造紙廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀

雷兆武

（中國環(huán)境管理干部學(xué)院環(huán)境工程系，河北秦皇島066004）

造紙廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀

雷兆武

（中國環(huán)境管理干部學(xué)院環(huán)境工程系，河北秦皇島066004）

由于造紙廢水組分復(fù)雜、污染物濃度高、可生化性差，需要聯(lián)合運(yùn)用多種處理方法對其進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放和降低廢水處理成本。對于造紙過程，應(yīng)推行清潔生產(chǎn)，通過源頭削減和生產(chǎn)過程控制，減少原輔材料消耗，減少廢水的產(chǎn)生量和排放量，降低廢水中的污染物濃度，從而實(shí)現(xiàn)造紙廢水的有效控制和處理。

造紙廢水；處理技術(shù)；清潔生產(chǎn)

隨著造紙工業(yè)的迅速發(fā)展，造紙廢水已成為重要污染源之一。目前我國有大中小型造紙廠10000余家，年排放廢水量高達(dá)40多億立方米，占全國廢水總排放量的10%；BOD5年排放量200多萬噸，占全國廢水總排放BOD5的25%[1]。

造紙生產(chǎn)過程主要產(chǎn)生3類廢水[2]：蒸煮液、中段廢水、紙機(jī)白水。蒸煮液即堿法制漿的黑液或酸法制漿的紅液，污染最嚴(yán)重，占整個(gè)造紙工業(yè)污染的90%。紙機(jī)白水中主要有細(xì)小纖維、填料和膠料（松香等），以不溶性CODGr為主，可生化性較低。造紙廢水排放量大、組分復(fù)雜、污染物濃度高，特別是含有木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、單糖等難降解有機(jī)物，易造成嚴(yán)重污染，是難處理的高濃度有機(jī)廢水之一。

1 生化處理法

生化處理由于其成本低，成為有機(jī)廢水處理的主要選擇，主要工藝有厭氧處理及厭氧和好氧聯(lián)合處理。

郭方崢等[3]采用內(nèi)循環(huán)（IC）反應(yīng)器處理造紙廢水，重點(diǎn)考察了進(jìn)水量、外回流量和pH等運(yùn)行參數(shù)的影響，在其它因素不變的條件下，在水里停留時(shí)間（HRT）為5.5h，pH為7.0時(shí)，CODCr可從2000～2500mg/L降至340～425mg/L，CODCr去除率在83%左右。涂勇等[4]采用EGSB反應(yīng)器處理廢紙?jiān)旒垙U水，在進(jìn)水CODCr負(fù)荷為10.03kg/（m3·d），上升流速為0.92m/h的情況下，CODCr去除率可達(dá)72.41%，同時(shí)EGSB反應(yīng)器還可以去除部分氮磷，對廢水中的脂類、醇類、烷烴、烯烴、酮類物質(zhì)有比較好的降解效果，但是對苯及酚類物質(zhì)、醛類物質(zhì)等基本無去除效果。

喬維川等[5]采用曝氣吸附生物濾池，對制漿造紙廢水處理工藝進(jìn)行了研究，在水里停留時(shí)間20～30h，吸附填料∶廢水（V/V）=1∶1，污泥∶廢水（V/V）=1∶1，曝氣量300L/h，溫度為20～30℃，廢水的CODCr和色度去除率分別可達(dá)到85%和90%。以鐵炭（1∶1）為吸附填料更有利于廢水CODCr和色度的去除。某紙業(yè)公司采用內(nèi)循環(huán)厭氧（IC）+表面曝氣工藝處理造紙廢水，表明此工藝能有效處理造紙廢水，CODCr、BOD5和SS平均去除率分別達(dá)93.8%、97.1%和97.6%，出水水質(zhì)達(dá)到現(xiàn)行制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[6]。IC反應(yīng)器的運(yùn)行穩(wěn)定后，當(dāng)CODCr進(jìn)水在900～1200mg/L時(shí)，CODCr出水350～480mg/L，IC反應(yīng)器對CODCr的平均去除率為47.8%。

2 高級氧化技術(shù)

