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造纸制浆废水如何零排放?
点击次数:607 发布时间:2016-07-29 返回

造纸制浆废水如何零排放?
神奇 “ 膜法 ” 治 “ 黑龙 ”
——南工大院士团队攻克造纸制浆废水零排放世界性难题
“这水已经等同于纯净水,对人体无害,解渴不成问题。”
一边说着,羌强一边用手捧起经过处理的造纸制浆废水,连喝两大口。
5 月下旬的江苏,尽管已经步入初夏时节,但是在南通经济技术开发区能
达水务公司超滤系统运行区,记者没有闻到丝毫令人不快的异味,反而是管委
会主任羌强的这个举动让人大吃一惊。
就在 3 年前,开发区王子造纸公司的制浆废水原计划建一条百余公里的管
道直排大海,而那里正是启东渔民世世代代赖以为生的传统渔场。让这个投资

百亿的大项目变得命运多舛。
而现在,眼前又黑又臭的造纸制浆废水,经过预处理、膜过滤、蒸发结晶
等工序,转瞬就变成可以回收利用的中水、工业用盐和干泥。不仅全过程实现
零排放,而且中水还成了开发区内企业抢手的香饽饽。这一切的幕后功臣,就
是南京工业大学徐南平院士团队 40 多位科研人员以及他们所展现的神奇膜技
术。

“ 惯例 ” 背后的环保悖论
启东,是地处万里长江入海口北侧的一个县级市,这里三面环水,形似半
岛,水产丰富。
3 年前,当总投资 19.8 亿美元、设计年产 80 万吨纸、71.4 万吨木浆
的江苏王子制纸有限公司,将配建一条造纸制浆废水排海管道的消息传到启
东,世代以渔业为生的当地百姓,不由地开始担心造纸制浆废水会影响生态和
近海渔业养殖。
启东民众认为,造纸废水直排大海,污染环境、危及生态、破坏渔业资
源。而在行业内,造纸制浆废水经处理后直排大海是国际“惯例”,王子公司
是世界第三、亚洲*大造纸企业,在日本国内和其他发达国家,都采用同样
的工艺和处理方法。这是一场事关发展与保护、经济利益与生态效益之间的冲
突。
“ 死棋 ” 牵出的技术困局
由于政府“*停建”的承诺,这条尚未完工的排海管道,成为一步“死
棋”,留下了巨大的困局:
——不排大海,日本zui大在华投资项目王子造纸制浆尾水无处排放,南通
面临可能超过 100 亿元的巨额违约赔偿,经济上、外交上的负面连锁反应难以
估量;
——就地处理,国内外都没有造纸制浆废水“零排放”先例可循,有专家
论证,在现有的技术条件下,要实现零排放,仅前期投入就需 30 亿元,超出修
建排海管道所需 12 亿元的一倍多,地方财政难以为继。
“制浆尾水零排放,当时国内外业界普遍认为不可能。”项目实施人、南
京工业大学膜科学技术研究所杨刚教授说。
记者采访获悉,造纸制浆废水处理有三大技术障碍无法逾越:一是成分复
杂,有 300—600 种物质,特别是含有大量的胶体物质、木质素、短纤维等,极
易造成纳米级的过滤膜污染堵塞,3 个月必须更换,成本极高;二是含有高浓
度的有机物,使得脱水不彻底,副产盐无法结晶;三是预处理过程中的臭气难
以控制,影响环境。

