研究的目的及意义
我国是造纸大国，各类造纸厂总数达到10000多家，一年造纸废水排放达到40多亿立方米，占全国的废水排放量的10%，造纸废水中BOD5排放量达200多万吨，占全国的废水总排放中BOD5的25%，因此对于造纸废水回收利用的研究具有非常重要的现实意义。
从经济角度来说，随着科技迭代进步，现代化工业发展蒸蒸日上。在当前的经济背景下，造纸企业之间的竞争也越来越激烈。减少实际生产成本，提高经济效益越来越重要。因此，对与造纸过程中产生的工业废水的回收利用的研究也显得越来越重要。废水利用率提高，清水的需求进一步降低，也就达到了降低生产成本的目的。并且回收过程中的白水温度较高，还可以提高纸张的白度，对于能量以及漂白粉的消耗更少，可以进一步降低生产成本。
从环境角度来说，制浆造纸是一个能源消耗大、水源消耗大、并且也是污染严重的行业，所以是国家重点整治的一个行业。对于造纸废水的回收利用，可以减少生产污水排放，降低对于环境的污染，也与国家的可持续发展理念相契合。
2008年，我国开始实施新的制浆造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2008），新标准大幅提高了污染物排放标准。在此背景下，通过毕业论文设计的训练，可以深入了解造纸废水处理过程。
国内外同类研究概况
国内研究概况
国内对于废水处理方法众多，列举如下：
- 常规的碱回收工艺
- 湿裂化法，浓缩为14-18%的固形物在19~23MP，350~370℃的条件下湿裂化15~30min，黑液中有机物转化为气体，焦油，碳粉和少量有机酸，黑液中硅酸钠在二氧化碳高分压下转化为二氧化硅沉淀。在常压下将产物分离，加以利用。
- 湿式燃烧法，利用有机物燃烧回收碱和热能。采用多效蒸发器将黑液浓缩使其中有机物燃烧在高温下无机物变为熔融状态主要成分是碳酸钠，加入石灰、苛化为氢氧化钠再回用到制浆生产中去。从而达到回收碱并循环利用的目的，大型木浆厂碱回收率可达90%，苇、蔗渣浆厂 达 70%，稻麦草浆可达 60%。此外，非木纤维纸浆黑液除硅降粘技术的发展也为草浆湿式燃烧碱回收工艺的应用提供了强有力的技术支持。
- 电渗析法，草木浆碱法蒸煮后黑液采用阳离子交换膜及活动阳极式电槽，可回收蒸煮用烧碱以及木素为主的阳极产品。该法的设备费用及钢材的用量都比较低，但电耗较大。
- SCA-Billerud热解法，适用于小厂碱法或硫酸盐及亚硫酸盐法中性亚硫酸盐化学浆法的碱回收。在我国曾有应用，但未推广。
- 直接回收法该工艺是将黑液浓缩成为固体物，并与赤铁矿混合进行高温反应，生成固体松散的铁酸钠，然后水解生成碱液和赤铁矿固体，赤铁矿固体可浓缩使用。工艺流程短，无苛化和白泥处理工序，成本低，无废物排放。 目前，该工艺处于中试阶段。
- 闪速热解汽化，该工艺采用热化学裂解，有机物热解汽化形成可燃气体，从热解残渣和热解灰中回收碱，美国几家造纸厂已建立了示范工程，该方法将是未来有发展前景的碱回收技术。
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生物法处理化学制浆废液
- 好氧生物法是对分离木素后的废水，用消耗阳极的铁屑-石墨屑原电池进行预处理去除废水中硫离子，以改善活性污泥中絮凝性的亚铁离子，然后进行生物曝气处理。该工艺操作简便，不加药剂，能耗小，处理效果好。
- 厌氧塘法，该方法主要是对黑液进行预处理。将废液排放到大池塘内，停留一段时间降低污染负荷，再用土地处理系统对污染物进一步去除、净化。 该方法操作方便，运行稳定，投资少，效益高，但占地面积大，处理周期长，无二次污染。
- 两项厌氧膜-生化系统，采用传统两相厌氧工艺，与膜分离技术相结合的系统MBS处理造纸黑液废水，COD去除率平均可达73.1%。MBS系统具有更高的稳定性
- 蒸煮废液资源化综合利用技术
利用物理、化学或者两者结合的方法将废液中的木素，低聚糖和单糖等有机物分离并加以综合利用。是目前处理草浆蒸煮废液的有效方法之一。
