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    慧聰水工業(yè)網(wǎng) 造紙工業(yè)廢水的來(lái)源及特點(diǎn)

    造紙工業(yè)是世界6大工業(yè)污染源之一，占我國(guó)工業(yè)總廢水量的10％左右。造紙廢水主要為高濃度有機(jī)廢水，并含木素、殘堿、硫化物、氯化物等污染物。其特點(diǎn)是廢水量大，COD質(zhì)量濃度高，廢水中的纖維懸浮物多，而且含二價(jià)硫元素，色度高，有硫醇類惡臭氣味。

    在制漿(化學(xué)法)和造紙生產(chǎn)過(guò)程中主要產(chǎn)生三類廢水：黑(紅)液、中段廢水和紙機(jī)白水。黑(紅)液主要是蒸煮制漿廢水，中段水包括紙漿洗滌、篩選、漂白廢水，紙機(jī)白水為抄紙車間廢水。其中蒸煮廢水的環(huán)境污染最嚴(yán)重，占整個(gè)造紙工業(yè)污染的90％。黑液的主要成分是木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、單糖、有機(jī)酸及氫氧化鈉等，可以綜合回收其中的有用物質(zhì)；中段廢水污染物復(fù)雜，含有較高濃度的木質(zhì)素、纖維素和樹脂酸鹽等較難生物降解的物質(zhì)成分，而且富含漂白階段產(chǎn)生有機(jī)氯化物，具有很深的顏色和很大的毒性，pH為9～11，懸浮物1000mg/l左右，COD600-2500mg/1；抄紙廢水，又稱“白水”，主要來(lái)自打漿、漿料的凈化篩選和造紙機(jī)濕部。廢水中的污染物主要包括懸浮固形物，如纖維、填料、涂料，以及溶解的木材成分、添加的濕強(qiáng)劑、防腐劑等。

    造紙工業(yè)廢水的危害

    造紙廢水危害很大，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)重地污染水源，給環(huán)境和人類健康帶來(lái)危害。而中段水對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重的是漂白過(guò)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。此外，漂白廢液中含有毒性極強(qiáng)的致癌物質(zhì)二惡英，也對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成影響。所以，我們應(yīng)當(dāng)選擇合適的處理工藝，對(duì)造紙廢水進(jìn)行合理的處理。

    造紙工業(yè)廢水的基本處理方法

    造紙廢水處理應(yīng)著重于提高循環(huán)用水率，減少用水量和廢水排放量，同時(shí)也應(yīng)積極探索各種可靠、經(jīng)濟(jì)和能夠充分利用廢水中有用資源的廢水處理方法。例如:浮選廢水處理法可回收白水中纖維性固體物質(zhì)，回收率可達(dá)95%，澄清水可回用;燃燒廢水處理法可回收黑水中氫氧化鈉、硫化鈉、硫酸鈉以及同有機(jī)物結(jié)合的其他鈉鹽。中和廢水處理法調(diào)節(jié)廢水pH值;混凝沉淀或浮選法可去除廢水中懸浮固體;化學(xué)沉淀法可脫色;生物處理法可去除BOD，對(duì)牛皮紙廢水較有效;濕式氧化法處理亞硫酸紙漿廢水較為成功。此外，國(guó)內(nèi)外也有采用反滲透、超過(guò)濾、電滲析等造紙廢水處理方法。

    1）物理處理法

    ①吸附法

    吸附法是利用吸附劑巨大的比表面積，具有一定的吸附性能，對(duì)造紙廢水中有機(jī)物進(jìn)行分離，常用的吸附法有：黏土吸附法、粉煤灰吸附法、活性炭吸附法和水解吸附法?；钚蕴繌V泛用于廢水處理中作為吸附劑以去除引起氣味的有機(jī)物。活性炭作為吸附劑的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠再生(達(dá)30次或更多次)，而吸附容量卻不會(huì)有明顯的損失。

