水業(yè)工程訊：制漿造紙廢水是指化學(xué)法制漿產(chǎn)生的蒸煮廢液（又稱黑液、紅液），洗漿漂白過程中產(chǎn)生的中段水及抄紙工序中產(chǎn)生的白水，它們都對環(huán)境有著嚴(yán)重的污染。一般每生產(chǎn)1 t硫酸鹽漿就有1 t有機物和400 kg堿類、硫化物溶解于黑液中；生產(chǎn)1 t亞硫酸鹽漿約有900 kg有機物和200 kg氧化物（鈣、鎂等）和硫化物溶于紅液中。廢液排入江河中不僅嚴(yán)重污染水源，也會造成大量的資源浪費。如何消除造紙廢水污染并使廢液中的寶貴資源得到利用是一項具有重大社會意義和經(jīng)濟(jì)價值的工作，應(yīng)當(dāng)受到重視。

1 化學(xué)氧化法

　　化學(xué)氧化法是指利用強氧化劑的氧化性，在一定條件下與中段水中的有機污染物發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到消除污染的目的。常見的強氧化劑有氯、二氧化氯、臭氧、雙氧水、高氯酸和次氯酸鹽等。

　　臭氧因具有很高的氧化電位（E0=2.07 V）而對中段水有很好的脫色效果。臭氧濃度為20 mg/L時，只要90 min就可以去除中段水色度的90%，而且其中85%是在15 min內(nèi)完成的。有大量自由基參加的化學(xué)氧化處理工藝稱為高級化學(xué)氧化法，此處理工藝可使廢水中有機污染物徹底分解，是近年來備受重視的水污染治理新技術(shù)。如臭氧和紫外線（UV）、超聲波、催化劑等聯(lián)合使用，大大提高了氧化脫色性能。這些輔助手段所提供的能量不僅催化臭氧產(chǎn)生具有極強氧化性的氫氧自由基，而且能激發(fā)水中的物質(zhì)，使其成為激發(fā)態(tài)，加速氧化反應(yīng)的速率。

　　光催化氧化法是在特殊的光照射條件下發(fā)生的有機物參與的氧化分解反應(yīng)，最終把有機物分解成無毒物質(zhì)的處理方法。光催化氧化法由于產(chǎn)生的電子—空穴對具有較強的氧化和還原能力，能氧化有毒的無機物，降解大多數(shù)有機物，最終生成簡單的無機物，使中段水對環(huán)境的影響降到最低。武書彬?qū)iO2光催化氧化技術(shù)在造紙廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)：用TiO2作催化劑，在O2和紫外光作用下，室溫處理時間不超過1 h，中段水中的總有機氯和色度可降低80%以上，再經(jīng)生物氧化法處理，廢水中COD、TOC和色度幾乎完全被去除。

2 物化法

　　物化法包括吸附法、混凝法、膜分離法等。

　　吸附法是采用多孔的固體吸附劑，利用固—液相界面上的物質(zhì)傳遞，使廢水中的有機污染物轉(zhuǎn)移到固體吸附劑上，從而使之從廢水中分離除去的方法。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?；钚蕴渴亲钤鐟?yīng)用的脫色吸附劑，雖能有效脫除廢水中的顏色，但價格較高，再生困難且損失率高，因此一般只用于濃度較低的廢水處理或深度處理。膨潤土主要成分為硅鋁酸鹽，其層狀結(jié)構(gòu)間具有可交換的鈣、鎂、鈉等離子，膨潤土顆粒表面往往帶有電荷，因而具有良好的吸附性。王春峰等用硫酸活化方法制作活化粉煤灰吸附材料，研究了活化粉煤灰吸附材料對造紙廢水中COD的吸附性能，結(jié)果表明，在20℃，pH=7時，粉煤灰對有機物有明顯的去除效果。該吸附材料的制作以及其用于處理工業(yè)廢水的成本低，并且達(dá)到了廢物綜合利用的目的。

　　混凝法處理中段水的原理與其處理黑液的原理相同，通過混凝，可降低中段水的濁度、色度，去除高分子物質(zhì)、呈懸浮狀或膠體狀的有機污染物和某些重金屬物質(zhì)。中段水處理中常用的混凝劑主要有：硫酸鋁、硫酸鎂、2價或3價的鐵鹽、氧化鋁、氧化鈣、硫酸、磷酸、聚酰胺類有機高聚物等。潘碌亭等采用氧化偶合絮凝法處理難降解的造紙中段水，考察了各種因素對處理效果的影響。結(jié)果表明，在改性鋁鹽與改性鈣鹽的質(zhì)量比2︰1，總投加量150 mg/L，pH=7"8，反應(yīng)時間為20 min條件下，COD去除率高達(dá)85%，在**條件下處理效果高于硫酸鋁、三氯化鐵和PAC，廢水處理后可達(dá)標(biāo)排放。

