摘 要：针对特种纸产品特点和中水回用要求，采用了砂滤

+活性碳过滤+超滤组合系统进一步处理污水处理站出水，

提升废水的回用品质。系统经过3年运行，结果表明：该系统

运行稳定，处理效果好。为了有效防止滤膜发生污堵，需结合

出水特点，对进水进行预处理。经超滤处理后，出水指标：

CODCr≤50mg/l，浊度≤0.5NTU，pH=6～9，处理成本约0.75元/t。

水质满足车间内回用的要求，对生产和产品质量无明显影响。

关键词：特种纸；超滤膜；造纸废水；回用

Abstract: Application of ultra-filtration technology in papermaking waste water can effectively reduce pollution load and increase the reuse rate of waste water. Based on the characteristics of products and requirements of whitewater recycling, a combined system, mechanical filtration, activated carbon filtration and ultra-filtration, was used to improve the quality of reused water. Three year’s operation proved the improved system has a high stability and a high removal rate of pollution load. In order to avoid the filter clogging, pretreatment should be adopted based on the characteristics of white water for specialty paper. The practical running results show after the treatment of ultra-filtration, the CODCr and turbidity of effluent can be less than 50 mg/l and 0.5NTU, pH is 6-9, with the treatment

造纸废水回用工程设计与实践⊙ 伊财富 (浙江恒达新材料股份有限公司，浙江衢州 324401)

The engineering design and practice on recycle system of papermaking waste water⊙ YI Cai-fu (Zhejiang Hengda New Material Co., Ltd., Quzhou 324401, Zhejiang, China)

伊财富先生，技术研发中心主

任，工程师；负责环保、生产

技术管理以及新产品开发等工

作。

cost 0.75 yuan/ton. The quality of the treated water can satisfy the requirement of the standard for reused water, and paper machine running and paper quality were not affected.Key words: specialty paper; ultra-filtration; papermaking waste water; recycle

中图分类号：X793; TS761 文献标志码：B

文章编号：1007-9211(2017)22-0060-03

我国造纸工业废水排放量大，约占全国工业废水

总排放量的13.0%[1]。2016年11月21日，国务院正式印发

了《控制污染物排放许可制实施方案》，为企业守法、

部门执法、社会监督提供了依据。造纸行业作为国家第

一批排污许可制试点行业，说明了国家对造纸行业的重

视。因此，降低新鲜水用量、提高废水循环利用率是造

纸企业可持续发展、保持竞争力的核心问题之一。

与普通文化用纸、包装用纸等纸种相比，特种纸产

量小、品种多、附加值高，该类纸种一直是我国造纸工

业产量和消费量的增长点。但是，特种纸企业产品种类

多，所用纤维原料、化学品也不同，白水成分复杂，存在

废水回用难度大，利用率低的问题。废水回用时水中的

纤维、填料、金属离子、高分子聚合物等均会影响水中

的电导率、pH、固体悬浮物含量等重要指标，从而导致

管道产生腐浆、功能组分留着率降低、纸张性能劣化等

系列问题，影响纸机运行和产品质量[2]。

生产实践 PRoDucTion

60第38卷第22期 2017年11月

注：未提及指标表示其进水已符合用水标准。

表1 中水回用工程出水水质

出水要求

指标产水量/

(m3/h)(25℃)

