殷 濤

長(zhǎng)江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院（434023）

造紙工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有一定地位，紙和紙板的消費(fèi)水平，是衡量現(xiàn)代化水平與文明程度的重要標(biāo)志之一。改革開放以來，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。據(jù)報(bào)道，我國(guó)的制漿造紙工業(yè)廢水排放量占工業(yè)廢水的1/6，COD和SS均占1/4。

造紙生產(chǎn)過程主要產(chǎn)生3類廢水∶蒸煮液、中段廢水、紙機(jī)白水[1]。由于廢水中主要成份的不同，使其水質(zhì)特點(diǎn)和可生化性存在較大差異。如蒸煮液的主要污染物為木質(zhì)素、纖維素、半纖維素等難降解有機(jī)物及色度;中段廢水中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，并含有有機(jī)氯化物；紙機(jī)白水中含有大量的纖維和在生產(chǎn)過程中添加的填料和膠料。

1 物化法

物化法包括吸附法、混凝法、固膜分離法等。

目前用于水處理的吸附劑主要有活性炭、硅藻土、氧化硅、活性氧化鋁、沸石及離子交換樹脂等。吸附法的成本相對(duì)較高，很少在實(shí)際中采用。

混凝法是采用合適的水處理劑將有害成分沉降分離的方法，合適的水處理劑是混凝法的關(guān)鍵。

常用的固膜分離法主要包括微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）、反滲透（RO）、電滲析等[2]。固膜分離法處理造紙廢水始于20世紀(jì)60年代，目前該法幾乎適用于處理所有的制漿造紙廢水，特別是對(duì)漂白廢水的毒性、色度和懸浮物的去除有明顯效果。雖然膜分離技術(shù)在造紙廢水的處理中具有一些優(yōu)勢(shì)，但也存在一定的問題∶如固體膜易被污染、分離效果低、膜組件價(jià)格較高；液膜分離技術(shù)也存在易產(chǎn)生溶脹，破乳困難等缺點(diǎn)。

由于造紙廢水中懸浮物含量高，一般應(yīng)先進(jìn)行預(yù)處理除去部分污染物以減低膜分離部分的處理負(fù)荷并減少膜的污染。

2 生物法

生物法是利用微生物降解代謝有機(jī)物為無機(jī)物來處理廢水。通過人為的創(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。由于造紙廢水的可生化性非常差，單獨(dú)使用生物處理往往不能達(dá)到理想效果的，因此采用生物法處理造紙廢水需要前處理工序（如物化、電化學(xué)或化學(xué)氧化法等），提高廢水的可生化性，改善后續(xù)生物處理的效果,但同時(shí)也增加了處理工序、基建成本、過程控制及運(yùn)行成本等。

生物處理由于其成本低，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。

2.1 厭氧處理

厭氧工藝主要用于造紙廢水生化處理的預(yù)處理單元,應(yīng)用較多的有水解酸化、UASB厭氧反應(yīng)器、IC厭氧反應(yīng)器等。

1）水解酸化工藝

水解酸化工藝是將厭氧過程控制在水解與產(chǎn)酸階段，利用水解和產(chǎn)酸菌的反應(yīng)，將不溶性有機(jī)物水解成溶解性有機(jī)物、大分子物質(zhì)分解成小分子物質(zhì)，以改善廢水的可生化性能[3]。

2）UASB厭氧反應(yīng)器

UASB反應(yīng)器，即升流式厭氧污泥床反應(yīng)器，主要是利用反應(yīng)器內(nèi)一定高度和濃度的厭氧活性污泥，在與廢水接觸過程中，發(fā)生厭氧反應(yīng)，從而將有機(jī)物降解為無機(jī)物質(zhì)的過程，通過其核心組件——三相分離器，來實(shí)現(xiàn)泥、水、氣三相的有效分離，保證出水水質(zhì)。

3）IC厭氧反應(yīng)器

IC反應(yīng)器即內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器,主要是針對(duì)UASB反應(yīng)器的布水不易均勻、水流上升流速低、污泥與污水不易實(shí)現(xiàn)充分混合等缺點(diǎn)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)調(diào)整而成。其內(nèi)部構(gòu)造，實(shí)際上是兩個(gè)UASB反應(yīng)器的疊加,分為第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室，分別對(duì)廢水進(jìn)行粗處理和精處理過程[4]。

以上反應(yīng)器在試驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)際過程中和相應(yīng)的前期處理相結(jié)合，針對(duì)不同的造紙廢水水質(zhì)都取得了比較好的效果，有效的降低水體中各種難以降解的物質(zhì)的含量，為下一步的生物好氧處理打下良好基礎(chǔ)。

2.2 好氧處理

好氧工藝是生物處理法的核心單元，將經(jīng)過前期預(yù)處理、將可生化性指標(biāo)已經(jīng)提高的造紙廢水當(dāng)中的各種有機(jī)物經(jīng)生物降解為常見無機(jī)物質(zhì)予以去除，應(yīng)用較多的有A/O法、氧化溝法、SBR法、接觸氧化法和MBR法等。

1）A/O 法

A/O法是傳統(tǒng)活性污泥法的一種，通過在傳統(tǒng)曝氣池的前面預(yù)設(shè)缺氧段或在同一構(gòu)筑物內(nèi)實(shí)現(xiàn)缺氧段與好氧段交錯(cuò)，并適當(dāng)設(shè)置混合液內(nèi)回流系統(tǒng)，使系統(tǒng)在去除含碳有機(jī)物的同時(shí)，具有很強(qiáng)的脫氮能力。