　　膜分離法是一種新興的分離、凈化和濃縮技術(shù)。膜分離過程是以選擇性通透膜為分離介質(zhì)，在兩側(cè)加以某種推動力，使待分離物質(zhì)選擇性地透過膜，從而達(dá)到分離或提純的目的。膜分離可分為超濾、電滲析、納濾等技術(shù)。超濾是以壓差為推動力，按粒徑選擇分離溶液中所含的微粒和大分子的膜分離操作；電滲析是以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，從溶液中脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作；納濾是以壓差為動力，介于反滲透和超濾之間，從溶液中分離物質(zhì)的膜分離過程。美國、芬蘭、挪威和瑞典等國家在造紙工業(yè)采用膜分離技術(shù)處理漂白廢水，生產(chǎn)工藝已比較成熟；我國在20世紀(jì)70年代也開始研究膜分離技術(shù)處理造紙廢水，取得了一定進(jìn)展。

3 生物法

　　生物法是利用微生物降解代謝有機物為無機物來處理廢水。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、厭氧法和生物酶法等。

　　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。厭氧法是在無氧的條件下，通過厭氧微生物降解代謝來處理廢水的方法。厭氧法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、厭氧濾床法、厭氧流動床法、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。通常為了取得更好的處理效果，將好氧法和厭氧法聯(lián)合使用。武桐等針對草漿造紙中段廢水，進(jìn)行了厭氧折流板反應(yīng)器(Anaerobic Baffled Reactor，ABR)、序批式反應(yīng)器(Sequencing Batch Reactor，SBR)及ABR—SBR組合處理工藝的研究，結(jié)果表明：ABR的水力停留時間（HRT）為6 h時，廢水可生化性由0.2"0.25增加到0.4"0.5；SBR**HRT為8 h，單獨運行，COD去除率65%左右；ABR—SBR組合工藝中SBR處理效果明顯提高，COD去除率達(dá)80%左右，且組合工藝處理效果好，COD

和BOD5去除率達(dá)90%左右，抗沖擊負(fù)荷能力強。該組合工藝流程如圖4所示。

　　生物酶處理有機物的機理是先通過酶反應(yīng)形成游離基，然后游離基發(fā)生化學(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，酶處理法具有催化效能高、反應(yīng)條件溫和、對廢水質(zhì)量及設(shè)備情況要求較低，反應(yīng)速度快，對溫度、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。李海英等進(jìn)行了固定化微生物處理造紙漂白廢水的研究，結(jié)果表明：固定化細(xì)胞的酶活性及AOX去除率均高于自由菌液，對溫度和pH的適應(yīng)范圍較寬。在對造紙漂白廢水為期1個月的連續(xù)處理試驗表明，在停留時間為2.4 h時，其去除率可穩(wěn)定在65%"81%。喬慶霞等進(jìn)行了選育優(yōu)勢菌處理含氯漂白廢水的研究，實驗結(jié)果表明，優(yōu)勢菌在漂白中段水相對濃度為50%、pH為7.0、菌液量為2 mL時，對廢水中有機氯化物和COD的綜合處理效果較好。

4 電子束法

　　電子束法依賴高能電子束對水的輻射作用，產(chǎn)生活性自由基，通過這些活性自由基與水中有機物的作用，達(dá)到去除水中有機物的目的。高能電子束對細(xì)菌和病毒有較好的殺滅作用，而且電子束不生成副產(chǎn)物，沒有二次污染物，本身工藝清潔，是較先進(jìn)的污染處理技術(shù)。吳利華對堿法草漿中段廢水進(jìn)行電子束輻照的試驗。研究結(jié)果表明，電子束輻照可降解廢水中未被生物降解的有害化學(xué)物質(zhì)，達(dá)到較好的效果。值得注意的是，電子束輻照可降解生化處理難以降解的污染物。因此，如果輻照技術(shù)與生化技術(shù)相結(jié)合，找出**的條件，利用生化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)易行和輻照技術(shù)的快速，可大大降解各類不同性質(zhì)的污染物，各盡所能，可得到理想的處理效果。

