造紙污水處理工藝流程圖解析（造紙廢水好氧處理工藝）
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造紙的廢水處理一直是水處理行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)之一，如何在新的政策下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的雙重效益值得我們每一家水處理廠家的思考。本文將主要從技術(shù)角度介紹造紙廢水的處理問題。造紙廢水按其產(chǎn)生環(huán)節(jié)分為制漿廢液、中段水和紙機(jī)白水。制漿廢液通過常規(guī)的堿回收工藝可以得到回收利用；紙機(jī)白水通過氣浮或多盤真空過濾等處理后可直接回用于生產(chǎn)；通常所說(shuō)的造紙廢水主要指的是中段水，它含有木素、半纖維素、糖類、殘堿、無(wú)機(jī)鹽、揮發(fā)酸、有機(jī)氯化物等，具有排放量大、COD高、pH變化幅度大、色度高、有硫醇類惡臭氣味、可生化性差等特點(diǎn)，屬于較難處理的工業(yè)廢水。為有效控制造紙行業(yè)帶來(lái)的水環(huán)境惡化和緩解水資源日趨緊缺的局面，世界各國(guó)不斷加大對(duì)造紙行業(yè)的環(huán)境執(zhí)法力度，既要求排放廢水水質(zhì)達(dá)標(biāo)、主要污染物排放總量達(dá)標(biāo)，又要對(duì)噸產(chǎn)品新鮮水用量進(jìn)行控制。
常用于造紙廢水處理的工藝有以下幾種：
1、吸附法
吸附法具有水處理效果好、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。田淑卿等通過正交試驗(yàn)，對(duì)粉煤灰處理造紙廢水的影響因素進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：對(duì)粉煤灰進(jìn)行活化，能增加其對(duì)造紙廢水化學(xué)需氧量(COD)的去除效果；佳的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案為：粉煤灰經(jīng)40％硫酸活化、粒度160—200目、投加量為30g/100ml；影響COD去除率的大小順序?yàn)椋和都恿坑绊懘螅６却沃?，活化方式影響小?/span>
2、絮凝沉淀法
絮凝沉淀法具有水處理工藝簡(jiǎn)單、易于操作管理、有較高COD去除率，又可以避免二次污染，成本低且處理效果好，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。張福寧等將殼聚糖與硫酸鋁進(jìn)行配比制得復(fù)合凈水劑處理廢水，COD的去除率可達(dá)85％以上。高飛等用復(fù)合聚鐵絮凝劑FPAS處理造紙廠中段廢水，結(jié)果表明COD去除率可達(dá)88％左右，優(yōu)于傳統(tǒng)的絮凝劑。在佳混凝效果控制方面，李臻采用聚硅酸鋁混凝劑處理COD為860～920 mg/L的造紙廢水，在pH 7.80、100 mL廢水中加人品質(zhì)分?jǐn)?shù)1％的聚硅酸鋁水溶液0.2 mL、攪拌速率45 r/min、攪拌時(shí)間15 s、沉降時(shí)間15min的佳條件下，COD去除率達(dá)88％；石中亮等采用殼聚糖處理造紙廢水，在50mL廢水中加入2 mL品質(zhì)分?jǐn)?shù)1％的殼聚糖醋酸溶液、pH 6.5～6.7、攪拌速率120 r/rain、絮凝時(shí)間12 h的佳條件下，COD去除率達(dá)65％。
3、水處理高級(jí)氧化技術(shù)
喬維川等研究了用臭氧法深度處理制漿造紙廢水的水處理設(shè)備工藝條件，結(jié)果表明：臭氧與廢水接觸時(shí)間為5min、pH值8左右、臭氧的濃度為42.55mg/L時(shí)，廢水CODCr的去除率為80％以上，色度的去除率為93.34％。劉劍玉等采用臭氧預(yù)氧化一曝氣生物濾池(BAF)工藝對(duì)某鈔票紙廠廢水進(jìn)行深度處理。結(jié)果表明，臭氧預(yù)氧化處理能提高廢水的可生化性，廢水經(jīng)臭氧預(yù)氧化BAF工藝處理后(臭氧用量l00mg/L，臭氧與廢水接觸時(shí)間5min，BAF水力停留時(shí)間2．0h)出水CODCr濃度約40mg/L，色度幾乎完全去除，能夠達(dá)到較高的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)或作為中水回收利用。王兆江等采用Fenton體系氧化一絮凝工藝深度處理制漿造紙廢水，廢水經(jīng)UV/Fenton體系氧化一絮凝處理后，色度、COD、BOD污染負(fù)荷基本去除，達(dá)到制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，紅外光譜分析表明：廢水中木素結(jié)構(gòu)被UV/Fenton氧化降解，苯環(huán)結(jié)構(gòu)開裂轉(zhuǎn)化為脂肪族羧酸類物質(zhì)。
劉學(xué)文等以過渡金屬氧化物CuO為活性組分，采用催化濕式氧化法處理造紙廢水，考察Cu負(fù)載量、催化劑用量、反應(yīng)溫度對(duì)廢水COD去除率的影響。結(jié)果表明：固定氧氣分壓在2.5MPa和反應(yīng)時(shí)間3h，催化劑用量為3g，Cu負(fù)載量為4％，反應(yīng)溫度為220℃，500mL濃度為3250mg/L造紙廢水的COD去除率為90％，色度去除率為89％，pH值由9.6變?yōu)?.8。歐陽(yáng)明等以復(fù)合表面活性劑為模板劑，微波法制備不同Ce摻雜量的介~Lwo3光催化劑，采用X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、UV—VisDRS和BET等對(duì)所得樣品進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)Ce摻雜量為1％時(shí)，造紙廢水的光催化降解效果佳。以1％Ce/W03為催化劑，光催化降解造紙廢水12h，廢水的色度和COD去除率分別為100％和83.4％。
