造紙工業(yè)廢水基本處理方法

劉芳

【摘要】造紙工業(yè)是污染環(huán)境的主要行業(yè)之一，它所排放的高濃度有機(jī)廢水給生態(tài)環(huán)境造成極大的危害。目前造紙工業(yè)廢水處理主要有物理法、物理化學(xué)法、生物化學(xué)法、人工濕地法等。其中常用的方法是生物化學(xué)處理法，它又分為好氧生物處理法、厭氧生物處理法和厭氧-好氧生物處理法。

【關(guān)鍵詞】造紙工業(yè)廢水 物理法 物理化學(xué)法 生物化學(xué)法 人工濕地法

1概述

造紙工業(yè)是污染環(huán)境的主要行業(yè)之一，造紙工業(yè)的整個(gè)生產(chǎn)過程，包括從備料到成紙，紙張的加工等都要以新鮮水為介質(zhì)，用于輸送、洗滌、分散和冷卻設(shè)備等用途，它所排放的高濃度有機(jī)廢水對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。近幾年，造紙工業(yè)在污染防治方面采取了一系列措施，但隨著造紙工業(yè)的迅速發(fā)展，造紙工業(yè)廢水帶來的環(huán)境污染仍然不可小覷，必須重視對(duì)造紙工業(yè)廢水的處理。

2造紙工業(yè)廢水的危害

造紙工業(yè)廢水的特點(diǎn)是水量大、色度高、懸浮物含量大、有機(jī)物濃度高、組分復(fù)雜難處理。造紙廢水主要有三個(gè)來源：制漿廢液，中段水，紙機(jī)白水。制漿是把植物原料中的纖維分離出來，制成漿料，再經(jīng)漂白；抄紙是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘干，制成紙張。這兩項(xiàng)工藝都排出大量廢水。洗漿時(shí)排出的廢水呈黑褐色，稱為黑水，黑水中含有大量纖維、無機(jī)鹽和色素。洗滌漂白過程產(chǎn)生的中段水水量最多，包含木質(zhì)素、纖維素和樹脂酸鹽等較難生物降解的成分，且色度深。抄紙機(jī)排出的廢水，稱為白水，其中含有大量纖維和在生產(chǎn)過程中添加的填料和膠料。造紙工業(yè)廢水危害很大，其中黑水是危害最大的，它所含的污染物占到了造紙工業(yè)污染物排放總量的90％以上，由于黑水堿性大、顏色深、臭味重、泡沫多，并大量消耗水中溶解氧，嚴(yán)重的污染水源，給環(huán)境和人類健康帶來危害。而中段水對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重的是漂白過程中產(chǎn)生的含氯廢水，例如氯化漂白廢水，次氯酸鹽漂白廢水等。漂白廢水中含有毒性極強(qiáng)的致癌物質(zhì)二噁英，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成了嚴(yán)重威脅。

3造紙工業(yè)廢水處理方法

國(guó)內(nèi)外造紙工業(yè)廢水的處理技術(shù)多種多樣，主要有物理法、物理化學(xué)法、生物化學(xué)法、人工濕地法。

3.1物理法

物理法是基于物理作用的原理，以去除不溶解的固體懸浮物為主，同時(shí)也有去除部分導(dǎo)致產(chǎn)生生化耗氧量的物質(zhì)，降低和消除廢水色度的作用。處理過程中并沒有改變污染物的化學(xué)性質(zhì)。

3.2物理化學(xué)法

在造紙廢水的深度處理中，物理化學(xué)法具有治理快、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，一般采用的方法包括：高級(jí)氧化法、絮凝沉淀法、膜分離法、吸附法等。高級(jí)氧化法是將廢水中的污染物直接氧化成無機(jī)物或轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)。絮凝沉淀法是由絮凝劑形成的聚合產(chǎn)物，通過一系列作用，對(duì)水中懸浮、膠狀的大分子污染物加以去除的方法。膜分離法是用一種特殊的半透膜將溶質(zhì)和溶劑分隔開，使一側(cè)溶液中的某種溶質(zhì)透過膜或者溶劑滲透出來，從而達(dá)到分離溶劑的目的[1]。物理化學(xué)法的處理費(fèi)用較高，屬于深度處理的方法，適用于排放標(biāo)準(zhǔn)要求較高的造紙工業(yè)廢水。

3.3生物化學(xué)法

生物化學(xué)法是利用微生物的新陳代謝來處理廢水。廢水中溶解的或者呈膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物在微生物的作用下逐步降解，最終轉(zhuǎn)化成為無害的物質(zhì)，使廢水得到凈化。生物化學(xué)法又分為好氧生物處理法、厭氧生物處理法和厭氧-好氧生物處理法。

