一．《麦草、芦苇、树木制浆造纸中段污水》实现再生循环回用，不再排放。

1.《麦草、芦苇、树木制浆造纸中段污水》是中国水污染治理的难点         目前，中国制浆造纸的中大型纸厂，碱煮黑液按要求实施碱回收，中段污水一般则经生化法系统处理后直接排放，处理后出水的CODcr往往还高出400毫克/升，木质素含量依然很高，污水直接排入当地水域，对水生态环境的损害是十分严重的，它已经成为我国造纸业继续生存的难题。         碱法制浆造纸的蒸煮黑液已确认应采用碱回收方法治理；打浆机和精浆机洗浆、选浆、漂白过程产生的中段污水则是当今造纸污水治理的焦点；造纸机白水外排也造成污染，并大量流失昂贵的白纸浆。         国家节水减排刚性指标的逐级下达，表明各地的环境容量已经不允许继续按所谓传统技术处理后的水平排放了；造纸企业为了生存和发展都期望扩大生产能力，若采用传统污水处理技术系统必然要增加污染物排放，则更难获得上级政府的批准，制浆造纸企业和地方政府都面临两难的境地。         碱法制浆造纸的中段污水呈褐色，PH 6～7,悬浮物含量为1000毫克/升以下,CODcr为1200毫克/升左右。麦草、芦苇、树木制浆中段水中不溶性污染物主要是纤维物质；溶解性有机物质主要是木质素，糖类，占50%以上的（COD）有机污染物成分则是难生化降解的物质---木质素；然而，我国绝大多数麦草、芦苇、树木制浆造纸厂的污水处理工程采用的却都是传统的生物化学法处理系统，选择的治理技术原理就有方向性的错误，所以，去除木质素（COD）的效率不高是必然的后果，处理后出水的悬浮物、色度、COD等指标无法达到当今的环保排放标准、更不能回用，这是我国纸业制浆造纸中段水治理工艺技术及其设备必须革命的关键点。

2．SPR物化法治理《麦草、芦苇、树木碱法制浆造纸中段污水》的新工艺技术机理         SPR技术系统首先利用化学反应使溶解状态的有机污染物（如木质素）从真溶液状态下析出，形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒，然后采用物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体；再依靠流体力学原理，在自行设计的SPR高浊度污水净化器内使絮体与水快速分离；清水经罐体内自我形成的稳定厚实的“悬浮泥层”精细过滤之后达深度处理的水准、实现循环回用，不再排放。污泥则在SPR净水器的浓缩室内浓缩，定期排出，经脱水之后亦可以用来制造人行道地砖。         所以，SPR技术系统处理的目标是实现再生回用，是满足造纸企业各个工部生产工艺用水的水质要求，不再是传统观念里的排放标准了。它将除去水中对造纸质量有害的物质，保证再生水满足制浆造纸工艺要求；但不必耗费更多药剂以去除不影响造纸质量的物质（如某些COD组分），可为造纸企业节省大笔污水治理运行费用。         我们向污水中投入SPR-9药剂，其水解反应过程中会放出氢离子(H )，这些H 离子恰好用于取代污水中的木素羟基或酚基上的钠离子(Na)，生成不溶于水的木素酸（微粒），从而起到了从污水中脱除木素的作用。造纸污水中的木素分为“酚基碱木素”(RONa)和“羟基碱木素”(RCOONa)。当酚基或羟基上的Na离子 被H 离子所取代时，即生成不溶与水的木素酸，并带负电荷。“沉淀碱木素”(ROH  )微粒直径大部分为1微米至2微米，具有胶体特征，可以通过混凝的方法从污水中分离出来。         木质素析出反应式可写为：RONa + H ---- ROH ¯+ Na

       与此同时，高分子药剂水解时产生大量的高价离子，并与羟基形成各级多核络合离子，它们和胶体颗粒产生很强的电中和作用及吸附作用，一举两得。高分子药剂还与污水中的某些有机污染物反应，也使它们从污水中析出。         我们还向污水中投入SPR-4药剂，吸附去除污水中的一些有机污染物、色素等。         我们还向污水中投入另一种SPR-2药剂，在水中可电离为带正电的高价离子，使污水中离子密度相对增大，使污水中细小纤维和微粒构成的胶体微粒之电场作用范围的扩散层空间容积缩小，而降低了溶胶体系的稳定性。另外，带正电的高价离子与带负电荷的胶体颗粒相碰时亦起着电中和的作用。高分子电解质有较高的分子量，还能起到一定的架桥絮凝作用。         同时还投入SPR-3水溶性长链状有机高分子药剂，链状分子有若干官能基团，靠静电吸引和吸附作用，一端吸附在絮团或胶粒表面，伸展出去的另一端再吸附在其他絮团或胶粒上，形成更大的絮团，即起到良好的架桥絮凝作用。         总之，几种药剂同时发挥各自的作用和综合交联作用，既析出了溶解态的木质素和其他有机污染物(COD)、色度、又凝聚了悬浮物杂质。 经过此SPR净化工艺处理后的出水，pH 7，悬浮物(SS)含量小于3毫克/升, 浊度低于3 NTU，色度低于25倍，水质透明,CODcr<100毫克/升，完全可以送回中段水车间冲洗粗浆工序使用，不必外排。

