造紙工業(yè)是用水大戶，當(dāng)然也就是廢水排放大戶。我國制漿造紙工業(yè)每生產(chǎn)1噸紙，平均耗水量200噸以上。造紙工業(yè)也是我國污染最大的工業(yè)，造紙廢水排放的有機物（以COD計）占我國工業(yè)廢水有機物總量的約三分之一。造紙工業(yè)的清潔生產(chǎn)對于我國環(huán)境污染控制具有重要意義。
造紙行業(yè)中，廢紙為原料的制漿造紙工廠可以作為清潔生產(chǎn)的突破口。據(jù)了解，我國目前紙產(chǎn)量約為7000萬噸，其中60%以廢紙為原料。有業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，由于木材短缺和草漿造紙難以實現(xiàn)堿回收而無法擴大規(guī)模，預(yù)計廢紙造紙的比例還要增加。我國造紙工業(yè)廢水最新排放標(biāo)準(zhǔn)盡管已經(jīng)對“排放量從嚴(yán)”，但廢紙生產(chǎn)每噸漿的允許廢水排放量仍然高達(dá)60m3/噸紙。
造紙工業(yè)節(jié)水從來就是重要的課題，上世紀(jì)60年代國外已經(jīng)開始了白水封閉循環(huán)，但是在90年代中期以前在任何工藝的造紙廠都還沒有實現(xiàn)廢水的零排放。為此，我們進(jìn)行了大量的客戶調(diào)查工作和相關(guān)研究，通過試驗和工程實踐表明：我國廢紙造紙具有巨大的節(jié)水余地！
2002年在天津萬利開始實施的零排放廢紙工程，是我國首次采用生物技術(shù)的造紙廢水零排放實踐，工程實施后用水量僅2.1~2.3 m3/噸紙。隨后山東威海海盛紙業(yè)有限公司和山東淄博華鵬紙業(yè)有限公司等廢紙造紙企業(yè)相繼采用改進(jìn)后廢水處理的技術(shù)，實現(xiàn)了“造紙廢水零排放”。
一、應(yīng)用范圍：
目前受處理技術(shù)和投資以及運行成本的限制，造紙廢水“零排放”僅在以廢紙作為原料的制漿造紙工廠得到應(yīng)用。生料的零排放的技術(shù)仍在探索中……
二、存在的問題：
廢紙造紙工藝存在很大的節(jié)水潛力，但是水的節(jié)約意味著大量水的回用和污染物的積累。廢紙造紙廠通過零排放改造，大家遭遇了諸多問題，其中最主要的是以下三個問題：
鹽分(溶解固體物)的富集、難降解污染物的富集和色度不斷增加的問題。
據(jù)了解，污染物質(zhì)的積累會產(chǎn)生很多問題，如微生物生長問題會造成紙面的空洞、透明點等紙病，甚至引起抄造斷頭；完全的廢水循環(huán)，導(dǎo)致鹽的積累，會引起設(shè)備結(jié)垢、毛布和銅網(wǎng)的堵塞、產(chǎn)生氣泡干擾造紙過程，鹽的積累還會引起腐蝕問題；工藝過程中形成的二次膠粘物沉積于設(shè)備表面，會危害造紙過程，引起相當(dāng)于樹脂障礙和涂布損紙的白樹脂問題等等。
正因為存在諸多問題，曾經(jīng)主張實行零排放的工廠，由于沒有合適的循環(huán)水處理，未能堅持零排放，污染物積累導(dǎo)致COD高達(dá)數(shù)萬mg/L，不得不偶爾排放廢水，所以，零排放必須解決循環(huán)水中污染物的積累問題。
三、問題的解決方法
采用合理生物處理工藝解決污染物富集的問題：
我國廢紙殘余木素高，污染負(fù)荷高、膠體與鈣、硅酸鹽含量高，針對其廢水的特點，我們探索以“水解酸化—好氧”為主的工藝處理廢紙造紙的廢水，工程實踐表明：使用該工藝可以持續(xù)穩(wěn)定地實現(xiàn)廢紙造紙的廢水達(dá)到零排放。也有使用“厭氧—好氧”工藝，同樣能達(dá)到零排放的目的。