高級氧化技術(shù)（Advanced Oxidation Processes，簡稱AOPs）又稱深度氧化技術(shù)，是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種用于處理難降解有機(jī)污染物的新技術(shù)。在氧化劑、電、聲、光輻照、催化劑等作用下產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的·OH，再通過·OH與有機(jī)化合物間的加成、取代、電子轉(zhuǎn)移、斷鍵、開環(huán)等作用，使廢水中難降解的大分子有機(jī)物氧化降解成低毒或無毒的小分子物質(zhì)，甚至直接分解成CO2和H2O，達(dá)到無害化的目的。該技術(shù)具有反應(yīng)速度快、處理效率高、對有毒污染物破壞徹底、無二次污染、適用范圍廣、易操作等優(yōu)點(diǎn)[7]。

姚淑華等[8]采用天然沸石負(fù)載TiO2光催化劑處理造紙廢水。廢水pH為4.0，光催化劑用量50g/L，光照時(shí)間8.0h，在此條件下造紙廢水CODCr去除率可達(dá)81.93%，天然沸石負(fù)載TiO2光催化劑經(jīng)4次使用仍具有較高的催化活性。全玉蓮等[9]以納米TiO2粉末作為光催化劑，在高壓汞燈的光源照射下對某造紙廠廢水進(jìn)行了光催化降解?？疾炝薚iO2光催化劑的熱處理溫度、用量、pH值、反應(yīng)時(shí)間等因素對廢水CODCr降解率的影響。研究表明，經(jīng)460℃熱處理1h的TiO2光催化效果較好，在CODCr濃度300mg/L、溶液的初始pH值為3.0、光催化劑用量1.0g/L、反應(yīng)時(shí)間7h的條件下，CODCr去除率可達(dá)76%。經(jīng)深度處理的造紙廢水，可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

譚萬春等[10]采用超臨界水氧化（SCWO）反應(yīng)裝置，對造紙工業(yè)排放的黑液進(jìn)行處理，考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、反應(yīng)時(shí)間、過氧量等對黑液中CODCr去除率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，處理黑液的最佳反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度500℃，壓力26MPa，過氧量500%，反應(yīng)時(shí)間120s。在此最佳條件下處理CODCr為85000mg/L的造紙黑液，CODCr去除率可達(dá)99.9%。

姜忠峰等[11]采用臭氧光催化工藝對造紙中段廢水生物處理出水的凈化效果進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，臭氧單獨(dú)作用于廢水時(shí)，CODCr最大去除率為26.8%，脫色率最高可達(dá)90%；UV單獨(dú)作用于廢水時(shí)，色度去除有限，CODCr去除率隨照射時(shí)間的延長而增加，但在40min后，趨勢趨于平緩；臭氧+UV聯(lián)合工藝對廢水色度、CODCr去除均可達(dá)到滿意效果，其工藝為臭氧氧化30min，UV作用5min。

馬黎明等[12]用臭氧氧化法處理生化后造紙廢水，考察了不同溫度、初始pH值、臭氧通入量、反應(yīng)時(shí)間等條件下臭氧氧化過程對廢水色度和CODCr去除率的影響。結(jié)果表明，臭氧氧化過程CODCr和色度的去除隨著初始pH值、臭氧通入量和反應(yīng)時(shí)間的增加而增強(qiáng)；隨著溫度的升高，CODCr和色度的去除率先增大后減小，25℃時(shí)去除效果最佳。當(dāng)初始pH值為8.12，臭氧通入量1.3g/L，溫度在25℃時(shí)臭氧化反應(yīng)10min，色度和CODCr平均去除率分別達(dá)到86.3%和38.9%，處理效果較好。

3 高級氧化與生化聯(lián)合處理工藝

劉劍玉等[13]采用臭氧預(yù)氧化-BAF工藝對某鈔票紙廠廢水進(jìn)行深度處理。結(jié)果表明，臭氧預(yù)氧化處理能提高廢水的可生化性，廢水經(jīng)臭氧預(yù)氧化-BAF工藝處理后出水CODCr濃度約40mg/L，色度幾乎完全去除，能夠達(dá)到較高的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)或做為中水回收利用。

