河南開封造紙污水厭氧處理技術(shù)河南開封造紙污水厭氧處理技術(shù)

　造紙工業(yè)是我國經(jīng)濟的重要組成部分，是文化教育、出版以及工農(nóng)業(yè)的重要物資基礎(chǔ)，是現(xiàn)代生活和社會發(fā)展的重要物質(zhì)象征。一般來說，每生產(chǎn)1噸的成品紙，就需要消耗4——5m3木材，造紙工業(yè)消耗木材數(shù)量巨大，對生態(tài)環(huán)境的影響嚴重。

 　　在造紙過程中還會產(chǎn)生大量的造紙廢水，通常情況下，每生產(chǎn)1噸紙漿，就會產(chǎn)生60——100m3的廢水，而廢水中含有大量的半纖維素、木質(zhì)素、無機酸鹽、無機填料、油墨等［1］。可見，造紙廢水的排放量大，而且污染嚴重，如不對其進行科學有效的處理，不僅會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的污染，還會浪費大量的水資源，極不符合我國可持續(xù)的發(fā)展戰(zhàn)略。

 　　隨著造紙行業(yè)的不斷發(fā)展，其廢水的排放和治理也受到更多的重視。因此，如何將造紙廢水化害為利，促進造紙工業(yè)和環(huán)境保護共同發(fā)展具有非常重要的意義。

1、造紙廢水的來源及特點

 1．1廢水的來源

 　　在造紙過程中主要產(chǎn)生三類廢水，黑液、中段廢水、和紙機白水。黑水主要是在蒸煮制漿過程中除渣、洗漿以及漂洗產(chǎn)生的洗滌廢水，廢水量較大，占造紙廢水總量的90%。中段水是在紙漿洗滌、篩選和漂白過程中產(chǎn)生的廢水;紙機廢水是在抄紙車間生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水［2］。

 1．2廢水的特點

 　　造紙工業(yè)廢水是在其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，其廢水特點與生產(chǎn)工藝、原料、產(chǎn)品種類等有著重要的關(guān)系。一般來講造紙廢水主要的污染物有四類:(1)還原性物質(zhì)，例如木素、無機鹽等;(2)可生物降解類物質(zhì)，有半纖維素、樹脂酸，還有一些低分子的糖、醇、有機酸等;(3)懸浮物，例如細小纖維素、無機填料等;(4)色素類物質(zhì)，有油墨、染料等。

 　　不同的產(chǎn)品種類和制漿工藝產(chǎn)生的廢水中CODCr、BOD5、TSS含量不同。例如非脫墨工藝產(chǎn)生的廢水CODCr濃度為800——1500mg/L、BOD5濃度150——350mg/L、TSS濃度為900——1200mg/L，脫墨工藝廢水的CODCr濃度為200mg/L左右、BOD5濃度為300——900mg/L、TSS濃度為500——1500mg/L。此外，在一些使用次氯酸鈉漂白制紙過程中還存在甲烷等具有毒性的物質(zhì)。因此，造紙工業(yè)廢水水量大，成分復雜，還具有一定的毒性。

　　2、造紙廢水處理技術(shù)

 2．1物理法

 　　物理法是污水處理技術(shù)中較為簡單且常用的技術(shù)方法，主要是指利用機械的、物理的方法去除污水中的污染物，這些物質(zhì)包括不溶性的、粒徑較大的一些雜志。主要的技術(shù)有機械過濾、沉淀、吸附等方法［3］。在造紙廢水處理中，含有大量的細小纖維物質(zhì)，采用過濾法具有很好的處理效果。

 　　為了避免堵塞等現(xiàn)象的出現(xiàn)，在過濾的同時，要注意及時的清運操作，因此，過濾技術(shù)主要是作為廢水預處理的方法。目前國內(nèi)應用多的是微過濾，主要設(shè)備有斜篩或過濾機。斜篩是大多數(shù)小型造紙廠使用較多，其能耗低、投資少，采用的網(wǎng)目數(shù)一般在60——100目。

 　　沉淀也是在污水處理工藝中應用較多的物理技術(shù)，其常用其他技術(shù)配合使用，沉淀技術(shù)運行穩(wěn)定、設(shè)施簡單、動力消耗低、構(gòu)筑物維護費用低等特點，但其使用面積較大。目前，在實際應用中主要是以幅流式沉淀為主，此外還有平流式、豎流式等。