我們認(rèn)為造紙廢水中使廢水發(fā)臭的原因是生物可降解有機物，也可以說是廢水中的BOD。污水中BOD的去除是靠微生物的吸附作用和代謝作用，然后對污泥與水進(jìn)行分離完成的。
厭氧過程可分為水解階段、酸化階段和甲烷化階段，前兩個階段速度相對較快，在工程上難以嚴(yán)格分離。水解酸化主要是把需要通過胞外酶的分解才得以進(jìn)入微生物體內(nèi)代謝的不溶性大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為微生物可以直接攝取溶解性的小分子有機物質(zhì)，厭氧水解酸化主要為改善和提高廢水的可生化性和溶解性，并降解部分BOD�；钚晕勰嘀械奈⑸镌谟醒醯臈l件下，將污水中的一部分有機物用于合成新的細(xì)胞，將另一部分有機物進(jìn)行分解代謝以便獲得細(xì)胞合成所需的能量，其最終產(chǎn)物是CO2和H2O等穩(wěn)定物質(zhì)。在合成代謝與分解代謝過程中，溶解性有機物（如低分子有機酸等）直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用，而非溶解性有機物則首先被吸附在微生物表面，然后被細(xì)胞外酶水解后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用。由此可見，微生物的厭氧、好氧代謝作用對污水中的溶解性有機物和非溶解性有機物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)定物質(zhì)，因此，可以使處理后污水中的殘余BOD濃度很低，確保出水BOD保持在60mg/L下。
2. 控制生產(chǎn)中添加填料，減少鹽分富集
造紙加填料的最初目的是降低紙的成本，現(xiàn)在主要目的是使紙張獲得某些特殊性質(zhì)。由于加填的目的不同，填料在紙中所占的比例差別較大，一般在l0％～20％。采用一種填料或幾種填料取決于所要求的紙張?zhí)厥庑再|(zhì)。在各類紙中，印刷用紙和書寫紙的填料用量最大。填料有助于改善紙張的下列性質(zhì)：①通過填充紙頁中的空隙，提高紙頁的勻度與平滑度；②增加紙的不透明度和白度(通過使用碳酸鈣)； ③增加適印性；④增加尺寸穩(wěn)定性；⑤降低紙的成本。同時，加填對紙張和造紙過程也有不利影響，加填會減少纖維間的結(jié)合，造成紙的強度下降，印刷時易掉毛掉粉，同時會增加對紙機的磨蝕。⑥為提高紙對水浸透的抵抗性而使用施膠劑。
加填和施膠都有部分溶入水中，在廢水循環(huán)使用過程中，可溶性的無機物就不斷富集，從而影響水處理效果，影響水的再利用。因此在選擇造紙工藝、選擇使用填料時必須考慮以上問題。
適度排泥可排除部分難降解污染物和鹽分。實現(xiàn)廢紙造紙廢水零排放鹽分和部分難降解有機物主要是從兩個途徑排除的，一是排泥，二是紙張帶走一部分。排泥是減少鹽分和部分難降解有機物的主要途徑。
所以適度排泥可排除部分難降解污染物和鹽分，是實現(xiàn)廢紙造紙廢水零排放關(guān)鍵之一。
四、工程實例
A. 萬利公司造紙廠按每日生產(chǎn)180噸瓦楞原紙設(shè)計的循環(huán)水處理改造工程2002年秋建成并開始運行，之后清水用量降低并穩(wěn)定在2.3m3/t 紙以下（全部工藝用水），已經(jīng)完全沒有廢水的排放。由于纖維回收和節(jié)水，該廠每年僅節(jié)水和纖維兩項就可以降低成本360萬元（當(dāng)時產(chǎn)量110噸紙/日時），取得了很好的經(jīng)濟效益。最重要的是，由于實現(xiàn)了廢水零排放，在天津市全面關(guān)閉造紙廠的情況下，該廠得以存在并擴大了生產(chǎn)規(guī)模。