70 6～9

pH

≤1.0

浊度/

NTU

浙江恒达纸业有限公司是国内较早从事特种纸生

产与研发的企业之一。公司拥有国际先进水平的特种纸

生产线，生产各种高档烟用、医用、食品和建筑装饰辅

料等特种纸。为响应浙江省造纸行业整治号召，公司于

2014年对废水处理工程进行改造，以提高废水循环利

用水质。公司造纸废水来自各个车间白水，网毯洗涤水

以及一些非生产用水。生产的特种纸主要有医用透析

纸、食品包装纸、烟用接装纸等，其特点是以木浆为原

料，产品选用的填料、助留剂、施胶剂等均有差异。因

此，白水细小组分含量高，废水成分较为复杂，回用难

度大。经过多年实践，公司采用了砂滤+活性碳过滤+

超滤组合系统对特种纸废水进行处理，提升了中水回用

品质，保障生产的稳定运行。

1 中水回用工程试验与改造内容

公司于2014年底对原有废水处理站进行了工程改

造，以进一步提升回用水的水质。由于特种纸种类差异

导致选用的化学品种类较多，废水中主要含有高分子

聚合物、填料、细小纤维等，需要增加对废水进行预处

理，并采用超滤膜过滤。经改造后的最终出水水质指标

如下：CODCr≤70～80m g/l，浊度8～10NTU，TS S为

40～50m g/l，pH为6～9，符合我国制浆造纸工业水污

染物排放标准（GB3544-2008）的要求。

1.1 中试试验

为确保本次改造工程能够正常、稳定运行，有效防

止膜的污堵，采用了砂滤+活性碳过滤+超滤组合系统

作为本项目废水的后续处理。反冲洗以及采用适量的次

氯酸钠进行清洗后，超滤膜的通量恢复率达99%以上。

该组合工艺对废水中的悬浮物去除效果明显，出水浊度

基本稳定在0.5NTU，但废水的CODCr去除率效果不明

显，基本稳定在10%～20%之间。分析中试试验结果后

确定，本项目最后出水水质如表1所示。

中水回用系统的进水为现有污水站出水，水质水量

均较为稳定，中试试验装置运行效果良好，连续运行约

15天，系统未发生污堵情况；故根据中试试验结果，确

定采用超滤膜系统作为中水回用工程的主要处理方法。

1.2 工艺流程

(1）预处理系统

预处理系统主要包括原水泵，进水电导、流量等检

测仪表，机械过滤器，活性炭过滤器，杀菌剂加药系统，

絮凝剂加药系统等。

原水池总容积220m3，采用地下式钢砼结构，设计

流量为140m3/h，停留时间为1.4h。

石英砂过滤器是系统的重要预处理装置，设计流

速10～12m/h，最大处理水量为120m3/h，主要通过投

加絮凝剂后滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体、

有机物等杂质，使出水水质的污浊度≤3.0NTU。

活性炭过滤器吸附活性高，但要求水质清澈透明，

无大颗粒悬浮杂质，否则容易堵塞活性炭微孔。活性炭

过滤器结构和一般机械过滤器相似，底部支持层装填

0.2～0.3m石英砂，上面装1m厚的活性层。活性炭过滤

器设计流速10～12m/h，最大处理水量为120m3/h，

废水通过顶部导入，采用顺流下降过滤。运行一段时间

后，活性炭过滤器因截污量过多，暂时失去活性，则进

行反洗、排污。反洗清水从过滤器底部进入，反洗强度

为8～10l/（s.m2），反洗至出水清澈为止。活性炭使用

期因水质而异，正常运转下可使用1年左右。经过石英

砂过滤以后，绝大部分的细小纤维和填料包括一些胶

黏物已经过滤掉了，到了活性炭过滤，小部分的细小纤

维、填料、以及胶黏物被多孔结构活性炭所截留，出水

污浊度≤1.0N TU。这样就可以保证进入超滤之前不含

图1 中水回用处理工艺流程

生产实践PRoDucTion

61Nov., 2017 Vol.38, No.22China Pulp & Paper Industry

悬浮物，胶黏物，可以大大延长超滤膜的反冲洗周期。

对原水预处理前，需添加杀菌剂NaC l O，通过其

水解产生HC l O，该氧化剂可与微生物细胞蛋白质形

成N-C l键，抑制微生物生长，从而防止后处理工段

的超滤膜系统因细菌滋生而堵塞；加药采用PE储药箱

