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摘 要：棉浆粕作为一种纺织、轻工造纸、化工的原料，有其广泛的用途。新疆是产棉大区，浆粕企业相对较多，浆粕生产过程中产生的有机废水量非常大，废水处理难度较大。浆粕企业废水处理后排放在新疆一直是环保关注的焦点。浆粕废水排放引发的环境问题屡见不鲜，也造成了恶劣的影响。所以污水治理和排放去向更显得尤为重要。本文以新疆某公司棉浆粕项目为例，对工艺废水的排放去向和对水环境尤其是地下水的影响进行了分析论证，初步探讨了排污水通过长距离管道排至沙漠的可行性。
关键词：棉浆粕 排污水 地下水环境 影响评价
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（a）-0134-02
棉浆粕作为一种纺织、轻工造纸、化工工业的原料，有其广泛的用途。棉浆粕生产属于污染较严重的行业，因其需水量较大，生产工艺过程相对排放大量废水，包括蒸煮工序排放的黑液、打浆及浓缩工段废水、氯化漂洗排放的中段废水。生产废水污染严重，特别是黑液含高浓度COD、BOD、SS、色度等。目前对黑液治理国内尚无特别有效的方法，新疆目前个别棉浆粕生产企业由于污水治理技术及成本等原因，屡屡造成废水不达标排放，发生环境污染事故，甚至造成大面积农田污染。浆粕废水超标排放也是目前新疆轻工行业的主要环境问题，造成的后果严重，直接影响人民生活和农牧业生产。本文就排放污水量较大的新疆某棉浆粕公司生产为例，对污水排放方式、去向及对水环境的影响作一简要分析。
1 棉浆粕废水特性
棉浆粕在生产过程中蒸煮、打浆及浓缩、氯化漂洗工序都排放大量废水，蒸煮工序排放的黑褐色碱性废水称为黑液，打浆和酸氯漂洗排放的酸性废水称为中段废水。棉浆粕的生产过程与造纸工业的制浆过程相似，只是由于产品的用途不同，质量要求不同，因而在生产工艺上有所差别。浆粕生产工艺从总体上来说具有“重蒸轻漂”的特点，蒸煮是整个生产过程的基础，漂白是蒸煮的继续深化。通过蒸煮，在降聚的同时，又要尽可能减少甲种纤维素的损伤。并要最大量的去除非纤维素杂质，破坏形态结构。通过打浆、氯化、漂白进一步去除色素、木质素、半纤维及其他非纤维素杂质。总之浆粕的生产实质上是一个纤维的纯化及聚合度的调整过程。从棉短绒到浆粕成品，经过一系列的物理化学变化，达到以降聚提纯、改善和提高反性性能的要求。
经过碱法蒸煮后的棉绒浆含有大量的黑液，以本案例5万t/年浆粕生产线为例，黑液排放量为4695 m3/d，其水质特点为碱度高、色度深、COD、BOD浓度高。除黑液外，打浆、粗选、漂白、洗涤等一系列后加工处理，形成的废水（俗称白水）生产上往往合混在一起排放，这股废水的所含污染成份主要是残余的蒸煮液成份，漂洗添加的漂白剂、酸液和少量短绒纤维。这部分废水排放量为5065m3/d，水质特点表现为：主要污染物含量明显低于黑液，有机物浓度极低、呈微酸性、仍然有较低的色度。本案例废水水质见表1。
2 项目概况
本案例厂址位于新疆塔城地区某镇，镇区西侧1.5 km，呼一克公路南侧200 m。属改扩建工程项目，主要建设内容包括规模为5万t/a棉浆粕的制浆车间和抄浆车间、日处理10000 m3污水处理工程、3×75 t/h锅炉房等辅助公用工程、办公室、职工宿舍等相应办公生活设施。总占地100亩。
本案例5万t/a棉浆粕生产线工艺废水排放量为9760 m3/d，包括黑液4695 m3/d、打浆、粗选、漂白、洗涤等混合白液5065 m3/d。
按照企业与环保部门联合制定的排污方案，厂内治理达标废水经管道输送排放。排污管首先在厂区西北侧穿越呼克公路，向北沿排碱渠、沙荒地穿越10 km农区达到雷家庄附近的玛纳斯河，在该处跨越玛纳斯河抵达北岸，再向北偏东通过约3 km新开荒垦区继续延伸进入沙漠，最终将废水排放到荒无人烟的沙漠作为生态用水，排污管线总长约20.9 km。
3 废水排放方案对比分析