 　　吸附法是利用一些具有多孔性的材料，將廢水中的一種或者多種物質(zhì)被吸附到固體表面而將其去除的方法。常用的吸附劑有活性炭、活性焦、膨潤土、硅藻精土等。對于造紙廢水，吸附技術(shù)可對其廢水中的懸浮物、色度、CODCr等具有良好的處理效果。但其吸附飽和后還需要再生，而且價格昂貴，一般作為預處理工藝。

　　2．2化學法

　　化學法是利用試劑或某種技術(shù)使得污水中污染物的形態(tài)發(fā)生了變化，進而得到去除的技術(shù)方法。常見的化學方法有中和、氧化還原、催化氧化、微電解、高級氧化等［4］。常規(guī)的化學法需要和其他技術(shù)相結(jié)合來進行廢水的處理，將化學處理劑加入到廢水中進行預氧化，然后進行混凝沉淀，還可以在混凝的同時進行投加氧化劑，以利用混凝劑和氧化劑的協(xié)同作用來凈化廢水。

 　　化學法采用的氧化劑主要有*、次氯酸鈉、二氧化氯、Fenton試劑等。而不同類型的污水采用不同氧化劑處理得到的效果差異很大。針對造紙廢水的處理效果表明，*是良好的預處理劑、次氯酸鈉更適合作為深度處理藥劑。Fenton試劑化學法是以過氧化氫為氧化劑、Fe2+為反應的催化劑，兩者反應時會產(chǎn)生具有強氧化性的羥基自由基，能夠?qū)﹄y降解的有機物等進行分解。

 　　該試劑法不需要特定的反應系統(tǒng)，在反應過程中也不會產(chǎn)生具有危害的物質(zhì)。此外，Fe2+的加入一部分會被反應所消耗，還會有一部分被氧化成Fe3+而增加水環(huán)境中的絮凝效果，進而提高污水的處理效果。電化學法是一種新型的廢水處理技術(shù)，其工作原理是利用電解作用來去除水中的污染物，或者將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒或者低毒性的物質(zhì)。

 　　研究表明，采用電絮凝法處理造紙廢水有著良好的處理效果，而且無需預處理，在低壓和低電流條件下即可運行，安全性較高。相比化學絮凝能耗更低，COD和濁度去除率可達到60%和95%。還有利用光催化氧化技術(shù)來處理造紙廢水，光催化氧化技術(shù)是利用n型半導體(TiO2、ZnO等)作為催化劑的化學處理技術(shù)。

　　但該技術(shù)在應用過程中存在一些問題，例如造紙廢水的色度高、懸浮物含量高，進而影響了紫外線的透過性，使得處理效果并不理想，還需要在今后的研究中逐步的解決。臭氧氧化技術(shù)也是污水處理中常用的一種工藝，其工作原理是利用臭氧在催化劑的作用下能夠產(chǎn)生具有強氧化性的羥基自由基，研究表明臭氧氧化技術(shù)對于造紙廢水中的色度、CODcr都具有顯著的處理效果，其色度和CODcr去除率可達到88．8%——99%、54．9%——80%。

2．3生物法

　　生物處理技術(shù)是廢水處理方法中較為成熟和應用較多的技術(shù)。是以微生物的代謝作用為基礎(chǔ)，利用污水中的有機污染物和無機微生物營養(yǎng)物質(zhì)作用微生物生長繁殖的營養(yǎng)物質(zhì)，在利用這些污染物的同時，既保證了微生物的正常繁殖，又將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)。

 　　目前常見的生物處理技術(shù)有活性污泥法、生物膜法、生物接觸氧化、氧化溝、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、厭氧消化等［5］。造紙廢水中COD含量高且相對分子質(zhì)量較大，因此其可生化性較差，直接利用生物處理技術(shù)得不到較好的效果。研究表明當廢水中的BOD5/CODCr＞0．6時可生化性較好，當BOD5/CODCr＜0．2時不宜采用生物法。

 　　一般情況下，造紙廢水經(jīng)過一級的物理化學處理后，其BOD5/CODCr大約在0．4——0．7，可行進生化處理。生物處理技術(shù)主要里利用微生物在生長代謝過程中的分解作用將有機物進行分解、同時利用形成菌膠團對污染物進行吸附，繼而將有機物或者其他污染物去除。

 　　活性污泥法是廢水生物處理中應用為廣泛的技術(shù)之一，但其存在一重要缺點是會發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象，一旦發(fā)生整個系統(tǒng)的處理效果將會大大降低，大量的污泥將會流失，不能保證出水水質(zhì)。同時污泥處置也是造紙廢水處理遇到的一個難題。