关键时刻,时任江苏省省长助理兼科技厅厅长、中国工程院院士、中国膜
科学 973 项目科学家的徐南平主动请缨,带领南京工业大学膜科学研究所
的 40 多位研发人员,接下了造纸制浆废水“零排放”的技术难题。
他们将要完成的任务是,全天候、24 小时无条件运行,将制浆废水变成可
回收利用的中水、工业用盐及干泥,实现废水全量回收利用。
此时,基本没有专门留给他们的科研攻关时间。
“ 膜法 ” 制胜的创新丰碑
“要实现‘零排放’,科学锁定制浆废水的成分十分重要。”杨刚介绍,
由于制浆废水成分复杂,水质比课题组想像的更差,就连日本王子公司也在不
断修正指标,仅从每次提供的水质参数上看,一次比一次恶劣。
“我们没有任何退路,只能背水一战!”徐南平院士告诉记者。为了尽快
获得实验数据,将日本原厂的废水空运到南通进行研究。
在对水样多次科学分析的基础上,项目团队提出了成套设计工艺。
这套装置的工艺分别为预处理、膜集成和蒸发结晶 3 个流程,每个流程都
包含着诸多复杂技术与工艺,环环相扣,缺一不可。如预处理中,科研人员采
用生物膜降解技术,不仅可将臭味去除,还有效解决了过滤膜的污染堵塞难
题。
“这是国际上目前zui为先进合理的工艺。”杨刚说。
膜集成是关键环节,占到处理水量的 90%多。通过膜材料这个特殊的“筛
子”,将大部分好水过滤出来,是实现零排放的重要保障。
zui终,南京工业大学研究人员精心设计出的膜集成环节过滤出的纯水,水
质指标 COD 小于 3,电导率小于 150,比自来水都好。
此时,几万吨废水中还剩下几百吨高盐水需要处理。如何让盐分结晶,顺
利提取出来,做到既有效又节能,是整个工艺的zui后一道工序。但国内外没有
可供参考的案例。某国外造纸企业采用了蒸发技术,但zui终出来的都是糊状
物,盐分根本提取不出。
为此,研究人员采取了机械再压缩蒸发结晶技术,结合恰当的进水条件和
过程条件控制,实现了有效结晶。前来采购的精细化工厂都不敢相信,这白花
花的工业盐竟然出自制浆废水。

zui后剩余的干泥,含有钙、镁等成份,被用在建筑工程中,是实惠又安全
的材料。
3 个月完成设计,6 个月完成建设与安装,一年实现试运营。在王子公司制
浆生产线建成投产之前,废水处理工程全部建成,中方完全履行了双方签订的
协议。
看似 “ 天方夜谭 ” 的难题,攻克了!
目前,这套全球*的制浆废水中水回用装置已经在南通经济技术开发区
“能达水务有限公司”顺利运行一年多。
开发区环保局局长王朝辉表示,能达公司是中水回用工程的实施主体,制
浆废水日处理能力设计峰值达 4 万吨,平均值 3.65 万吨,王子公司日产制浆废
水 3.2 万—3.6 万吨,全部在这里集中处理。监测数据显示,处理后产生的中
水水质良好,主要水质指标如 COD、浊度、硬度、pH 值等,均优于长江水甚至
自来水。
经测算,目前每吨中水运行成本约为 5 元,售价为 2 元,地方财政只需要
补贴运行成本 3 元。与排海管道工程相比,建设资金和运行费用都有显著降
低。经过适应性运行后,将有可能进一步降低运行成本。
由于售价低、水质好,这些回用中水已经成为开发区内企业争抢的香饽
饽,仅王子公司每天就引中水 1.2 万吨用于造纸,江山农化每天也使用 5000
吨,用于锅炉补充水或循环冷却水。园区每年因此可节水 2000 万吨,并减少向
水体排放 COD、BOD 分别为 1500 吨和 400 吨。一项技术便释放出大量的环境容
量指标,为地方经济发展“腾出”巨大空间。
相关专家表示,包括造纸行业在内的一批工业项目,尽管是达标排放,但
对水环境的伤害仍然不小,长此以往必然会造成水体不堪重负。
“中水回用工程具有很大的科技推广价值。”徐南平表示,这次成功实
践,让他们有信心解决几乎所有工业废水的处理问题。只要科学分析相关工业
废水的成分,有针对性地进行相关膜材料集成,均可实现全部中水回用,也就
是零排放。如果各地政府能够下定决心进行推广,这项技术将对中国乃至世界
的水资源保护、水环境治理发挥不可估量的作用。(文章来源:中国青年网)

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