國(guó)內(nèi)外造紙廢水處理五大有效方案分析

造紙廢水的末端處理雖然已有許多成熟的工藝，但從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境雙重角度考慮，清潔生產(chǎn)及零排放才是最為理想的工藝。傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)也不斷被革新和發(fā)展。每種方法和工藝都有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件。

1、化學(xué)法

化學(xué)法主要是利用化學(xué)藥品的作用，以調(diào)節(jié)廢液的pH值，降低和消除色度為主，同時(shí)也有去除部分生化耗氧量和固體懸浮物的作用。

1.1氧化還原法

氧化還原法使溶解于廢水中的有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物，在加入的氧化劑或還原劑作用下，由于電子轉(zhuǎn)移而發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而轉(zhuǎn)化成無(wú)害物質(zhì)。廢水中的有機(jī)物污染物(如色、嗅、味、COD)及還原無(wú)機(jī)離子(如CN，S、Fe、Mn等)都可通過(guò)氧化法消除其危害，而廢水中的許多重金屬離子(如汞、鎘、銅、銀、金、六價(jià)鉻、鎳等)都可通過(guò)還原法去除。一般來(lái)說(shuō)，氧化法多用于處理含酚、含氰廢水，常用氧化劑包括氯氣、漂白粉、臭氧等。還原法多用于處理含鉻、含汞廢水，常用的還原劑包括硫酸亞鐵等。

1.2臭氧化分解法

氧化分解法是將廢水中的有機(jī)物分解成無(wú)毒物質(zhì)的處理方法。人們現(xiàn)在研究用臭氧作氧化劑來(lái)分解廢水中的有機(jī)物，它對(duì)纖維素、木素的氧化是沒(méi)有選擇性，在-22反應(yīng)中O，作為兩性離子參加反應(yīng)，能選擇分解發(fā)色基團(tuán)。劉全校等人直接用O，處理經(jīng)化學(xué)混凝-過(guò)濾吸附處理后的Soda—AQ法麥草漿黑液，結(jié)果表明A拋(木素濃度用紫外分光光度計(jì)在波長(zhǎng)280nm處測(cè)得的吸光度)去除率高達(dá)82.1%，A由3.775(黃色)降為0.67(視覺(jué)觀察為無(wú)色)，但是COD5去除率僅為l5.8%，BOD去除率為24.8%.可見(jiàn)O3對(duì)COD、BOD去除效果不明顯，而對(duì)木素去除效果明顯，也間接反應(yīng)了臭氧的脫色效果明顯。

1.3光催化氧化法

光催化氧化法是在特殊的光照射條件下發(fā)生的有機(jī)物參與的氧化分解反應(yīng)，最終把有機(jī)物分解成無(wú)毒物質(zhì)的處理方法。在紫外光的照射下能產(chǎn)生氧化性極強(qiáng)的羧基自由基，幾乎把所有的氧化物氧化為一氧化碳和H：O，且除凈度高，降解速度快，無(wú)二次污染。用水解法制得的納米級(jí)Ti0：具有巨大的表面積和更強(qiáng)的紫外光吸收能力，因而具有更強(qiáng)的光催化降解能力，可快速將吸附在其表面的有機(jī)物分解掉，比普通的Ti0：的降解速率高40%.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：COD(2-氯代二噁英)在2h內(nèi)降解了98.3%，DCDD(2，3-二氯代二噁英)、PECDD(1，2，3，7，8-五氯代二噁英)和OCDD(氯代二噁英)在4h內(nèi)分別降解了87.2%、84.6%、和91.2%回，除臭氧化法、光催化氧化法以外，其他的化學(xué)還有：超聲空化法、超臨界水氧法及化學(xué)還原法等，這些方法大多還處于研究階段。

2、物化法

物化法包括混凝法、吸附法、膜分離法和其他一些方法。

2.1混凝法

廢水中細(xì)小顆粒的表面由于吸附離子而帶電荷。混凝法是通過(guò)Al、Fe和ca等鹽類無(wú)機(jī)物和酰胺類的有機(jī)高分子化合物與廢水中的懸浮物和大分子有機(jī)物發(fā)生電中和，降低膠體粒子的z電位，以吸附、架橋等形式凝聚成大顆粒物質(zhì)沉降分離而達(dá)到凈水的目的。

近年來(lái)，新型無(wú)機(jī)化學(xué)混凝劑如聚合鋁、聚合鐵和復(fù)合型無(wú)機(jī)混凝劑的開發(fā)成功，以及有機(jī)高分子絮凝劑的開發(fā)，使混凝處理法可以采用較少的藥劑，就可達(dá)到較高的處理效果。顧學(xué)芳、張躍軍研究發(fā)現(xiàn)：把無(wú)機(jī)絮凝劑與有機(jī)絮凝劑配合使用有更好的處理效果;配合使用時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量較高的有機(jī)絮凝劑與陽(yáng)離子度較高者相比，前者有更好的處理效果。用自制陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(PAM)與聚合氯化鋁配合處理廢紙制漿廢水，出水COD5去除率達(dá)75%以上，透過(guò)率達(dá)92%～95%，且下層絮體較大、堅(jiān)韌、易于脫水。