 麦草制浆造纸中段污水SPR工艺处理前后水样照片（山东）

芦苇制浆造纸中段污水SPR工艺处理前后水样照片（湖北）

树木制浆造纸中段污水SPR工艺处理前后水样照片（广东）

3．SPR型高浊度污水净化器及其系统的结构设计原理：

 1） 使药剂与污水充分混合的多元化组合设施。        造纸污水和处理药剂的混合主要是在泵前吸药管道、高速旋转的污水泵叶轮的“搅拌作用”、蛇形反  应管的“紊流切割”作用和瓷球反应罐的球面“趋肤效应”作用等组合作用下完成的，依照紊流速度、混合时间、和水力学结构数据设计，得以十分充分的混合，为取得最佳混凝净化效果和最大限度地节省药剂创造了前提条件。这是过去常规的一级初级处理和二级生化处理之水工结构所做不到的。        2）充分发挥多种药剂的交联组合作用。         SPR系统处理造纸污水时，采用多种污水处理药剂及其最佳配方组合使用，靠化学反应使污水中溶解状态的有机污染物、重金属离子和有害的盐类从水中析出，成为有固相界面的微小颗粒（它包含有污水三级精细处理的作用）。其中还选用了一种吸附效果很好而价钱又很便宜的吸附剂,以吸附有机污染物和色度。靠杀菌消毒剂在30分钟的流程内杀灭细菌和大肠杆菌，可以预防霉菌对纸质造成影响。靠混凝的物理化学吸附作用将悬浮物及各类杂质凝聚成大而且密实的絮团。这样发挥各药剂的单独作用和它们之间的交联作用的用药方式是与常规的物理化学法不相同的。

3）节省动力的准确加药装置系统。         SPR系统借助大气压力和流量计，十分精确地投加混凝药剂、絮凝药剂、消毒杀菌剂、吸附剂等，不致因加药过量而造成药剂残留在净化后的出水中，药剂消耗量也比传统物化系统少，而且加药动力消耗很少，加药设备价格便宜。 4）切合混凝机理的流体力学结构设计。          SPR污水净化器内部结构是完全按照混凝机理精确设计的，形成的涡旋流动和各部位恰当的水流速度，使得胶体颗粒之间有最多最充分的碰撞次数，并且有凝聚吸附所需的最佳流速环境。从而在极小的容积内获得了极充分的凝聚效果。这也是常规水工装置无法比拟的。 5）具有精细过滤功能的悬浮过滤泥层。         根据混凝形成的絮团实际状况，准确确定了SPR污水净化器内部的水动力学数据，使得在罐体中上部形成了一个有几十厘米厚的、十分致密的悬浮泥层。所有经过混凝的出水都必须通过此悬浮泥层的过滤，才能升流到罐体上部的清水汇集区。它十分成功地起到了污水高级处理工艺中极为重要的过滤作用。         这个致密的悬浮泥层是由污水中的纸浆纤维及高分子混凝药剂形成的絮体本身组成的。随着絮体由下向上运动，使泥层的下表层不断增加、变厚；同时，随着过滤水力学原理形成的罐体的旁路流动，引导着悬浮泥层的上表层不断流入中心接泥桶，上表层不断减少、变薄。这样，悬浮泥层的厚度达到一个动态的平衡。当混凝后的出水由下向上穿过此悬浮泥层时，此絮体滤层靠界面物理吸附和电化学特性及范德华力的作用，将悬浮胶体颗粒、絮体、细菌菌体等等杂质全部拦截在此悬浮泥层上，使出水水质达到三级处理的水平。

                                 运行中罐体内“悬浮泥层”状况                          观察窗所见“悬浮泥层”实照

       由于泥层是由絮体组成，致密度高，过滤效率远远高于常规的砂粒层过滤；由于是处于悬浮状态的絮体泥层作滤层，其过滤的水头（阻力）损失非常小，所以动力消耗远远低于常规的砂层过滤、微孔过滤、或反渗透膜过滤；又由于过滤泥层是净化过程中由污水中的污泥自动补充添加，又自动被引走，即过滤泥层自身在不断地更新，过滤泥层总是保持着稳定的厚度，而且总是保持着稳定的物理吸附和电化学吸附性能，因此能获得稳定的过滤效果。而且完全免去了常规系统中必不可少的过滤层的反冲洗以及反冲洗带来的众多麻烦。这种结构和原理与常规的三级污水处理的过滤装置是完全不同的，这里没有价格昂贵的反渗透膜过滤、微孔过滤、或活性炭过滤等装置。利用污水中自身的污泥形成的泥层实现精细过滤，这是一个革命性创举。所以，投资省、动力消耗小、运行费用低是SPR系统的必然优势。目前可在市场销售的SPR系列产品每台产水率分别为0.5～1立方米/小时、15立方米/小时、30立方米 /小时和50立方米/小时等规格，按不同企业的总处理水量需求，可以用多台并联运行的模式组成各种处理量的系统，机动灵活、方便生产调度。造纸行业可以以5000立方米/日为一个组合系统，10000立方米/日的污水再生回用系统将由两组5000立方米/日的单元并联组合而成。         SPR污水净化器主体外表面采用“热喷涂锌”防腐，十年不锈，具有良好的防锈蚀功能。