    ②絮凝法

    絮凝沉淀法是由絮凝劑形成的聚合產(chǎn)物，通過(guò)一系列作用，對(duì)水中懸浮、膠狀的大分子質(zhì)量污染物去除的方法。對(duì)于制漿造紙廢水的三級(jí)處理，此法已有廣泛應(yīng)用。在最佳運(yùn)行條件下，用絮凝-電浮選連續(xù)處理造紙廢水，廢水的CODcr可從1416mg/L降至48.9mg/L。

    ③電滲析技術(shù)

    電滲析是一種以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，從溶液中脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作。在外加直流電場(chǎng)作用下，利用膜的選擇透過(guò)性使黑液中陰、陽(yáng)離子作定向遷徙，使木素在陽(yáng)極析出，陰極區(qū)回收NaOH。電滲析與傳統(tǒng)堿回收系統(tǒng)相結(jié)合的生產(chǎn)流程，處理造紙稀黑液可以得到堿和木質(zhì)素。

    ④超聲波膜

    與其它膜電解技術(shù)相比，超聲波膜電解技術(shù)能明顯提高造紙廢水的回收處理效果。雖然膜電解技術(shù)是水處理中的一個(gè)常用技術(shù)。但是如果用來(lái)處理造紙廢水，則由于膜污染嚴(yán)重，無(wú)法達(dá)到實(shí)用的目的。而對(duì)于超聲波來(lái)說(shuō)，由于它具有空化作用，保證了膜的正常使用和電解的順利進(jìn)行。又由于它具有攪拌作用，和其它膜電解技術(shù)比，有較好的實(shí)用性。

    2）化學(xué)氧化處理法

    ①水熱氧化法

    水熱氧化技術(shù)是一種非常有效的新型化學(xué)氧化技術(shù)，它是在高溫高壓的操作條件下，在熱水箱中用空氣或氧氣以及其它氧化劑，將造紙廢水中的溶解態(tài)和懸浮態(tài)的有機(jī)物或者還原態(tài)無(wú)機(jī)物在熱水箱中氧化分解，水熱氧化技術(shù)的明顯特征就是反應(yīng)在熱水箱中進(jìn)行，所以能耗較高。

    ②光催化氧化

    由于TiO2具有無(wú)毒、化學(xué)穩(wěn)定性好、光催化活性高等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于各種有毒有害且生物難降解有機(jī)物的光催化降解過(guò)程。有研究表明，TiO2光催化氧化可有效降解制漿廢水中的酚類有機(jī)物。另外，光催化氧化法對(duì)于造紙廢水中的二惡英等有毒且難被生物降解的這類有機(jī)物，有很好的降解作用。光催化處理廢水，其方法簡(jiǎn)單，占地面積小，又能避免傳統(tǒng)處理方法所帶來(lái)的二次污染問(wèn)題，是一種很有發(fā)展前途的水處理技術(shù)。

    ③濕式氧化法

    濕式氧化法是在高溫(150～350℃)高壓(5～20MPa)下用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機(jī)物或還原態(tài)的無(wú)機(jī)物，使之生成二氧化碳和水的一種處理法。

    ④高級(jí)化學(xué)氧化法

    造紙廢水中有毒的、以及難以生物降解的物質(zhì)的存在影響了生物處理方法的處理效果，這時(shí)可以采用高級(jí)化學(xué)氧化的方法進(jìn)行處理。高級(jí)化學(xué)氧化工藝泛指反應(yīng)過(guò)程中有大量氫氧自由基參與的化學(xué)氧化過(guò)程。對(duì)于造紙廢水而言，可采用非均相光催化氧化可以用太陽(yáng)光作為反應(yīng)光源，且氧化劑成本低。

