【摘要】本文首先介绍了废纸造纸污泥的特征性质，其次分析了污泥脱水和干燥固化的工艺方法，最后对废纸造纸污泥全新解决方案促进纤维利用进行研究说明，旨在将废纸造纸污泥“变废为宝”，节约资源，从而改善和保护环境。
【关键词】废纸造纸污泥；解决方案；纤维；利用
造纸术是我国古代的四大发明之一，为人类的生产发展做出了巨大贡献，但在现阶段社会，我国造纸业已经受到能源、资源、生态环境问题等多方面的制约。目前全球发展的共同方向是循环经济和低碳发展。从原环保部2010年发布的数据可以看到，2008年我国废水排放总量为571.7亿吨，其中工业废水占了总排放量将近一半的比例。根据研究发现，1万吨废水平均会产生2.7吨的污泥，由此可得我国每年的全部废水处理之后会产生1544万吨的污泥，而在这之中造纸废水的污泥产量几乎是最大的。可观的是在这些造纸污泥中，含有许多有机物质，如果能将这些污泥合理进行再次利用，必将给造纸企业甚至国家带来不少益处。
1.废纸造纸污泥的特征性质
污泥指的是利用物理化学、生物化学的方法处理废水时产生的沉淀物、颗粒物或漂浮物，而造纸污泥可以分为初级污泥、脱墨污泥、生化污泥和化学污泥等几种类型，其中初级污泥是由造纸过程中排放的废水经过沉池沉淀而产生的，细小纤维和填料等是其组成物质[1]，其细菌和微生物都比较少，综合利用起来相对简单；脱墨污泥是在废纸脱墨过程中含油墨的纤维、填料分离后进过浓缩产生的；生化污泥是通过生化处理产生的活性污泥[2]，后两种污泥中都含有较多的微生物细胞和油墨，想要合理利用会比较困难，化学污泥是深度处理产生的污泥，不含纤维和微生物。
造纸污泥一直以来成分都很复杂，以分析竹浆造纸产生的污泥为例，其pH值为6.8，含水率在80%左右，干污泥中的有机物、灰分、纤维、蛋白质含量分别为85.6%、14.4%、69.0%、12.5%，从这些数据中可以看到出污泥的含水率较大，酸碱性质呈中性，并含有大量的纤维，此外还有多种金属离子，其中来源于造纸填料的钙离子和铝离子含量最高。
污泥中所含的水成分也不同，可分为颗粒间孔隙水、毛细水、颗粒吸附水、内部水四种[3]。其中颗粒间孔隙水占污泥水分的70%，可使用浓缩法分离去除；毛细水占污泥水分的20%，可使用高速离心机或正压过滤机进行脱水；颗粒吸附水占污泥水分的7%。可使用加热法脱离去除；内部水占污泥水分的3%，可使用生物法、冷冻法或者高温加热法脱离去除。以上信息可以完全体现出造纸污泥成分的复杂性。
2. 污泥脱水和干燥固化的方法
2.1造纸污泥脱水的方法
经过学者的研究，污泥脱水方法可以分为加入表面活性剂和超声波处理两种。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
在造纸污泥中加入表面活性剂脱水：以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为例，单独将为干污泥5%的十六烷基三甲基溴化铵加入造纸污泥中，可以让污泥进行较好的沉淀，而加入的十六烷基三甲基溴化铵分量为干污泥的10%时，污泥的最终含水率会降低15%左右；如果将为干污泥量5%的十六烷基三甲基溴化铵和8毫克的阳离子聚丙烯酰胺先后加入，可以使得污泥的沉降性和脱水性更好，污泥含水率可降低18%左右，经过多次实验得出，在体系温度为0摄氏度左右，pH值为9时先后加入比值为2:1的十六烷基三甲基溴化铵和阳离子聚丙烯酰胺，污泥最终的含水率最低，并且处理过程中投入的费用最少。
