造纸工业在制浆、漂白、洗涤和抄纸的制造过程中会产生大量废水，其排放量是我国工业废水排放量的前三位，造成的水环境污染也是生态环境保护的热点之一。火力发电厂则因其运行系统中循环冷却水需求量大而成为工业产业中耗水大户，其耗水量占火电厂整体耗水量的20%以上。因此，本文针对本文针对造纸废水的水质特点与火电厂冷却水用水需求，综述了造纸废水处理工艺与造纸废水在火电厂冷却水应用技术现状，为造纸废水在火电厂冷却水系统中应用提供理论参考。
一、造纸废水性质与处理工艺介绍
1、造纸废水的来源与性质。
造纸废水指制浆造纸工艺过程中产生的废水，由于其成分复杂，好氧量大，难降解物质较多，是我国主要工业污染源之一。我国制浆造纸工艺程序主要为制浆、抄纸、涂布与加工工序，在此过程中主要生成制浆蒸煮废液、洗涤废水、漂白废水与纸机白水等废水，由于各个工序所选择的工艺不同会造成污染物种类与浓度有所不同，其水质特点以及产生的影响见表1。
由表1可知，造纸废水的特质包括高色度、CODCR、BOD5、SS，以及含有大量纤维素、木质素、蛋白质等，同时也由于含有其他有机氯化物、有机硫化物和小分子有机物等具有较大毒性。虽然造纸废水在生产过程中对废水进行一定的循环利用，但处理后的中水会对部分机器造成影响，因此中水利用率较低，仍有大量废水排入水体造成水环境污染。
2、造纸废水水质特点及其产生的问题。
随着《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544—2008)实施，收紧了制浆造纸工业关于CODCr、BOD5、SS的排放指标，部分指标在景观一般的二级生化处理办法仍然难以达到新标准的排放要求，主要包括CODCr、色度等，其中造纸废水存在问题及分析见表2。因此需要对造纸废水进行深度处理，将处理后的再生水应用于火电厂冷却水系统中可一定程度上对减少造纸废水对水环境的排放、降低企业排污费用、合理利用水资源消耗具有重要意义。
二、火电厂冷却水回用系统技术
1、火电厂冷却水水质特点。
火电厂是我国电力系统的一个重要分支，其发电量占我国总发电量的80%以上，同时耗水量巨大。其中冷却水系统是主要耗水系统，耗水量占电厂整体耗水量80%，是完成蒸汽循环的重要组成部分。火电厂冷却水循环系统可分为直流冷却系统和循环冷却系统两类，直流冷却系统需水量大同时会造成水源水温升高而危害环境，通常为海滨电厂所使用。循环冷却系统又可细分为封闭式循环系统和敞开式循环系统，封闭式循环系统水量损失率低，但设备投资大、耗电量高，通常用于缺水地区的火电厂。大部分火电厂采用敞开式循环系统，即通过冷却塔使用冷却水进行降温，并对冷却水进行回收处理后循环使用。但回收过程中由于离子的累计，仍然需要更新部分冷却水，排掉一部分循环水，因此火电厂对于水量需求仍然很大。考虑到工程投资、经济效益以及环境效应，对造纸废水与火电厂再生水回用的结合应用可有助于缓解水资源环境紧缺、减少废水消耗，并对减少污水处理厂负荷具有重要意义。
2、造纸废水在电厂冷却水的应用。
造纸厂废水与火电厂回用水的主要限制指标为硬度、碱度和溶解性，需要对造纸废水进行除盐、除硬深度处理。目前常用的处理措施有石灰混凝澄清法、电吸附法、离子交换法、反渗透法等，而反渗透法和电吸附法由于其效果稳定、工艺成熟，是近年脱盐处理中较为常用的两种方法。
(1)电吸附法。
电吸附法基本原理为通过对电极施加外电压，以静电场为推动力强制将离子带向具有相反电荷的电极处，改变双电层处离子含量从而将溶质从溶液中取出，实现脱盐净化目的。造纸废水通过保安过滤器对废水进行预处理后进入电吸附模块，经过电吸附后进一步深层消毒可实现火电厂再生循环水的利用。电吸附法通过不同电极材料的结合，可增大吸附容量，无需添加任何的酸碱盐等解吸剂，具有简单、易控制、环保等优点。
(2)反渗透法。
反渗透法除盐原理为以静压强为推动力，通过分子扩散膜将溶剂与溶液分离，实现回用冷却水净化目的。造纸废水在预处理后需要经过微滤降低水中的COD、色度和AOX，再通过反渗透技术以实现火电厂再生循环水的利用。反渗透技术有能耗低、占地少、效率高等优点，在造纸废水的深度处理方面具有较大的优势。两种处理工艺的参数比较见表3所示。就处理参数而言，在除盐率问题上反渗透法具有较高一些优势，而水回收率则是电吸附法较高。同时电吸附法对于工作温度要求较低，较少结垢，保养频率较低，使用寿命较长，能耗较低而优于反渗透法。
火电厂的冷却水系统需要大量的补充水量，对于600MW热联机组而言，其冷却水耗水量可达1500-2000m3，但由于对其水质要求不高，因此在不影响凝汽器的冷凝效果和损伤设备的前提下，达到国家二级排放标准的造纸废水即可作为循环冷却水回用。对于实现造纸废水与火电厂冷却水资源重复利用具有重要意义，即可以保护环境同时可降低废水消耗，有利于促进社会发展与水环境和谐相处。
三、结果与展望
火电厂耗水量大，而造纸废水在火电厂冷却水结合应用，不仅能降低水资源的浪费，同时可以整合企业资源，减少消耗同时满足企业可持续发展要求。造纸废水作为再生水回用于火电厂冷却系统应加以全面考虑，在进行回用水防腐、防垢处理后，还应全面考虑循环水系统的腐蚀问题。总体而言，我国造纸废水回用的发展势头迅猛，随着火电厂的发展与环境资源要求的提高，造纸废水处理回用技术在火电厂具有广阔的应用前景。(来源：桂林航天工业学院能源与建筑环境学院，广西大学资源环境与材料学院)
