造紙廢水治理技術(shù)探討

摘要：我國造紙廢水產(chǎn)生量大，占工業(yè)廢水總量有較大的比例，且其含有較多的污染物物質(zhì)，及較高的污染物濃度，直接排放或處理達(dá)標(biāo)將對環(huán)境產(chǎn)生較大污染。本文分析了廢紙造紙廢水的主要來源和廢水水質(zhì)特點，并針對該類廢水的污染特性，總結(jié)和評價了各類治理技術(shù)措施，提出經(jīng)濟(jì)可行的處理工藝，希望能夠促進(jìn)造紙行業(yè)的健康發(fā)展。

1.前言

造紙業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要位置，位居工業(yè)行業(yè)廢水排放量的第3位。僅次于我國化工與鋼鐵行業(yè)，COD 排放量達(dá)全國工業(yè)COD 排放總量的三分之一。造紙廢水大部分還含有難降解的有毒有害物質(zhì)。因此如果不對其加以有效的處理，也會給環(huán)境帶來嚴(yán)重污染，因此，造紙業(yè)廢水治理刻不容緩，不但成為造紙行業(yè)也是全社會關(guān)注的熱點，而且也成為制約造紙企業(yè)生存與發(fā)展的關(guān)鍵。

2.造紙廢水的來源及特點

廢紙造紙工藝包含制漿、漂白、洗滌和抄紙等，主要污染物來源于制漿廢水。制漿廢水的主要來源是廢紙制漿、漂白和洗滌過程中產(chǎn)生的廢水。造紙企業(yè)的生產(chǎn)過程中水資源消耗量極大，造紙企業(yè)廢水中的懸浮物主要是半纖維素和纖維素，造紙廢水所含的污染物反映出廢水的SS、COD、BOD等污染指標(biāo)均較高，且廢水顏色較深。在制漿過程中產(chǎn)生的洗滌廢水不僅SS、色度高，而且含有的有機(jī)物成分較為復(fù)雜。根據(jù)原材料的來源和所用生產(chǎn)技術(shù)的不同，產(chǎn)生不同性質(zhì)的洗滌廢水，其COD濃度一般在3000mg/L以下，BOD5濃度在1000mg/L以下，SS濃度在2000mg/L以下，色度低于800倍。生產(chǎn)1噸紙所產(chǎn)生的廢水量約為150噸左右，由于受原材料處理和設(shè)備技術(shù)落后，生產(chǎn)同樣 1噸紙的情況下，比世界先進(jìn)技術(shù)要多消耗2倍以上的水資源。

3.造紙廢水處理技術(shù)

3.1物理處理法

廢紙造紙廢水中的纖維、膠料、涂料和化學(xué)藥劑殘渣較多，導(dǎo)致SS、COD 濃度較高，且非溶解性COD 占COD 組成總量的大部分。因此，通常采用沉淀或氣浮的物理方法，去除廢水中SS，為了提高沉淀或氣浮的去除效果，通常在沉淀或氣浮過程之前，投加絮凝劑PAC及助凝劑PAM進(jìn)行混凝處理。

混凝沉淀法是向污水投加絮凝藥劑，進(jìn)行污水與藥劑的混合，是通過雙電層壓縮、電荷中和、吸附架橋和捕網(wǎng)機(jī)理在混凝劑的作用下先將廢水中的懸浮物、膠體和可絮凝物凝聚成為絮體，再通過時間的沉淀進(jìn)行固液分離。為了獲得較好的混凝效果，需要對投加混凝劑的藥量、加入方式和反應(yīng)時間進(jìn)行小試試驗，得出最佳的運行參數(shù)。研究指出，在最適宜的條件下，混凝沉淀對COD 的去除率可達(dá)44.14%，SS去除率可達(dá)94.18%，該方法主要用于處理工業(yè)廢水中懸浮性物質(zhì)或膠體，混凝沉淀法憑借其處理效果良好、投資費用低及易于操作管理等優(yōu)勢， 己經(jīng)廣泛應(yīng)用于制漿造紙廢水的預(yù)處理工藝中。