    該技術(shù)具有反應(yīng)速度快、處理效率高、對(duì)有毒污染物破壞徹底、無(wú)二次污染、適用范圍廣、易操作等優(yōu)點(diǎn)，并被廣泛應(yīng)用于有毒難降解的工業(yè)廢水如制藥、精細(xì)化工、印染等有機(jī)廢水的處理中，已經(jīng)逐漸成為難降解廢水處理研究的熱點(diǎn)。

    ⑤電化學(xué)氧化法

    主要利用光、聲、電磁及其他無(wú)毒試劑催化氧化技術(shù)處理有機(jī)廢水，由于電極間電子的得失轉(zhuǎn)移，從而破壞污染物的組成。其優(yōu)點(diǎn)是：只發(fā)生在水中，且不須另加催化劑，避免了二次污染；可控制性強(qiáng)；無(wú)選擇性；條件溫和；費(fèi)用低；兼有氣浮、絮凝、殺菌作用；廢水中的金屬離子可使正負(fù)極同時(shí)作用等，尤其是對(duì)于難于生化降解、對(duì)人類危害極大的“三致”有機(jī)污染物，電化學(xué)氧化最有效。

    3）生物處理法

    ①好氧生物處理法

    好氧生物處理法即在有氧條件下，借助好氧微生物(主要是好氧菌)的作用來(lái)降解污染物的方法。該方法根據(jù)好氧微生物在處理系統(tǒng)中所呈的狀態(tài)不同可分為活性污泥法和生物膜法兩類。造紙廢水含大量有機(jī)物，可生化性好，用好氧生物處理造紙廢水一般可得到很好的效果。

    ②厭氧生物處理法

    厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無(wú)氧的條件下降解有機(jī)污染物的處理技術(shù)。在厭氧生物處理過(guò)程中，復(fù)雜的有機(jī)化合物被降解和轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的化合物，同時(shí)釋放能量，其中大部分能量以甲烷的形式出現(xiàn)。厭氧法適用于石灰草漿蒸煮廢液、堿法制漿廢水等。通常使用的厭氧處理裝置有厭氧流化床(AFB)、折流式厭氧反應(yīng)器(ABR)、上流式厭氧污泥床(UASB)以及毛發(fā)載體生物膜裝置。

    造紙廢水的綜合處理

    1）厭氧一好氧組合處理法

    厭氧一好氧組合處理工藝能充分發(fā)揮厭氧微生物承擔(dān)高濃度、高負(fù)荷與回收有效能源的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也能利用好氧微生物生長(zhǎng)速度快、處理水質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)。組合處理工藝運(yùn)行費(fèi)用省，剩余污泥量少，對(duì)于難降解的有機(jī)物有改性作用，可以提高廢水的可生化性，厭氧狀態(tài)能抑制絲狀菌的生長(zhǎng)，防止污泥膨脹，特別適用于高濃度有機(jī)廢水的處理。

    2）以生物法為主、物化為輔的堿法草漿廢水綜合治理技術(shù)

    “以生物法為主、物化法為輔的綜合治理技術(shù)”首先采用物理法(過(guò)濾)，其次采用生化法作為主要手段，大幅度削減黑液與中段水中的有機(jī)負(fù)荷，僅用物化法作為輔助手段，實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放或回用。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

    3）兩相厭氧膜-生化系統(tǒng)

    采用傳統(tǒng)兩相厭氧工藝(BS)與膜分離技術(shù)相結(jié)合的系統(tǒng)MBS處理造紙黑液廢水，COD去除率平均可達(dá)73％。MBS系統(tǒng)具有更高的穩(wěn)定性。

    4）物化和生化結(jié)合法

    化學(xué)沉淀法、曝氣、活性污泥、厭氧處理都可以用來(lái)處理造紙廢水，而且這些方法結(jié)合起來(lái)也是適用的。研究表明，采用SBR+物化法處理造紙中段水投資低、運(yùn)行費(fèi)用低，紙廠外排水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，治理費(fèi)用在廠家可接受的范圍。

責(zé)任編輯：殷瑩瑩