2.2吸附法

吸附法是通過(guò)物理的、化學(xué)的或離子交換的形式吸附廢水中的污染物來(lái)凈化廢水的。常用的吸附劑有活性炭、卜活性氧化鋁和石灰等。有一種較特殊的吸附法是離子交換吸附，即交換吸附。瑞典的一家公司硫酸鹽漿廠采用了一套弱陰離子樹脂(酚醛型)，在pH值3-4，處理漂白工段El段和C段廢水，處理后的El段廢水可用作C段過(guò)濾機(jī)的噴水。廢水在處理之前，一般需用吸附法進(jìn)行預(yù)處理，以除去廢水中懸浮物及油類物質(zhì)，避免堵塞吸附劑孔隙。這種處理方法成本較高，吸附劑再生困難，不利于處理濃度較高的廢水，一般只作為廢水處理后的深度處理。

2.3膜分離法

膜分離法是一種發(fā)展較快的高新廢水處理技術(shù)。其原理是將溶液送入膜過(guò)濾器，使它平行地流過(guò)膜的表面，在與膜表面接觸的同時(shí)，絕大部分的溶液透過(guò)濾膜，其分離的物質(zhì)則被排出系統(tǒng)。日本大王造紙公司三島工廠于1981年采用超濾技術(shù)處理硫酸鹽木漿漂白E段廢水，COD5去除率達(dá)78.7%，色度去除率93.7%，總固形物去除率達(dá)35.5%.滲透液作為洗滌水回用，則需要送堿回收系統(tǒng)。我國(guó)東北某亞硫酸鹽漿廠也在2O世紀(jì)9O年代引進(jìn)UF裝置，日處理378.5t亞硫酸鹽廢液，據(jù)稱與蒸發(fā)方法比較，投資可節(jié)省70%，每處理lm廢水的操作費(fèi)用可節(jié)省60%.珠海紅塔仁恒紙業(yè)公司引進(jìn)的涂布廢水超濾系統(tǒng)，處理廢水15～45m3/d，處理后廢水的COD5下降85%以上，同時(shí)又全部回收了涂布廢水中的涂布顏料和化學(xué)品，并將其回用于生產(chǎn)，故效果明顯。

2.4離子交換法

離子交換法是利用固相離子交換劑功能基團(tuán)所帶的可交換離子，與接觸交換劑的溶液中相同電性的離子進(jìn)行交換反應(yīng)，以達(dá)到離子的置換、分離去除、濃縮等目的。

3、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)也有去除部分產(chǎn)生生化耗氧量的物質(zhì)，降低和消除廢水色度的作用。在造紙廢水處理過(guò)程中，有時(shí)也用不使用化學(xué)藥品和纖維促進(jìn)劑的物理法去除廢水中的固形物和回收纖維等，如氣浮法、過(guò)濾法和擠壓法等。氣浮法是將空氣以微小氣泡的形式分布于廢水中，氣泡吸附在污染物質(zhì)上浮向水面，形成泡沫;法適于廢水中存在大量相對(duì)密度接近于水的微小顆粒狀;國(guó)用得最多、效果較好的氣浮法是淺層氣浮法;效淺層氣浮凈水器處理新聞紙機(jī)白水;分別為400mg/L和10—15mg/L及氣浮器;/L時(shí)，SS和COD5去除率分別為98.5%和8;法處理造紙白水具有效率高、投資少、運(yùn)行可靠的特點(diǎn);設(shè)施;需更深的處理;4生化法;生化于廢水中，氣泡吸附在污染物質(zhì)上浮向水面，形成泡沫浮渣而得到分離。這種方法適于廢水中存在大量相對(duì)密度接近于水的微小顆粒狀物質(zhì)的情況。目前，在我國(guó)用得最多、效果較好的氣浮法是淺層氣浮法。廣州造紙有限公司采用CQJ型超效淺層氣浮凈水器處理新聞紙機(jī)白水。結(jié)果表明，在混凝劑PAC和絮凝劑PAM用量分別為400mg/L和10—15mg/L及氣浮器入口SS為3234.0mg/L、COD5為3716.9mg/L時(shí)，SS和COD5去除率分別為98.5%和81.8%.從這些數(shù)據(jù)可看出，淺層氣浮法處理造紙白水具有效率高、投資少、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)，是一種高效的廢水處理設(shè)施。一般來(lái)說(shuō)，物理法只能去除廢水中的大顆粒物質(zhì)，如進(jìn)一步凈化廢水，還需更深的處理。

4、生化法

生化法是利用微生物降解代謝有機(jī)物為無(wú)機(jī)物來(lái)處理廢水。通過(guò)人為創(chuàng)造適于微生物生存和繁殖的環(huán)境，使之大量繁殖，以提高其氧化分解有機(jī)物的效率。根據(jù)使用微生物的種類，可分為好氧法、厭氧法和生物酶法。