5 電化學(xué)法

　　電化學(xué)法是通過電極反應(yīng)來產(chǎn)生活性很強的新生態(tài)自由基，廢水中的發(fā)色有機物在這些自由基的作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，降解為無色的小分子物質(zhì)或者形成絮凝體沉淀下來，處理后水的色度和COD都得到了降低。人們對電化學(xué)法進(jìn)行了改進(jìn)，在電化學(xué)反應(yīng)器中使用金屬鋁或鐵作為陽極，電解時產(chǎn)生的Al3+（Fe2+）水解生成鋁（鐵）的氫氧化物等具有混凝劑作用的物質(zhì)。與混凝法投入的鋁（鐵）無機鹽相比，它具有更高的活性，更強的絮凝作用，使中段廢水中的有機懸浮物及膠體粒子凝聚，形成絮體。陰極上生成的氫氣以微細(xì)氣泡的形式排出，與絮體黏附一起，上浮到水面而被分離，這種方法被稱為電絮凝法。孫金勇等采用電絮凝法處理廢紙脫墨廢水，探討了電極材料、電流密度、極板間距、體系的pH、電解時間等對廢水處理的影響。結(jié)果表明，用鋁為電極材料，在電流密度1.7 A/dm3。極板間距10 mm、體系pH 5"6.5和電解時間20 min的條件下，可獲得良好的處理效果，廢水的濁度去除率和COD去除率分別可達(dá)95%和60%。景峰等將電化學(xué)法和凝聚沉淀法聯(lián)合應(yīng)用處理造紙廢水，使造紙廢水COD去除率達(dá)到55%"70%，色度去除率達(dá)90%"95%。

6 物理法

　　物理法即采用各種篩網(wǎng)、濾網(wǎng)、斜形篩、格柵等預(yù)處理中段水，主要阻截濾出水中較大的廢紙漿纖維，回用于生產(chǎn)普通板紙或油氈原紙。廢紙漿纖維摻加量一般在10%"15%，回收利用可得到一定的經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，微濾與振動篩技術(shù)作為一種簡單的機械過濾方法，也逐漸被應(yīng)用到中段污水的預(yù)處理中去。它適用于把廢水中存在的微小懸浮物質(zhì)、有機物殘渣及其他懸浮固體等**限度地分離出來，大大降低了后處理負(fù)荷，且處理水量大，管理方便，回收廢紙漿品質(zhì)好，成為造紙中段水預(yù)處理中是一項很有發(fā)展前途的技術(shù)。

7 綜合法

　　以上介紹了造紙中段水處理的一些方法，實際上，這些方法大都是綜合應(yīng)用的。每種方法都有自身的優(yōu)點和不足，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)。因此，常將它們結(jié)合起來使用，尋找適合不同水質(zhì)的**搭配方式，使流程簡化。韓彪利用水解—好氧工藝處理廣西某制漿造紙廠產(chǎn)生的中段廢水，經(jīng)現(xiàn)場采樣監(jiān)測，處理后出水水質(zhì)良好，COD去除率達(dá)98%以上。其出水多次監(jiān)測的平均值如表2。

　　簡景華等采用SBR—物化法處理造紙中段水，投資少，運行費用低，紙廠外排水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，治理費用在廠家可接受的范圍內(nèi)。其處理工藝見圖5，廢水處理效果見表3。

簡景華等采用SBR—物化法處理造紙中段水，投資少，運行費用低，紙廠外排水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，治理費用在廠家可接受的范圍內(nèi)。

根據(jù)物質(zhì)守恒原理，產(chǎn)品中物質(zhì)總量與廢物中物質(zhì)總量之和是一定的，等于原料中物質(zhì)總量?？梢哉f，污染物也是原料存在的一種形式，只不過這種存在形式使可利用資源量減少，損害了人們的經(jīng)濟(jì)利益，也影響了人們的身體健康。由于物質(zhì)是可以轉(zhuǎn)化的，只要措施得當(dāng)，存在于污染物中的物質(zhì)就可能變?yōu)榭梢员焕玫男问?。因此，人們一直在尋找有效、合理處理制漿造紙廢水的方法，并盡可能多的對處理后的廢水和廢水中所含的有用物質(zhì)進(jìn)行資源化利用。

來源：中國水業(yè)工程網(wǎng)www.zgsygc.cn