中国报告大厅网讯,近年来,随着环保政策的日益严格以及可持续发展理念的深入人心,废纸行业在资源循环利用方面取得了显著进展。然而,废纸造纸过程中产生的废水处理问题仍然是制约行业发展的关键瓶颈之一。尤其是废纸造纸废水中钙离子(Ca²⁺)的去除,一直是行业内的研究热点。2025 年,废纸行业的废水处理技术不断突破,但同时也面临着新的挑战。本文通过对废纸造纸废水特征污染物对流化床结晶反应器(FBCR)除钙影响的研究,探讨了废纸行业废水处理的现状与未来发展方向。
《2025-2030年中国废纸行业项目调研及市场前景预测评估报告》指出,废纸造纸行业是我国重要的基础产业之一,其废水处理一直是行业内亟待解决的难题。近年来,随着节水技术的不断进步,废纸造纸废水的循环利用率显著提高,但同时也带来了新的问题。废纸造纸废水中钙离子(Ca²⁺)的不断累积,导致管道结垢、厌氧颗粒污泥钙化等问题,严重影响了废水处理系统的稳定运行。此外,废纸造纸废水成分复杂,含有大量挥发性脂肪酸(VFA)、纤维素和木质素等有机物,这些污染物对流化床结晶反应器(FBCR)的除钙性能产生了显著影响。
(一)挥发性脂肪酸(VFA)的影响
挥发性脂肪酸(VFA)是废纸造纸废水中的主要污染物之一。研究表明,VFA 对流化床结晶反应器(FBCR)的除钙性能具有显著的抑制作用。当乙酸钠浓度为 20 mmol/L 时,Ca²⁺去除率从 41.3% 降至 24.6%。这种抑制作用主要源于乙酸根离子在晶种表面的竞争性吸附以及与 Ca²⁺的配位作用。乙酸根离子通过物理和化学吸附作用在晶种表面形成稳定吸附层,带负电的乙酸根离子通过静电排斥作用降低 CO₃²⁻在晶种表面的浓度,从而抑制 Ca²⁺与 CO₃²⁻的结合,最终阻碍 CaCO₃结晶过程。
(二)纤维素的影响
纤维素是废纸造纸废水中的另一种重要污染物。研究表明,纤维素对 CaCO₃结晶的影响随其质量浓度的增加而变化。当微晶纤维素(MCC)质量浓度为 100 mg/L 时,Ca²⁺去除率达到最大值 56.8%。低质量浓度的纤维素分子链上的羟基等官能团与晶种表面相互作用,优化晶种的模板效应,促进结晶。然而,当纤维素质量浓度过高时,官能团与晶种及 Ca²⁺的竞争吸附和螯合作用会降低游离 Ca²⁺浓度,从而抑制结晶过程。
(三)木质素的影响
木质素是废纸造纸废水中的另一种复杂有机物,对 FBCR 除钙性能具有显著的抑制作用。当木质素质量浓度为 240 mg/L 时,Ca²⁺去除率从 38% 下降至 13.0%。木质素分子中的活性官能团(如羧基、芳香基和酚羟基等)可以通过螯合作用吸附在晶种表面,降低晶种作为成核位点的有效性。此外,木质素还可以与溶液中的 Ca²⁺形成稳定配合物,降低游离 Ca²⁺浓度,从而抑制 CaCO₃结晶速率。
废纸行业现状分析指出,针对废纸造纸废水处理中的钙离子去除问题,研究提出了以下优化建议:进水挥发性脂肪酸(VFA)浓度应小于 2.5 mmol/L,纤维素质量浓度应小于 200 mg/L,木质素质量浓度应小于 15 mg/L。这些优化措施可以显著提高流化床结晶反应器(FBCR)的除钙效率,从而改善废纸造纸废水处理的整体效果。
随着环保要求的不断提高和技术的不断进步,废纸造纸废水处理技术也在不断发展。未来,废纸造纸废水处理将更加注重资源回收和再利用,例如通过高效的钙离子去除技术实现废水的深度处理和回用。此外,生物处理技术、膜分离技术等新兴技术的应用也将为废纸造纸废水处理提供更多的解决方案。
综上所述,2025 年废纸造纸行业在废水处理方面取得了显著进展,但仍面临诸多挑战。通过对废纸造纸废水特征污染物对流化床结晶反应器(FBCR)除钙影响的研究,本文揭示了挥发性脂肪酸(VFA)、纤维素和木质素对 Ca²⁺去除的复杂机制,并提出了相应的技术优化建议。这些研究成果不仅为废纸造纸废水处理提供了理论依据,也为行业的可持续发展提供了技术支持。