目前，新疆许多棉浆粕生产企业目前最常用的排污方式就是将生产废水通过排水明渠排入附近低洼的沙沟或荒地，通过在沙沟存放和径流过程中自然蒸发渗漏消耗。但此种方式对于大量排放废水的浆粕企业来说并非最佳途径，主要原因为排水明渠沿线分布大量农田，沿线农民擅自开挖明渠放水灌田，造成农田土壤污染，废水经渠道下渗污染沿线地下水环境。
从厂址排污明渠沿线土壤地质情况来看，排污工程途经地带第四纪覆盖物巨厚，沿线地层为第四纪上更新世、全新世冲积物，洪积亚粘土、粉土、粉砂，第四纪全新世风积粉土、粉砂。下部玛纳斯河以北进入荒漠区，有半流动沙丘分布，风沙活动频繁，地表土壤干燥，颗粒细小，进入沙漠地带是连绵起伏的沙丘。虽然排污沿线土壤有一定的隔水性，但潜水埋深较浅，普遍只有3～4 m，废水长期渗漏，在遇到局部地下水超采形成的水位下降漏斗时，必然会污染中下层承压水，而该区域中下层承压地下水是人群生活的主要水源，一旦受到污染将造成极大影响。
本案例浆粕厂区域向北邻近古尔班通古特沙漠，而且地势南高北低向沙漠延伸，可通过地势重力使废水排向沙漠。所以最后采用输水管道将废水密闭排往北部沙漠腹地，可避免对管道沿线的土壤及地下水环境污染，同时废水并可作为荒漠的生态用水，改善荒漠生态环境。规划建设管道总长20.9 km。
4 废水排至沙漠的可行性分析
根据废水处理排放方案，浆粕厂在生产时，废水经厂内10000 m3/d污水处理设施处理达标后经管道输送排放到北部古尔班通古特沙漠，可消除对排污沿线农业生态区的环境影响，杜绝影响沿线土壤及地下水环境。
纳污地深入沙漠，远离人群，周围没有敏感的环境保护目标，对于所排放的达标废水而言，在下渗的过程中由于土壤的截留、物理和化学吸附、化学分解及沉淀、微生物的氧化降解等作用而被部分去除，对地下水影响较小。同时由于达标废水的排入，有利于荒漠植被的生长，在一定程度上对局部生态环境有改善作用。 在管道渗漏状态下，根据本案例排污工程区域污染物滞留因子、包气带和含水层相关参数（部分参用类似地区资料），模拟计算结果显示：排污管道若以流量1%或10%的比例渗漏时，污染物COD进入含水层后迁移速度较慢，1年最大迁移距离仅为150～200m，超标范围纵轴向仅为50～100m；5年最大迁移距离为600m，超标范围距纵轴向均为400m，超标浓度值随泄漏量及时间的增加而呈上升趋势，但纵向扩散不明显。
地下水污染范围主要集中在排污管泄漏点附近的地下潜水含水层，且污染物在此泄漏点处的地下水中积累，对其下游地下水影响较小。
在污水处理装置发生短时事故状态下，超标废水甚至未经处理的废水直接排放到北部沙漠中的纳污地，由于水质污染严重，不能被野生植物利用，失去其在荒漠中生态用水的功能。此外，沙漠区地表为松散的细砂或粉砂土，渗漏性很强，对污染物的吸附截留率较小，所以污染物会较容易随废水渗入到地下潜水层。纳污地选在沙漠内部，周围及下游均为浩瀚的古尔班通古特沙漠，所以事故状态下废水排放到预定纳污地，虽然对环境不利，但不至于造成环境灾害。
在新疆特殊地理环境下，废水通过长距离管道排至沙漠的的方案将对环境保护目标的影响降到了最低，这种废水排放途径是完全可行的。
5 结论
目前，环境与发展问题已经成为国家经济发展中重点关注的焦点，环境保护在当今已成为可持续发展进程中的一个重要组成部分。近几年随着国民经济持续快速增长，人民生活水平迅速提高，城市化进程也在不断加快，但同进也面临着日趋严重的环境问题，特别是工业污水超标排放，已严重危害到城市环境和居民的生活饮水条件。本案例的关键在于解决工业污水的出路问题根据环保要求，将本案例的污水长距离管道输送至无人荒漠区，保证城镇周边及下游饮水安全，也是保证城市及地区可持续发展的重要组成部分。本案例中把沙漠作为达标废水纳污地。这样不但解决了工业污水无处排放的问题，还可以改善荒漠生态条件，这对于资源的二次利用和环境保护有着重大意义。
参考资料
[1] 环境保护部环境工程评估中心注册环境影响评价工程师案例教材[M].