氣浮法適用于存在大量相對密度接近于水的微小顆粒狀物的廢水處理，氣浮法的原理是對廢水加壓溶氣，使得懸浮物隨氣泡上升而除去。造紙廢水中的懸浮物比重小于水分子，因此采用氣浮方法，可以有效去除SS。目前高效淺層氣浮成為造紙廢水氣浮技術(shù)的主流，該氣浮產(chǎn)生的氣泡微小，密度極高，可減少混凝劑的投加量，從而降低運行成本。該技術(shù)對SS、COD 去除率可略高于沉淀法，因此在中小型規(guī)模的廢水處理中表現(xiàn)出一定的優(yōu)越性。

3.2生物處理技術(shù)法

生物處理法當(dāng)前大部分有機(jī)廢水處理的主流，也是造紙廢水處理的主體工藝，具體很多樣式及組合樣式，其中厭氧法、好氧法和厭氧好氧組合法應(yīng)用較為廣泛。

厭氧法是在封閉無氧條件下，通過厭氧菌吸收代謝作用，將廢水中的有機(jī)物降解為小分子有機(jī)酸、醇等物質(zhì)，并且生成CH4、CO2、H2O和NH3等氣體，達(dá)到去除污染物的目的。厭氧生物技術(shù)對水中大分子污染物的降解有較大優(yōu)勢，分子量較大的難降解有機(jī)物在厭氧的酸化階段可以被水解為分子量較小易于降解的物質(zhì)，有利于后續(xù)的好氧生化處理。厭氧生物技術(shù)具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、容積負(fù)荷高、處理費用低等優(yōu)勢。

常見的厭氧技術(shù)有預(yù)酸化、厭氧折流板反應(yīng)器(ARB)、升流式厭氧污泥床(USAB)、顆粒污泥床(EGSB)、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC)。厭氧法的優(yōu)點有有機(jī)物去除率高、污泥量少、運行費用少等，但其停留時間長，污泥馴化時間久，運行條件也較苛刻，冬天需要一定的保溫，有機(jī)物分解不完全、臭氣產(chǎn)生多，厭氧處理造紙廢水的過程中往往會產(chǎn)生厭氧污泥鈣化，造成污泥流失嚴(yán)重，是厭氧處理能力大幅度下降。因此，厭氧技術(shù)處理需要技術(shù)人員有較高的運行經(jīng)驗，同時也要進(jìn)行除臭及保溫處理。

好氧生物法目前是城市生活污水和工業(yè)污水處理中應(yīng)用最多的，最成熟的方法是活性污泥法。活性污泥法處理廢水的過程包括兩步：吸附和降解。其原理就是，廢水中的有機(jī)污染物首先被活性污泥快速吸附，并通過與污泥中的好氧微生物充分接觸，在好氧微生物的代謝作用下，完成降解的過程;吸附的有機(jī)物被降解后活性污泥又重復(fù)以上過程，最終達(dá)到廢水中有機(jī)物去除的目的。好氧處理技術(shù)一般在上述厭氧處理技術(shù)之后的后續(xù)處理，能夠極大地降低廢水中的COD、BOD等污染物，但隨著我國制漿造紙廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，傳統(tǒng)的生物處理方法已經(jīng)越來越難滿足環(huán)境提標(biāo)的要求，因此，好氧法出水還需要后續(xù)進(jìn)一步的深度處理。

3.3化學(xué)深度處理技術(shù)法

化學(xué)高級氧化法是近年來興起的水處理技術(shù)，它能將水中的污染物直接氧化成無機(jī)物，目前常用的是Fenton氧化法。Fenton氧化法是運用氧化試劑過氧化氫(H2O2)和亞鐵離子(Fe2+)結(jié)合而成，具有極強(qiáng)的氧化能力，可以去除COD、色度、泡沫等，特別適用于難生物降解或一般化學(xué)法難以奏效的有機(jī)廢水深度處理。因為Fenton技術(shù)具有操作簡單，反應(yīng)物易得、費用便宜、無復(fù)雜設(shè)備且對環(huán)境友好等優(yōu)點，已逐漸應(yīng)用于制漿造紙、染料、皮革等難生物降解廢水處理工程中，具有極為廣闊的應(yīng)用前景。Fenton氧化法的缺點是催化劑的鐵金屬易形成大量的鐵泥，此外，處理后廢水的色度仍較高，因此色度問題也將成為制約Fenton氧化工藝應(yīng)用的另一個因素。

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編輯：王媛媛