纸厂的废水在排入地表水或灌溉土壤之前必须符合环境保护准则（ECR）-1997的标准（表2）。

表2：ECR 1997制浆造纸厂废水标准^[8]

表3：使用进口纸浆/废纸为原料的造纸厂的典型废水特性

表4：当地生产纸巾、印刷、纸胶印、卷烟纸等的造纸厂的进水和出水特性

目前孟加拉国的大部分纸产品都是由再生纸和进口纸浆生产的。这种工艺从环保角度来看具有优势，因为它们比化学制浆工艺需要的水量少40-50％^[5]。然而，废纸和进口纸浆再造的纸张生产仍需要20-35立方米/吨的纸张生产^[4]。根据这个价值，目前制浆和造纸部门的废水量约为13,750,000立方米/年。由于大多数造纸厂都集中在Munshiganj的Meghna河、Narayanganj的Shitalakhya河和吉大港的Karnaphuli河三河的河畔，所以产生的废水目前正在寻找进入水域的路线。

本文从孟加拉国的角度出发处理与纸张生产有关的环境问题，主要侧重于处理来自造纸厂的废液。对造纸厂废水不同的治理方案进行了讨论，并提供了技术上和商业上合适的途径。

2.废水特征

造纸厂的废水可能会有差异，在很大程度上取决于原料和使用的化学品以及进行制浆过程和管理实践^[9]。几位作者报告了不同的制浆和造纸工艺产生的废水的特征^[9-14]。但是，所有这些公布的数据是用于综合造纸厂的，并且与孟加拉国无关，因为所有造纸厂都是使用进口纸浆或再生纸作为原材料的。根据孟加拉工程技术大学的化学工程系三年的实验测试结果，使用进口纸浆/废纸的造纸厂废水特征值列于表3中。

3.治理方案

制浆造纸厂废水可以通过物理化学法、生物法或其组合进行处理。生物处理可以进一步分为厌氧和好氧。纸浆和造纸厂有色废水的真菌处理也取得了令人满意的结果^[15]。据报道，由于造纸厂内部流程和管理措施发生变化，污染负荷和废水量大幅下降^[16,17]。

物理化学法通过筛选，凝结，絮凝，沉降，浮选，吸附等去除废水中的悬浮物固体，色度甚至BOD和COD。化学沉淀可用于去除重金属和溶解的固体。

在生物处理中，在有氧（好氧）或缺 氧（厌氧）的情况下，微生物的代谢功能被用于去除BOD、COD和捕获悬浮不稳定的胶体固体。

废水处理通常采用上述两种方法的组合。在大多数制浆造纸厂，生物处理后进行物理化学处理。更高级的三级处理也经常被采用。详细各种处理方法的描述可以在文献中找到^[9,18,19]。

但是，选择适当的污水处理方法是非常重要的，因为不同的工艺流程初始成本和操作成本差异很大。此外，如表3所示，从一家造纸厂到另一家造纸厂的废水特性可以在很大程度上发生变化，并取决于原材料规格和特定工厂的操作条件。因此，可处理性分析对于选择合适的处理方法是必须的。特定废水的可处理性取决于各种参数值如BOD、悬浮胶体与可溶性有机物浓度比，BOD与COD比值等^[20]。

4.案例研究，孟加拉国视角

对孟加拉国一家主要造纸工业的进水进行可处理性分析，该造纸厂生产纸巾，印刷品，胶印纸，卷烟纸等。进水特性如表4所示。

进水特性表明BOD负荷相对较低，可以通过物理化学或生物过程进行处理。由于BOD负荷非常低，BOD / COD比值小于0.5，因此选择物理化学处理进行研究^[19]。

图1显示了提出的污水处理厂（ETP）的工艺流程图（PFD）。来自造纸厂的废水通过粗筛以除去大的悬浮碎片（如果有的话）。然后它被送到均衡罐。在均衡罐中提供充气以确保废水不会变得有感染性。搅拌下将混凝剂加入闪蒸混合罐中，然后加入絮凝剂。然后将其送至澄清器以沉淀絮凝物。沉降的污泥收集在湿污泥罐中，然后通过带式压榨机脱水。

然后将来自澄清器的上清液清水输送到H₂O2计量罐中。只有在废水色度高时才使用H2O2进行脱色。然后使其通过由无烟煤，砂和砾石层组成的颗粒过滤床。来自滤床的废水（处理过的水）收集在收集罐中。表4显示了处理过的水的特征。来自该厂的经过处理的废水可以通过最小程度的处理用于该过程中，例如离子交换。该厂的处理成本大约为BDT 10 / m³流入量。

处理厂产生的固体污泥有机物含量高（主要是纤维素），因此可通过堆肥或厌氧消化转化成肥料和土壤改良剂。这种干燥后的固体污泥也有望成为生物质燃料的良好替代品。

5.结论

孟加拉纸业增长迅速。大多数纸厂都以进口纸浆和废纸为原料。他们中很少有污水处理厂。每年这个部门都会产生数百万吨污水污染接收水体。如果这种污水直接排放，会破坏生态系统。由于严重的水污染，达卡市周围的所有河流同时出现生物死亡。由于这些受污染的河流是城市居民饮用水的来源，城市居民的健康成本增加了许多倍，因为不纯净的饮用水供应。因此，是时候通过在每个污水生产行业建立适当设计和功能的ETP来恢复这些河流并重建生态系统了。

出处：Md. Mominur Rahman,Kazi Bayzid Kabir. Wastewater treatment options for paper mills using recycled paper/imported pulps as raw materials: Bangladesh perspective[J]. Chemical Engineering Research Bulletin,2010,14(1).

原文：

WASTEWATER TREATMENT OPTIONS FOR PAPER MILLS USING WASTE PAPER/IMPORTED PULPS AS RAW MATERIALS: BANGLADESH PERSPECTIVE

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