[2] 薛禹群.地下水动力学[M].地质出版社，1997.
[3] 新疆塔城地区某公司年产5万吨棉浆粕项目可行性研究报告[R].
关键词：棉浆粕 排污水 地下水环境 影响评价
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（a）-0134-02
棉浆粕作为一种纺织、轻工造纸、化工工业的原料，有其广泛的用途。棉浆粕生产属于污染较严重的行业，因其需水量较大，生产工艺过程相对排放大量废水，包括蒸煮工序排放的黑液、打浆及浓缩工段废水、氯化漂洗排放的中段废水。生产废水污染严重，特别是黑液含高浓度COD、BOD、SS、色度等。目前对黑液治理国内尚无特别有效的方法，新疆目前个别棉浆粕生产企业由于污水治理技术及成本等原因，屡屡造成废水不达标排放，发生环境污染事故，甚至造成大面积农田污染。浆粕废水超标排放也是目前新疆轻工行业的主要环境问题，造成的后果严重，直接影响人民生活和农牧业生产。本文就排放污水量较大的新疆某棉浆粕公司生产为例，对污水排放方式、去向及对水环境的影响作一简要分析。
1 棉浆粕废水特性
棉浆粕在生产过程中蒸煮、打浆及浓缩、氯化漂洗工序都排放大量废水，蒸煮工序排放的黑褐色碱性废水称为黑液，打浆和酸氯漂洗排放的酸性废水称为中段废水。棉浆粕的生产过程与造纸工业的制浆过程相似，只是由于产品的用途不同，质量要求不同，因而在生产工艺上有所差别。浆粕生产工艺从总体上来说具有“重蒸轻漂”的特点，蒸煮是整个生产过程的基础，漂白是蒸煮的继续深化。通过蒸煮，在降聚的同时，又要尽可能减少甲种纤维素的损伤。并要最大量的去除非纤维素杂质，破坏形态结构。通过打浆、氯化、漂白进一步去除色素、木质素、半纤维及其他非纤维素杂质。总之浆粕的生产实质上是一个纤维的纯化及聚合度的调整过程。从棉短绒到浆粕成品，经过一系列的物理化学变化，达到以降聚提纯、改善和提高反性性能的要求。
经过碱法蒸煮后的棉绒浆含有大量的黑液，以本案例5万t/年浆粕生产线为例，黑液排放量为4695 m3/d，其水质特点为碱度高、色度深、COD、BOD浓度高。除黑液外，打浆、粗选、漂白、洗涤等一系列后加工处理，形成的废水（俗称白水）生产上往往合混在一起排放，这股废水的所含污染成份主要是残余的蒸煮液成份，漂洗添加的漂白剂、酸液和少量短绒纤维。这部分废水排放量为5065m3/d，水质特点表现为：主要污染物含量明显低于黑液，有机物浓度极低、呈微酸性、仍然有较低的色度。本案例废水水质见表1。
2 项目概况
本案例厂址位于新疆塔城地区某镇，镇区西侧1.5 km，呼一克公路南侧200 m。属改扩建工程项目，主要建设内容包括规模为5万t/a棉浆粕的制浆车间和抄浆车间、日处理10000 m3污水处理工程、3×75 t/h锅炉房等辅助公用工程、办公室、职工宿舍等相应办公生活设施。总占地100亩。
本案例5万t/a棉浆粕生产线工艺废水排放量为9760 m3/d，包括黑液4695 m3/d、打浆、粗选、漂白、洗涤等混合白液5065 m3/d。
按照企业与环保部门联合制定的排污方案，厂内治理达标废水经管道输送排放。排污管首先在厂区西北侧穿越呼克公路，向北沿排碱渠、沙荒地穿越10 km农区达到雷家庄附近的玛纳斯河，在该处跨越玛纳斯河抵达北岸，再向北偏东通过约3 km新开荒垦区继续延伸进入沙漠，最终将废水排放到荒无人烟的沙漠作为生态用水，排污管线总长约20.9 km。
3 废水排放方案对比分析
目前，新疆许多棉浆粕生产企业目前最常用的排污方式就是将生产废水通过排水明渠排入附近低洼的沙沟或荒地，通过在沙沟存放和径流过程中自然蒸发渗漏消耗。但此种方式对于大量排放废水的浆粕企业来说并非最佳途径，主要原因为排水明渠沿线分布大量农田，沿线农民擅自开挖明渠放水灌田，造成农田土壤污染，废水经渠道下渗污染沿线地下水环境。