4.1好氧法

好氧法是利用好氧微生物在有氧條件下降解代謝處理廢水的方法，常用的好氧處理方法有活性污泥法、生物膜法、生物接觸氧化、生物流化床等方法。除此之外，改良的活性污泥法還有序列活性污泥法(SBR)。它與傳統(tǒng)的活性污泥法的反應(yīng)機(jī)理相同，但運(yùn)行操作不同。它是采用間歇曝氣，主要設(shè)備僅用反應(yīng)池，污泥在池中依次完成反應(yīng)、沉淀、排水及排泥工序。與傳統(tǒng)的方法相比，它的設(shè)備簡(jiǎn)單，占地面積平均減少30%，投資節(jié)約20%～40%，運(yùn)行費(fèi)用低，處理效率高。該法可適應(yīng)于負(fù)荷的變動(dòng)，能有效地防止污泥膨脹。施英喬等人研究發(fā)現(xiàn)，SBR法的活性污泥沉降指數(shù)在曝氣池進(jìn)行運(yùn)行10天后即降至100ml/g以下，而常規(guī)活性污泥法SVI值在150—250ml/g之間。這表明SBB活性污泥法處理過(guò)程的厭氧J缺氧J好氧環(huán)境抑制了引起污泥膨脹的絲狀菌的繁殖生長(zhǎng)，同時(shí)證明了SBR活性污泥法的優(yōu)勢(shì)。

4.2厭氧法

厭氧法是在無(wú)氧的條件下，通過(guò)厭氧微生物降解代謝來(lái)處理廢水的方法，厭氧菌通過(guò)厭氧呼吸從分子中釋放能量。它的操作條件要比好氧法苛刻，但具有更好的經(jīng)濟(jì)效益，因此也具有重要的地位。目前開發(fā)出的有厭氧塘法、厭氧流動(dòng)床法、厭氧膨脹床法、厭氧旋轉(zhuǎn)圓盤法、厭氧池法、升流式厭氧污泥床(UASB)法等其中應(yīng)用較多的是UASB法。它可以形成顆粒狀污泥，污泥的濃度和生物活性都很高，能達(dá)到很高的負(fù)荷和處理效率。

4.3生物酶法

酶處理有機(jī)物的機(jī)理是先通過(guò)反應(yīng)形成游離基，然后游離基化學(xué)聚合反應(yīng)生成高分子化合物沉淀。與其他微生物處理相比，酶處理具有催化效能高、反應(yīng)條件溫和、對(duì)廢水質(zhì)量及設(shè)備情況要求較低，反應(yīng)速度快，對(duì)溫度、濃度和有毒物質(zhì)適應(yīng)范圍廣，可以重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。金漢適等人為了分離亞銨廢液中的固形物(固含量為12%～18%)，采用能使纖維素、木素降解的白腐真菌，進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化處理，可提高其飼用營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。同時(shí)，利用生物轉(zhuǎn)盤，廢液與白腐真菌接觸6～8h，COD5可除去75%，BOD5去除75%及色度值也下降了。Royer等人對(duì)廢水進(jìn)行了生物處理，3天后脫色率可達(dá)到80%.秦文娟等人研究發(fā)現(xiàn)，利用固定馴化白腐菌能有效地使氯漂E段廢水脫色，也能去除氯漂廢水中的酚類物質(zhì)，其中白腐菌能在24h內(nèi)使廢水脫色50%以上。不過(guò)，由于酶的流失和失活及成本等問(wèn)題，生物酶法的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用還受到一定的制約。

5、多種方法的配合使用

單一使用某種方法進(jìn)行廢水處理，不僅成本高，處理后的廢水也難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，所以，實(shí)際生產(chǎn)中一般都采用多種方法配合使用，尋找最佳的搭配方式，既獲得良好的處理效果，又可盡量降低處理成本，并使流程簡(jiǎn)單化。物理化學(xué)分離法只適用于介質(zhì)可極化或磁化的污水處理，物理降解法利用細(xì)菌降解有機(jī)物，所需時(shí)間較長(zhǎng)，占地面積大，且對(duì)低濃度污水處理效率低;化學(xué)分離法用添加化學(xué)藥劑使污染物沉或生成無(wú)害物質(zhì)，這種方法要選擇對(duì)污染物有針對(duì)性的化學(xué)藥劑，可以與其他方法聯(lián)合使用。

總結(jié)

造紙廢水的末端處理雖然已有許多成熟的工藝，但從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境雙重角度考慮，清潔生產(chǎn)及零排放才是最為理想的工藝。傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)也不斷被革新和發(fā)展。每種方法和工藝都有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件。一般來(lái)說(shuō)，廢水中的污染物是多種多樣的，也有各自最佳的處理方法，因此不能期望一種方法就達(dá)到處理目的，往往需要幾種方法組成一個(gè)處理系統(tǒng)，才能完成所要求的功效。