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- 木素的利用和分离，废液中木素可以作粘结剂或乳化扩散剂。常用酸析法分离木素，由于木素不溶于水和酸!，在黑液中通入二氧化碳或二氧化硫烟道气或直接加入无机酸木素便会沉淀出来。酸沉淀法的主要缺点是分离木素的纯度低，且易造成二次污染，对于草浆黑液沉淀木素的细小颗粒，加上硅胶体的 干扰，木素的洗涤过滤和分离都较困难。
- 糖分的利用，废液中均含有糖类和糖尾酸类。木浆废液中含 6碳糖较多，草类废液中5碳糖较多，6碳糖 主要是半乳糖和葡萄糖等。
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中段污水处理技术
- 物理法。即采用各种筛网、斜形筛、格栅等作为中段污水预处理，主要阻截回收水中较大的废纸浆纤维，供给生产普通板纸。
- 物理化学技术。物理化学法主要是混凝沉淀法及混凝气浮法。近年来有不少企业将平流式沉淀池改造成斜板沉淀池，提高了处理负荷，增加了去处效率。混凝沉淀与气浮法处理碱法草浆中段污水处理技术比较成熟，处理设备简单，运行费用较低。
- 生物处理法。据统计，碱法草浆中段污水用生物处理技术治理的造纸厂很少，有些只进行了中间实验，投入运行的更少。
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纸机白水的处理
- 气浮法：包括溶气气浮，射流气浮及高效浅层气浮和微涡气浮技术。
- 多盘真空过滤机：该机处理白水特点是过滤过程连续，工艺稳定，设备占地面积小，基建费用低，不用真空泵，运行费用低纤维、境料回收率高达95%以上；清滤液的固形物含量低，可直接用于造纸过程，有利于实现水封闭循环。
- 化学混凝法：白水经过滤处理回收纤维后加入混凝剂，使白水中细小纤维，胶体性物质及部分溶解性有机物聚沉，处理后回用于生产。该法投资少，操作简便，处理效果理想。
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新的趋势
- 膜技术：采用膜技术进行各种工业废水的处理，是目前的一个研究热点和难点，在我国也取得了一定的成果。 黄江丽等采用 0.8微米微滤与50纳米超滤无机陶瓷膜组合工艺对造纸废水进行了处理，在温度为 15摄氏度、压力为0.1Mpa的操 作条件下，0.8微米膜对比COD去除率为30-45%，50纳米膜对 COD去除率为55%-70%。
- 人工湿地处理技术：指通过模拟天然湿地的结构与功能，选择一定的地理位置与地形。根据需要，人为设计与建造的湿地。人工湿地对造纸废水具有较强的有机物去除能力，主要是通过湿地床的物理截留沉淀和生物吸收降解作用来去除有机物。我国已有造纸厂采用人 工湿地处理技术处理废水，并取得了好的效果。
- 纳米材料：纳米材料无论作为吸附剂、催化剂还是大分子材料的改性负载材料，相较于传统材料，其对提升工艺方法的效果效率作用明显，具有无限发展潜力。但由于纳米材料一般成本较高，在实际使用中还会遇到各种各样的阻碍，例如纳米零价铁成本较高、使用寿命较短以及表面氧化问题等。此外，关于纳米颗粒去除污染物的机理以及关于纳米材料吸附性能的研究中对纳米吸附剂解吸过程的研究、吸附剂的环境稳定性不够全面，需要进一步的探索。
国外研究概况
美国作为世界第一造纸大国，50年前由于工业废水以及工业废物的排放，美国很多河流、湖泊及海岸线都受到污染，直到1969年的俄亥俄州 Cugahoga 河横扫伊利夫兰市事件导致美国人民开始采取行动处理工业废水。
70年代研究的技术主要是活性污泥技术，对这一领域的研究使得污泥的质量控制得到提高, 并使这一方法能更好地设计、实施和运行, 但主要部分的技术保持没变, 只是对现有工艺和技术进行逐步改进。臭氧技术、离子树脂技术、过氧化反应和活性炭处理方法讨论很多, 但很少应用。
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