 　　針對造紙廢水生物處理存在的這些問題，研究者開發(fā)了動態(tài)曝氣活性污泥技術(shù)，研究表明污泥膨脹現(xiàn)象得以解決，該工藝充分發(fā)揮了厭氧菌、兼氧菌和好氧菌的功能，隨著曝氣的不同輪流發(fā)揮各自的特點，有機物氧化分解更為*，同時也減少了剩余污泥量，大大減輕了污水廠污泥處理負擔。

 　　此外，該技術(shù)投資相比傳統(tǒng)的活性污泥法降低了20%，運行費用節(jié)省了10%，更有利于小型造紙企業(yè)的應用。生物接觸氧化法也是廢水處理中常用的工藝，杜宇脫墨造紙廢水有著良好的處理效果，但其需要注意構(gòu)筑池內(nèi)填料的選擇，填料直接關(guān)系到微生物活性的高低，進而直接影響出水水質(zhì)。氧化溝也是目前廢水處理中應用較多的技術(shù)，其具有污泥產(chǎn)量少、出水水質(zhì)穩(wěn)定、污染物去除率高等優(yōu)點，而且設(shè)備簡單、運行費用低。

 　　因此在造紙廢水處理中也日漸增多，其SS去除率可達80%，CODCr去除率可保持在80%左右，BOD5的去除率更可高達95%以上。隨著生物處理技術(shù)的不斷進步，在處理工藝上厭氧處理技術(shù)對造紙廢水也具有良好的處理效果。目前主要的厭氧生物處理工藝有上流式污泥床(UASB)、厭氧濾池、厭氧流化床等。

 　　厭氧處理技術(shù)的優(yōu)點是耐受能力強，污泥量少，而且終產(chǎn)物可用利用。也存在一些缺點，例如投資較大、使用的設(shè)備較多，運行管理復雜。隨著生物處理技術(shù)的進一步發(fā)展，厭氧和好氧工藝的組合形式越來越多，其處理效果也更好。

　　法國Minguet＆Thomas造紙廠采用厭氧——好氧處理技術(shù)，廢水中CODCr的去除率可保持在95%，BOD5的去除率可高達98%——99．7%。廣西某造紙企業(yè)采用氧化結(jié)合厭氧水解工藝處理造紙廢水，處理效果良好，其中CODCr的去除率在95%以上，其余各項指標均符合GB8978——1996中的二級排放標準。

 3、造紙廢水處理技術(shù)展望

 　　隨著造紙行業(yè)的不斷發(fā)展，其在國民經(jīng)濟中的地位越來越重要，但其產(chǎn)生的造紙廢水影響也越來越大。但可持發(fā)展戰(zhàn)略影響不斷增強，清潔生產(chǎn)越來越受到關(guān)注，水資源的有效處理和回用率要求越來越高，即給造紙行業(yè)的發(fā)展帶來了嚴峻的考驗，同時也帶來了轉(zhuǎn)型升級的機遇。造紙廢水一味地末端治理已經(jīng)不能滿足當前造紙行業(yè)的發(fā)展，新型的污水處理技術(shù)和廢水回用技術(shù)的應用迫在眉睫。

 　　未來造紙廢水處理主要想以下幾個方面突破:

 (1) 要深入學習和貫徹循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念，重視清潔生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)和應用，逐步提高物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率和回收率，從源頭上減少污染物的產(chǎn)生。在造紙技術(shù)提高的基礎(chǔ)上，應用科學有效的污水處理技術(shù)和回用方法，增加廢水的利用率和回用率，實現(xiàn)廢水在廠區(qū)循環(huán)流動，實現(xiàn)廢水的*。

        (2) 綜合考慮*的廢水治理技術(shù)，重視開發(fā)和引進*的處理技術(shù)，尤其是造紙過程中產(chǎn)生污染較為嚴重的污水，要注重各個污染指標的去除情況，不能以單獨某個或某幾個指標的好壞來判斷治理效果。

        (3) 生物處理技術(shù)是廢水處理中為常用和相對成熟的方法，應充分考慮其處理成本低、效益高、工藝形式多樣的優(yōu)點。目前，分子生物學和微生物學的發(fā)展速度較快，生物技術(shù)的突破性有著良好的發(fā)展前進。因此，應用生物技術(shù)處理造紙廢水前景比較廣闊。

        (4) 重視污水資源化戰(zhàn)略的發(fā)展，將經(jīng)過處理的廢水作為另一種資源加以利用，是污水處理的延伸。污水資源化的利用能夠在一定程度上大大減少新鮮水的利用，對保護水資源有著重要的意義。污水資源化戰(zhàn)略是一個系統(tǒng)工程，需要多方面的共同努力，需要技術(shù)、政策、企業(yè)等等各方面進行互相支持和配合。