（1000l），加药计量泵流量范围0～530l/h。还需添加

絮凝剂来提高砂滤、活性炭过滤器的过滤效果，从而对

超滤膜系统起到有效的保护作用。

(2）超滤膜系统

废水经过预处理后，采用超滤膜进行进一步处

理。膜系统设计流量为80m3/h，选用耐化学性很强的

聚偏氟乙烯（PV DF）超低压中空纤维膜。进水压力为

0.3M P a，膜组件包含超滤膜36支，单位过滤面积约为

60m2，膜丝充填率高，运行回收率≥90%；过滤方式采用

外压式错流过滤。膜表面的均匀细小微孔，为稳定良好

的过滤水质提供了保障。该设备运行简单、易操作，在低

压下也可正常运行，因此可降低电耗，节约成本。超滤系

统还可有效截留大肠杆菌、鞭毛虫、噬菌体等细菌，同时

可去除大分子有机物，从而可有效保证过滤后水质。

2 运行过程中存在的问题及解决方案

本项目设计的初衷就是为了提高中水回用比率，降

低排放总量，从而降低吨纸水耗；不仅是为了满足环保

的要求，同时也能够降低吨纸的用水成本。超滤膜系统

实际运行过程中就碰到一系列问题，尤其是溶解性的高

分子聚合物堵塞超滤膜，诸如阳离子分散松香胶、PVA、

淀粉等。这是膜处理系统不能长期有效运行的最大障

碍，我们采取了一系列前端处理设施有效降低废水中这

些大分子物质的量。例如生产当中用松香胶的纸机，我

们利用浅层气浮池将细小纤维和松香胶处理掉；而生产

当中用PVA的纸机，所有白水经过80目的倾斜滤网过滤

掉大部分的细小纤维和PVA。经过车间内部简单处理的

白水汇总到污水处理中心，然后经过过滤、絮凝沉淀之

后再进入膜处理系统可以大大延长石英砂和活性炭的反

冲洗周期，同时也大幅延长了超滤膜反冲洗的周期。

使用膜处理系统深度处理废水达到中水回用的目

的，每个工厂应该根据自己生产纸种的特点，弄清废水

当中所含的成分；采取针对性的措施最大限度地保证进

入超滤膜系统的洁净程度，从而延长超滤系统的使用周

期以及提高单位时间的产水量。

3 运行效果与效益分析

改造后的中水回用系统于2014年底投入运行，调

试过程中发现超滤膜易被堵塞，导致膜通量下降。经过

分析排查，发现造成堵塞的主要物质为水溶性高分子

聚合物，在滤膜表面形成黏性物质。为此，在造纸车间

增加了滤网和浆内气浮池，通过调整工艺去除大部分

的悬浮颗粒和可溶性高分子聚合物，降低了超滤膜运

行负荷，整体系统处理的废水浊度下降90%，效果改善

明显。该系统目前仍在稳定运行，经废水车间处理后，

CODCr平均浓度小于50mg/l，浊度小于0.5NTU，水质

条件满足回用要求，所有产品生产稳定，质量合格。

该系统运行费用主要包括电费、化学药剂费、人工

费、膜损耗费用等，废水处理成本核算约0.75元/t，本地

区生产用新鲜水0.6元/t，废水排放成本1.2元/t，按年

生产时间330天计算，每年可降低生产成本约69万元。因

此，通过技术改造使废水再生利用，可降低污水排放量，

有利于保护环境，具有显著的社会效益与经济效益。

4 结束语

采用超滤膜系统处理造纸废水时，其稳定运行是

保障回用水质的前提。因此，必须结合工厂水质特点，

对不同纸种产生的白水有某些针对性地进行预处理，确

保超滤膜不堵塞。

我公司从2014年底开始采用超滤膜系统处理造纸

废水的工程运行结果表明，该系统运行稳定，处理效果

好，经超滤膜系统处理后，出水CODCr≤50mg/l，浊度

≤1.0N TU，pH=6～9。回用水未对产品生产运行带来

负面影响，产品质量稳定，满足客户要求。本中水应用

项目的社会效益和经济效益明显。

参考文献

[1]中国造纸协会.中国造纸工业2016年度报告[J].中华纸业,2017,

38(11):24-34.

[2]张文秀.特种纸生产废水处理回用的应用研究[D].南京:南京林

业大学,2005.

[3]肖建平.中空纤维超滤膜的有机污染及清洗方法研究[D].重庆:重

庆大学,2004. [收稿日期:2017-08-07(修改稿)]

生产实践 PRoDucTion

62第38卷第22期 2017年11月