臭氧與廢水接觸時(shí)間為5min，臭氧用量為100mg/L，BAF水力停留時(shí)間為2.0h時(shí)，臭氧預(yù)氧化—BAF可將該造紙廢水的CODCr濃度降至約40mg/L，色度幾乎完全去除，造紙廢水的出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或滿足回用水要求。

馮曉靜等[14]將電化學(xué)技術(shù)與固定化微生物技術(shù)聯(lián)合用于制漿造紙廢水的深度處理。組合工藝在進(jìn)水CODCr368～394mg/L、色度320～400倍的情況下，處理后出水的CODCr濃度在32～39mg/L，色度8～10倍。電化學(xué)技術(shù)與固定化微生物技術(shù)聯(lián)合，可有效實(shí)現(xiàn)制漿造紙廢水的深度處理。在電流密度為100A/m2的條件下，電化學(xué)處理6min為最佳處理時(shí)間；固定化微生物曝氣生物濾池停留5h、生物炭池停留3h為最佳生化停留時(shí)間。

譚磊等[15]研究了采用混凝沉淀+電氧化反應(yīng)器聯(lián)合處理造紙廢水工藝。首先對造紙廢水進(jìn)行混凝沉淀，先投加聚合氯化鋁（PAC）120mg/L，再投加聚丙烯酰胺（PAM）1.0mg/L，對廢水的CODCr去除率可達(dá)到75%。出水再利用電氧化反應(yīng)器處理，電氧化反應(yīng)器反應(yīng)級數(shù)為一級，當(dāng)電流密度為15mA/cm2、反應(yīng)時(shí)間為140min時(shí)，對廢水CODCr的再次去除率可達(dá)90%以上，并可提高廢水的可生化性。采用混凝沉淀與電氧化反應(yīng)器聯(lián)合處理造紙廢水，處理效果好，出水穩(wěn)定，對廢水中CODCr、懸浮物、色度均有很高的去除效率，是造紙廢水適宜的處理技術(shù)。

潘碌亭等[16]針對某制漿造紙廢水的特性，采用鐵炭微電解—厭氧—好氧組合處理工藝。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)進(jìn)水CODCr為2500mg/L，色度為300倍時(shí)，鐵炭微電解預(yù)處理不僅去除了40%的CODCr和80%的色度，還大幅提高了廢水的可生化性，BOD5/CODCr從0.23提高到0.42；微電解出水經(jīng)過厭氧和好氧處理，CODCr去除率分別為70%和55%，最終出水CODCr在250mg/L以下，色度為50倍，達(dá)到現(xiàn)行造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中二級排放標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

由于造紙廢水組分復(fù)雜，污染物濃度高、可生化性差，單一的廢水處理方法，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，或廢水處理成本高。通過多種技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)造紙廢水的達(dá)標(biāo)排放，降低廢水處理成本。

對于造紙廢水，應(yīng)針對造紙的生產(chǎn)過程，推行清潔生產(chǎn)。一是從生產(chǎn)過程的源頭減少原輔材料的消耗，降低廢水中污染物的濃度，二是通過對生產(chǎn)過程的控制，減少生產(chǎn)過程中廢水和污染的產(chǎn)生，并通過生產(chǎn)過程的循環(huán)回用，實(shí)現(xiàn)廢水污染物排放的最小及廢水中污染物濃度的最低。

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The Status of Paper-making Wastewater Treatment Technology

Lei Zhaowu
（Department of Environmental Engineering，Environmental Management College of China，Qinhuangdao Hebei 066004，China）

Paper-making wastewater should be treated with multi-technique to reach discharge standard and decrease the cost because of its complicated components,higher pollutant concentration and bad biodegradability.Paper mill should apply cleaner production to the process of paper-making,reach effective control and treatment of wastewater by reducing raw and auxiliary materials consuming,reducing wastewater amount of production and discharging and decreasing the pollutants concentration.

paper-making；treating technology；cleaner production

X703

A

1008-813X（2011）05-0060-03

10.3969/j.issn.1008-813X.2011.05.018

2011-08-06

《陽離子摻雜型二氧化鈦光催化降解造紙廢水的研究》（201001A175）

雷兆武（1971-），男，江西九江人，畢業(yè)于江西理工大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，碩士，副教授，主要研究方向廢水處理及資源化。