（1）好氧生物處理法：好氧生物處理法是利用好氧微生物分解廢水中的有機(jī)污染物，使廢水無害化的處理方法。其機(jī)理是：當(dāng)廢水同微生物接觸后，水中的可溶性有機(jī)物透過細(xì)菌的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜而被吸收進(jìn)入菌體內(nèi)。膠體和懸浮性有機(jī)物則被吸附在菌體表面，由細(xì)菌的外酶分解為溶解性的物質(zhì)后，也進(jìn)入菌體內(nèi)。這些有機(jī)物在菌體內(nèi)通過分解代謝過程被氧化降解，產(chǎn)生的能量供細(xì)菌生命活動(dòng)的需要；一部分氧化中間產(chǎn)物通過合成代謝成為新的細(xì)胞物質(zhì)，使細(xì)菌得以生長(zhǎng)繁殖。處理的最終產(chǎn)物是二氧化碳、水、氨、硫酸鹽和磷酸鹽等穩(wěn)定的無機(jī)物。主要方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等。

（2）厭氧生物處理法：厭氧生物處理法又稱“厭氧消化”，是利用厭氧微生物降解廢水中的有機(jī)污染物，使廢水凈化的方法。其機(jī)理是在厭氧細(xì)菌的作用下將污泥中的有機(jī)物分解，最后產(chǎn)生甲烷和二氧化碳等氣體。完全厭氧生物處理可分三個(gè)階段：廢水中固態(tài)有機(jī)化合物借助于從厭氧菌分泌出的細(xì)胞外水解酶得到溶解，并通過細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞，在水解酶的催化下，將多糖、蛋白質(zhì)、脂肪分別水解為單糖、氨基酸、脂肪酸等；在產(chǎn)酸菌的作用下，將第一階段的產(chǎn)物進(jìn)一步降解為較簡(jiǎn)單的揮發(fā)性有機(jī)酸，如乙酸、丙酸、丁酸等；在甲烷菌的作用下，將第二階段產(chǎn)生的揮發(fā)酸轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳。影響因素有溫度、pH值、養(yǎng)料、厭氧環(huán)境等。厭氧生物處理的優(yōu)點(diǎn)是處理過程消耗的能量少，有機(jī)物的去除率高，沉淀的污泥少且易脫水，可殺死病原菌，不需投加氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。但是，厭氧菌繁殖較慢，對(duì)毒物敏感，對(duì)環(huán)境條件要求嚴(yán)格。

（3）厭氧-好氧生物處理法：厭氧-好氧生物處理法是通過厭氧過程的產(chǎn)酸階段，將較難降解的大分子有機(jī)物分解為較簡(jiǎn)單的小分子有機(jī)物，提高廢水可生化性，然后通過好氧生物處理過程進(jìn)一步去除。厭氧-好氧生物處理法處理效果比單一的厭氧生物處理或好氧生物處理要好。

3.4人工濕地法

人工濕地是指通過模擬天然濕地的結(jié)構(gòu)與功能，選擇一定的地理位置與地形，根據(jù)人們的需要人為設(shè)計(jì)與建造的濕地。其處理廢水機(jī)理為：利用基質(zhì)-微生物-植物這個(gè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)調(diào)作用，通過共沉、過濾、吸附、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的高效凈化，同時(shí)通過營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分的生物地球化學(xué)循環(huán)促進(jìn)綠色植物生長(zhǎng)并使其增產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)廢水資源化和無害化[2]。

4結(jié)語(yǔ)

隨著造紙工業(yè)的迅猛發(fā)展，造紙工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境的污染日益嚴(yán)重，造紙工業(yè)廢水的處理技術(shù)也在不斷地改善，日趨成熟。造紙工業(yè)廢水處理主要有物理法、物理化學(xué)法、生物化學(xué)法、人工濕地法。在選擇處理方法時(shí)，需充分考慮各種處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)實(shí)際技術(shù)水平和生產(chǎn)狀況，確定最佳處理方案，必要時(shí)采用幾種工藝聯(lián)合處理，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，以確保造紙工業(yè)廢水不影響生態(tài)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]李志萍，劉千鈞，林親鐵，孫斌.造紙廢水深度處理技術(shù)的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國(guó)造紙學(xué)報(bào)，2010，25（1）：102-107.

[2]方偉忠，孫勝東.生物技術(shù)在制漿造紙廢水深度處理中的應(yīng)用與發(fā)展[J].湖南造紙，2010，2：46-50.