2）氧化溝法

氧化溝是延時(shí)曝氣活性污泥法的一種，它是一種連續(xù)處理的反應(yīng)池，混合液通過在反應(yīng)池內(nèi)以一條閉合式曝氣渠道進(jìn)行連續(xù)循環(huán)，根據(jù)各段距曝氣裝置遠(yuǎn)近的不同，在曝氣渠道內(nèi)形成好氧、缺氧交錯(cuò)流行的形態(tài)。氧化溝具有較長(zhǎng)的污泥停留時(shí)間和水力停留時(shí)間，污泥負(fù)荷低，因此出水水質(zhì)好，在去除碳源污染物的同時(shí)，具有很好的脫氮除磷效果。

3）SBR 法

SBR法，又稱為序批式活性污泥法，是由按一定時(shí)間順序間歇操作運(yùn)行的反應(yīng)器組成。SBR工藝處理器交替處于進(jìn)水——反應(yīng)——沉淀——排水排泥——閑置期等幾個(gè)過程，從而使整個(gè)系統(tǒng)交替處于厭氧、缺氧、好氧的狀態(tài)，能夠穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)有機(jī)物降解及脫磷除氮的功能。SBR一般采用低的污泥負(fù)荷和較長(zhǎng)的停留時(shí)間，因而出水水質(zhì)穩(wěn)定，水質(zhì)好。

4）接觸氧化法

接觸氧化法屬于生物膜法的一種，通過在反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置彈性填料,并保持池內(nèi)一定的污泥濃度，在填料表面會(huì)形成一層生物膜，由內(nèi)到外分別生長(zhǎng)著厭氧、缺氧和好氧菌群。污水在與生物膜的接觸過程中，所含有有機(jī)物及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被生物膜上的微生物吸附降解，使污水的污染程度降低到出水標(biāo)準(zhǔn)后排放。

5）MBR 法

MBR是活性污泥法和膜分離技術(shù)的結(jié)合，其中以膜分離工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥法中的二沉池，作用是把生物處理工藝所依賴的微生物從生物培養(yǎng)液（混合液）中分離出來，從而微生物得以在生化反應(yīng)池內(nèi)保留下來，同時(shí)保證出水中基本上不含微生物和其他懸浮物。

雖然造紙廢水的可生化性一般，但可在生產(chǎn)實(shí)際過程中需針對(duì)不同的造紙廢水水質(zhì)采用先期的預(yù)處理措施，從而有效的提高該廢水的可生化性水平,再根據(jù)預(yù)處理后的水質(zhì)選擇合適的處理方法，使廢水的水質(zhì)得到本質(zhì)提高，滿足相關(guān)排水標(biāo)準(zhǔn)。

3 高級(jí)氧化法

高級(jí)氧化技術(shù) （Advanced Oxidation Processes，簡(jiǎn)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(duì)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]。

在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，往往可以采用高級(jí)氧化法與生化聯(lián)合處理工藝的方式，即先通過高級(jí)氧化法將造紙廢水中難以降解的大分子有機(jī)物分解成小分子物質(zhì)，在利用生物法中各種類型的微生物對(duì)小分子有機(jī)物進(jìn)行分解，既可以降低氧化劑的使用量又充分發(fā)揮了好氧微生物生長(zhǎng)速度快、處理水質(zhì)好的特點(diǎn)，是一種比較有發(fā)展前途的方法。

4 結(jié)論和建議

上述介紹了造紙廢水的多種處理方法和技術(shù)，造紙廢水的處理方法很多，但每種方法和工藝都有其適用條件，各有其優(yōu)點(diǎn)和不足。即使是非常先進(jìn)的處理方法，也不可能獨(dú)立完成處理任務(wù)。往往需要把幾種方法組成一個(gè)處理系統(tǒng)，才能完成所要求的處理功效。因此在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)根據(jù)水質(zhì)等因素，選擇最合適的廢水處理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)之目的。

同時(shí)為降低處理難度,應(yīng)針對(duì)造紙的生產(chǎn)過程，推行清潔生產(chǎn)。1）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。2）通過對(duì)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)廢水污染物排量放的最小及廢水中污染物濃度的最低。

[1]楊德敏,王兵.高級(jí)氧化技術(shù)處理造紙廢水的應(yīng)用研究[J].中國(guó)造紙,2010,29(7):69~73.

[2]張旋,姜洪雷.造紙廢水治理技術(shù)的研究進(jìn)展[J].工業(yè)水處理,2007,27(1):8~11.

[3]張偉.水解酸化——好氧曝氣工藝處理石灰法造紙廢水[J].江蘇環(huán)境科技,2006,19(增刊1):19~20.

[4]陳志強(qiáng).IC厭氧反應(yīng)器在制漿造紙廢水處理中的應(yīng)用[J].中國(guó)造紙,2004,23(3):37~39.

[5]王俊芳,師彬,陳建峰,等.O3/H2O2高級(jí)氧化技術(shù)在處理難降解有機(jī)廢水中的應(yīng)用進(jìn)展[J].化工進(jìn)展,2010,29(6):1138~1141.

[6]胡志軍,李友明.制漿造紙工業(yè)廢水的脫色方法[J].黑龍江造紙,2006(02).