造纸废水治理技术探讨

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摘要：造纸废水指制浆造纸工艺过程中产生的废水。其成分复杂，可生化性差，属于较难处理的工业废水，是我国主要的工业污染源之一。笔者在造纸废水处理中有一定的研究和实践，并取得了一定的治理成果与经验。文中就对造纸废水治理技术的研究与实践进行了综述。
关键词：造纸废水；废水治理
造纸工业是用水大户，同时也是产生废水的主要工业之一，我国工业废水中制浆造纸废水占据相对较大的比重。因此，必须重视起制浆造纸废水的处理问题。废纸造纸过程的废水主要来源于制浆和抄纸两大工序。制浆工序中废水主要来源于除渣、洗涤和漂洗过程。此工序产生的废水中含有大量含油纤维和化学药品。制浆工序废水的SS、COD浓度较高。其中COD分为由可溶性COD和不可溶性COD，可溶的COD主要由可溶性的浆料和化学添加剂组成，不溶性COD主要由不溶的纤维有机物等组成，不溶性的COD可通过SS的去除而去除。
1造纸废水处理技术
制浆造纸废水水量大且污染严重，纸机上产生的白水则污染性要小的多，针对在这些差异，需要采用不同的处理方法。造纸废水处理方法很大，按照其作用原理的不同，通常情况下可以分为物理法，化学法，物理化学法，生化法等。由于其水质复杂，通常采用将几种处理方法结合在一起的多级综合处理方法，即对于不同污染特性的废水、在不同的处理阶段，采取不同的处理技术。
1.1造纸废水预处理技术
针对造纸废水中含纤维及悬浮物较高，包括可沉降悬浮物和不可沉降悬浮物，主要是纤维和纤维细料（即破碎的纤维碎片和杂细胞），在处理废水时首先进行预处理，通常采用物理法，辅以化学法，处理效果会更好。
（1）沉淀法
沉淀法也叫重力分离法，其作用原理为：废水中部分污染颗粒和水的比重不同，在重力的作用下，较重的污染颗粒会慢慢的沉降到底部，与水分离，而从废水中除去。沉淀法可有效地去除废水中的大部分固体悬浮物，通常，为了降低之后的生化处理成本及提高最终处理效果，将这一处理手段作为造纸废水处理的预处理。
（2）过滤法
过滤法，是使废水在通过过滤介质时，废水中直径大于过滤孔径的固体颗粒和悬浮物被截留了下来，使废水得到净化。常用的过滤设备和设施包括隔栅、滤网、压滤机、真空过滤机等。
（3）气浮法
气浮处理技术主要用于水中比重近1.0的微细悬浮物的分离和去除。气浮法就是在水中通入大量微细气泡，使其粘附于杂质颗粒上造成整体密度小于1的状态，靠浮力使其上升至水面而使固液分离的一种净水法。该工艺的主要设计参数包括停留时间、絮凝时间、表面负荷率、回流比、溶气压力等。实践证明，超效气浮对SS的去除率能达到90%以上，特别适合废纸造纸废水的预处理，对中等规模以上废纸造纸生产废水的预处理具有一定的优越性。
1.2造纸废水生化处理技术
（1）厌氧处理法
废水厌氧生物处理足指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物的作，将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被分解，转化为简单、稳定的化合物，同时释放能量。其中，大部分能量以甲烷的形式出现，其常用处理工艺有厌氧塘、AF、UASB、IC和ABR等。其中IC作为第三代厌氧反应器，由于去除率高、耗能低、可产生生物质能源等特点，在废水处理特别是在高浓度有机废水处理方面应用越来越广泛。
（2）好氧处理法
好氧处理法在有氧气的环境中，利用好氧和兼氧微生物新陈代谢，降解有机物的过程。典型的处理工艺有A/O法、SBR法、氧化沟法和好氧接触法。
其中序批式间歇反应器 （SBR）工艺通过程序化自动控制，实现进水、反应、沉淀、排水排泥和停置五个阶段，实现对废水的生化处理。SBR处理流程简洁、控制灵活，可根据进水水质和出水水质控制指标处理水量，改变运行周期及工艺处理方法，适应性很强，可实现高容积负荷（ 6～ 10kgCODcr/m3.d）和高去除率（CODcr去除率80%～90%）。氧化沟工艺是传统活性污泥工艺的一种变形，所以工作原理本质上与活性污泥法相同，但运行方式不同。传统工艺的曝气池有推流式和完全混合式两种，推流式一般为矩形，完全混合式一般为圆形池。氧化沟则改成了封闭的环状沟，因此氧化沟也称为连续循环曝气池。污水一经进入氧化沟池中，立即与池内混合液完全混合，循环，各点的污染物浓度基本一致。若某时刻进入高浓度废水进入沟内后，其浓度会很快被稀释，使其影响降低至最小。这是氧化沟工艺抗冲击负荷能力强的主要因素。氧化沟还具有处理效果稳定、出水水质好，并可实现生物脱氮除磷。
1.3深度处理法
造纸废水经过前段的预处理及生化处理后的水质还难以达到排放要求，还需增加污水深度处理以满足污水的最终排放要求
高级氧化法是近年研究较多的造纸废水深度处理的新方法，高级氧化法是泛指氧化过程中有大量羟基自由基参与的深度化学氧化过程。羟基自由基对制浆造纸废水中的纤维素、半纤维素、木质素等具有较强的氧化性能，可将有机污染物氧化为无机物质，对废水具有较为理想的处理效果。高级氧化法的最大特点是使用范围广、处理效率高、反应迅速、二次污染小、可回收能量及有用物质，它的这些优点使其在难处理的造纸废水的深度处理中较好的应用前景。根据产生自由基的方式和反应条件的不同，常见的高级氧化可以分为Fenton氧化法、臭氧氧化、光催化氧化、电化学氧化、湿式氧化等。在造纸废水深度处理中运用较多的为Fenton氧化法、臭氧氧化。Fenton氧化技术是控制废水在一定的反应条件温度、PH等，通过向废水中投加过氧化氢和亚铁盐，使得亚铁离子催化过氧化氢分解为具有强氧化能力的羟基自由基，羟基自由基氧化废水中的有机污染物，最终转化为CO2和H2O等， 采用Fenton氧化法对造纸废水二级处理后出水进行深度处理。结果表明，可使得废水和色度进一步下降，处理后废水色度、COD、BOD去除率分别达到95%、96%和90%。
2小结
近年来，废纸造纸行业发展迅速，为了使其产生的废水达标排放，应采用合理的处理技术。目前，很多造纸废水处理技术已成功研发并投入使用，取得了不错的处理效果，但在处理技术的应用范围、动力消耗、技术可操作性、投资运行费用等方面还存在着一定的不足。针对废纸造纸废水处理的不同阶段，從物理、化学、物化和生物等方面，优化现有的技术， 并不断开发新技术，相信造纸废水处理技术定会在处理技术日趋完善的形势下，符合环保要求，实现经济效益、环境效益和社会效益的统一。
参考文献：
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[2]苗庆显，秦梦华，徐清华.废纸造纸废水处理技术的现状与发展 [J].中国造纸，2005，24（12）：55-58.