从厂址排污明渠沿线土壤地质情况来看，排污工程途经地带第四纪覆盖物巨厚，沿线地层为第四纪上更新世、全新世冲积物，洪积亚粘土、粉土、粉砂，第四纪全新世风积粉土、粉砂。下部玛纳斯河以北进入荒漠区，有半流动沙丘分布，风沙活动频繁，地表土壤干燥，颗粒细小，进入沙漠地带是连绵起伏的沙丘。虽然排污沿线土壤有一定的隔水性，但潜水埋深较浅，普遍只有3～4 m，废水长期渗漏，在遇到局部地下水超采形成的水位下降漏斗时，必然会污染中下层承压水，而该区域中下层承压地下水是人群生活的主要水源，一旦受到污染将造成极大影响。
本案例浆粕厂区域向北邻近古尔班通古特沙漠，而且地势南高北低向沙漠延伸，可通过地势重力使废水排向沙漠。所以最后采用输水管道将废水密闭排往北部沙漠腹地，可避免对管道沿线的土壤及地下水环境污染，同时废水并可作为荒漠的生态用水，改善荒漠生态环境。规划建设管道总长20.9 km。
4 废水排至沙漠的可行性分析
根据废水处理排放方案，浆粕厂在生产时，废水经厂内10000 m3/d污水处理设施处理达标后经管道输送排放到北部古尔班通古特沙漠，可消除对排污沿线农业生态区的环境影响，杜绝影响沿线土壤及地下水环境。
纳污地深入沙漠，远离人群，周围没有敏感的环境保护目标，对于所排放的达标废水而言，在下渗的过程中由于土壤的截留、物理和化学吸附、化学分解及沉淀、微生物的氧化降解等作用而被部分去除，对地下水影响较小。同时由于达标废水的排入，有利于荒漠植被的生长，在一定程度上对局部生态环境有改善作用。 在管道渗漏状态下，根据本案例排污工程区域污染物滞留因子、包气带和含水层相关参数（部分参用类似地区资料），模拟计算结果显示：排污管道若以流量1%或10%的比例渗漏时，污染物COD进入含水层后迁移速度较慢，1年最大迁移距离仅为150～200m，超标范围纵轴向仅为50～100m；5年最大迁移距离为600m，超标范围距纵轴向均为400m，超标浓度值随泄漏量及时间的增加而呈上升趋势，但纵向扩散不明显。
地下水污染范围主要集中在排污管泄漏点附近的地下潜水含水层，且污染物在此泄漏点处的地下水中积累，对其下游地下水影响较小。
在污水处理装置发生短时事故状态下，超标废水甚至未经处理的废水直接排放到北部沙漠中的纳污地，由于水质污染严重，不能被野生植物利用，失去其在荒漠中生态用水的功能。此外，沙漠区地表为松散的细砂或粉砂土，渗漏性很强，对污染物的吸附截留率较小，所以污染物会较容易随废水渗入到地下潜水层。纳污地选在沙漠内部，周围及下游均为浩瀚的古尔班通古特沙漠，所以事故状态下废水排放到预定纳污地，虽然对环境不利，但不至于造成环境灾害。
在新疆特殊地理环境下，废水通过长距离管道排至沙漠的的方案将对环境保护目标的影响降到了最低，这种废水排放途径是完全可行的。
5 结论
目前，环境与发展问题已经成为国家经济发展中重点关注的焦点，环境保护在当今已成为可持续发展进程中的一个重要组成部分。近几年随着国民经济持续快速增长，人民生活水平迅速提高，城市化进程也在不断加快，但同进也面临着日趋严重的环境问题，特别是工业污水超标排放，已严重危害到城市环境和居民的生活饮水条件。本案例的关键在于解决工业污水的出路问题根据环保要求，将本案例的污水长距离管道输送至无人荒漠区，保证城镇周边及下游饮水安全，也是保证城市及地区可持续发展的重要组成部分。本案例中把沙漠作为达标废水纳污地。这样不但解决了工业污水无处排放的问题，还可以改善荒漠生态条件，这对于资源的二次利用和环境保护有着重大意义。
参考资料
[1] 环境保护部环境工程评估中心注册环境影响评价工程师案例教材[M].
[2] 薛禹群.地下水动力学[M].地质出版社，1997.
[3] 新疆塔城地区某公司年产5万吨棉浆粕项目可行性研究报告[R].