利用超声波处理造纸污泥：通过检验超声功率、时间对污泥黏度、干度、滤液的化学需氧量等造成的影响，同时利用电镜分析超生处理前后的污泥微观结构的变化，从而得出单独使用超声波处理造纸污泥可提升9%左右的干度，如果添加合理量的絮凝剂，再用400W功率的超声波处理10秒，可看到压力越高的情况下，污泥的干度越高。
2.2造纸污泥干燥固化的方法
石灰法：将生石灰与脱水污泥混合送入污泥螺旋传送机或者固化材料传送机进行搅拌，利用高活性的生石灰与污泥中水产生的热能、吸水等化学反应来消除污染，然后再进行水洗集尘、除臭以减少设备故障的发生。这种方法具有低能耗，低费用，高效率的特点。
烟道气污泥干化法：通过输送设备将含水量为75%左右的造纸污泥送入螺旋喂料机，再由螺旋喂料机将物料投入专用滚筒干燥剂进行预热、球化、干燥，接着取锅炉引风机后、脱硫塔前的烟气投入干燥机内进行工作，可通过电动闸板阀和风机调节烟气量大小。
板框压滤机压滤法：将水处理产生的污泥利用板框压滤机压滤，加入絮凝剂后，干度达到50%。
3. 废纸造纸污泥全新解决方案促进纤维利用的研究
传统的造纸污泥处理方式能够“变废为宝”，让造纸污泥资源化利用，利用不同离子型的、不同离子度的聚丙烯酰胺来促进造纸污泥中纤维的利用。这可以让造纸污泥和纤维之间以及纤维和纤维之间的结合面积增大，同时提高造纸污泥的包裹强度，从而提高造纸污泥纤维的利用率。其作用机理和效果如下：
加入后造纸污泥可改变微小颗粒的性质，降低比表面积，使造纸污泥微小颗粒改性而成的微聚体结构更坚固，有利于其与纤维的有效结合[4]。产品改性后的造纸污泥形态与纤维形态相似，也带有一定的强度，如果将其作为造纸原料的一种回用于造纸，不会影响到纸张的均匀度，并且可以降低废纸纤维的损耗，进而促进纤维的利用。
此外，造纸污泥处理后得到的纤维还可以用于制造人造板材，如木质水泥板等，制造出来的成果不仅内在质量和外观都比较良好，生产成本也可以降低，最重要的是节约了资源，保护了环境，化学污泥干化后可以用于建筑材料。
山东华泰利用造纸污泥经过胶粘物降解、纤维预絮凝等技术预处理后，生产600-800g/m2高克重的重型纱管原纸，广泛应用于纸芯、包装盒等下游行业，节约了大量的资源。
4.结束语
综上所述，废纸造纸污泥的合理处理为我国社会经济效益的提升提供了重要支持，“变废为宝”减少了资源的浪费，使得造纸业也能跟随循环经济、低碳发展的脚步前进，与此同时，造纸企业也要不断研究创新废纸造纸污泥的处理方式，以促使其资源化利用发挥最大的效果。
【参考文献】
[1]宋永娟. 环保创新:废纸造纸污泥全新解决方案促进纤维充分利用[J]. 造纸信息,2018(10):40-42.
[2]张晓龙. 废纸造纸废水处理技术分析[J]. 环境与发展,2017,29(03):171-172.
[3]邓永春. 浅谈对废纸造纸废水零排放研究探讨[J]. 化工管理,2017(05):216-217.
[4]罗清,刘琳,张安龙,张丹. 废纸造纸污泥制备泥质炭吸附材料及其特性研究[J]. 中国造纸,2016,35(08):7-14.
论文作者:谢士兵，王友成，许福奎，李猛，张锋
论文发表刊物:《科技新时代》2019年5期
论文发表时间:2019/7/24
标签：污泥论文; 纤维论文; 废纸论文; 烷基论文; 废水论文; 甲基论文; 颗粒论文; 《科技新时代》2019年5期论文;