B. 山東威海海盛紙業(yè)自2004年10月開機以來，到目前為止，回用水水質(zhì)COD仍保持在200左右，這也是供整個造紙生產(chǎn)用的水，只要去除BOD和SS本色漿廢紙造紙生產(chǎn)實行零排放是沒有問題的。最新又做了該水的鹽度分析，數(shù)據(jù)如下：車間原水鹽分3.48g/L，氧化塘水鹽分：2.51g/L(可見氧化塘對水中的積累的鹽分有很好的吸附作用)。
C. 山東淄博華鵬紙業(yè)有限公司、西安惠寧造紙廠等十多家的先后實現(xiàn)了造紙廢水零排放，取得了顯著的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
D. 美國已有多家制漿造紙廠實現(xiàn)了污水零排放。大約有另外18個廠有污水零排放系統(tǒng)或零過程廢液的水系統(tǒng)。在世界各地，污水零排放加拿大和澳大利亞的機械漿生產(chǎn)廠，歐洲的廢紙脫墨商品漿廠，俄羅斯的本色硫酸鹽漿綜合廠等等。這些廠的總產(chǎn)量為每年100萬噸原生漿和200萬噸紙，占世界產(chǎn)量的百分之一。污水零排放不再是“特殊情況”了。
五、應(yīng)用前景
在我國建設(shè)節(jié)約型社會發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的時代背景下，實現(xiàn)廢水零排放，是我國造紙業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。利用生物處理實現(xiàn)廢紙造紙廢水零排放技術(shù)，有著極大的市場推廣價值。
一個造紙廠需要紙漿、能源、資金、技術(shù)工人、市場、清水的供應(yīng)，以及廢水處理設(shè)備。目前在世界上，越來越多即將興建廠的配置，除了水供應(yīng)和廢水處理外，其他要求一應(yīng)俱全。封閉水循環(huán)系統(tǒng)，試用適合的處理過程把污水轉(zhuǎn)化成功飲水的質(zhì)量。這種辦法已經(jīng)在一些新建紙長和北美部分紙廠采用。在市區(qū)，由于沒地方進(jìn)行廠內(nèi)廢水處理，就要求將廢水排到市政處理系統(tǒng)，費用相當(dāng)大。污水零排放技術(shù)也許再次成為關(guān)鍵問題。最后，污水零排放的設(shè)計能大大減少困難程度、縮短延誤時間，大幅度地降低適應(yīng)環(huán)境所需的費用。
當(dāng)污水零排放被證實有工業(yè)利用可能性后，全世界的造紙企業(yè)經(jīng)營者就不得不采用污水零排放系統(tǒng)。在英國，純硫酸鹽漿廠要有污水零排放。在美國，環(huán)保管理處Cluster Rules指出，新的回收纖維漿廠，不包括脫墨漿廠，一定要實行污水零排放。排放COD的嚴(yán)格限制不能僅用生物處理來實現(xiàn)：一個廠最近安設(shè)活性炭吸收裝置，作為達(dá)到此限制的最好方法。
投資污水零排放系統(tǒng)的經(jīng)濟分析要考慮幾個方面，如果紙廠是正在建設(shè)的新廠，那么生產(chǎn)工業(yè)過程投資費用分期償還要相當(dāng)長時間。對現(xiàn)有的紙廠，投資的償還期會短些，也許兩年或更短。投資費用的處理會很明顯地影響對污水零排放系統(tǒng)經(jīng)濟活力的看法。如果紙廠生產(chǎn)用水來自河里，廢水又排回河中，則污水零排放系統(tǒng)的運行費用較高，就沒有優(yōu)越性了，但如果紙廠采用工業(yè)用水或城市供水，又把廢水排到市政下水道，則零排放系統(tǒng)運行費用再高，也是由競爭力的。(來源：谷騰水網(wǎng))