4、生態(tài)廢水處理技術(shù)
基于生態(tài)學(xué)原理的人工濕地污水處理技術(shù)是一項(xiàng)新型的廢水處理技術(shù)，通過對(duì)人工濕地系統(tǒng)的合理規(guī)劃與設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)污染的零排放，并終使污水資源化。李麗娜等利用垂直復(fù)合流模擬人工濕地系統(tǒng)對(duì)廢紙?jiān)旒垙U水進(jìn)行處理實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，廢紙?jiān)旒垙U水經(jīng)氧化塘系統(tǒng)處理后的pH值7.2～7.4，BOD5、CODCr、SS平均濃度分別為416mg/L、543mg/L、429mg/L，水負(fù)荷0．053m3/(m2.d)的條件下，經(jīng)人工濕地處理后BOD5、CODCr、SS的去除率分別為94.9％、91.4％、98.0％，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行12個(gè)月，處理后的尾水主要指標(biāo)達(dá)到制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，可用于農(nóng)灌。
發(fā)達(dá)國(guó)家從20世紀(jì)9O年代起廣泛采用人工濕地處理工業(yè)廢水，出水COD、BOD分別能達(dá)30 mg/L和10 mg/L以下。西安迪奧環(huán)保采用生態(tài)法對(duì)造紙廢水進(jìn)行深度處理，取得了良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
5、生物法
好氧法主要包括活性污泥法和生物膜法兩種。
SBR活性污泥廢水處理制裝造紙SBR(Sequencing Batch Reactor)即序批式反應(yīng)器，是一種間歇式活性污泥處理系統(tǒng)，它已經(jīng)成為一種簡(jiǎn)單可靠、經(jīng)濟(jì)有效和多功能的生化處理工藝，普通活性污泥法的BOD和懸浮物去除率都很高，達(dá)到90～95％左右，COD去除率達(dá)80％以上。
胡維超采用浸沒式膜生物反應(yīng)器S-MBR進(jìn)行了造紙廢水的中試處理試驗(yàn)，結(jié)果表明COD去除率高達(dá)95％。季明采用膜生物反應(yīng)器對(duì)造紙廢水生化池出水進(jìn)行深度處理。研究發(fā)現(xiàn)，將生化池的出水直接進(jìn)入反應(yīng)器，解決由于營(yíng)養(yǎng)低而難以提高污泥濃度的問題，從而提高了CODCr，去除效率；提出了優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，在停留時(shí)間l 0小時(shí)，污泥濃度89/1時(shí)，CODCr，去除效率可以達(dá)到45％以上。
厭氧生物處理技術(shù)是對(duì)普遍存在于自然界的微生物過程的人為控制與強(qiáng)化技術(shù)，是處理有機(jī)污染和廢水的有效手段。造紙廢水含大量有機(jī)物及難降解物質(zhì)，適宜用厭氧法進(jìn)行預(yù)處理。IC反應(yīng)器是在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的第三代厭氧反應(yīng)器，它具有處理量大，投資少，處理效率高，抗沖擊能力強(qiáng)，能耗低，占地省等優(yōu)點(diǎn)，擁有良好的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景，通過采用強(qiáng)制外循環(huán)IC反應(yīng)器完成了造紙廢水的啟動(dòng)研究，其COD去除率維持在73％一75g之間，其應(yīng)用范圍已成為廢水厭氧生物處理的熱點(diǎn)之一。
李燕,刁智俊采用爆破制漿工藝生產(chǎn)高墻瓦楞紙，具有漿得率高、污染物排放少的特點(diǎn)，排放的造紙廢水含有較高的糖類物質(zhì)，BOD/COD較高，可采用UASB一好氧的廢水處理工藝，提高廢水排放的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
吳香波等研究了白腐菌采絨革蓋菌Coriolusversicolor漆酶對(duì)木素聚合的影響，在有氧條件下，通過添加漆酶和少量ABTS介體到水樣中，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定了其中木素濃度變化，利用凝膠色譜法分析了酶催化聚合木素前后的分子量的變化，結(jié)果表明：酶處理6h以后，廢水中木素濃度從93.1mg/L下降到17.2mg/L，酶處理2h以后，從造紙廠污水分離的木素的分子量從31251上升到586l0，造紙廢水中木素及其衍生物被聚合后通過絮凝沉淀除去，從而實(shí)現(xiàn)廢水色度與COD降低，進(jìn)而為造紙廢水回用提供可能。
6、組合工藝
目前造紙廢水的聯(lián)合處理法較多。Alfred等采用臭氧氧化一固定床生物膜反應(yīng)器工藝提高外排水的水質(zhì)，發(fā)現(xiàn)該工藝對(duì)COD、色度和AOX的去除效果較好，且需要的臭氧量較少?；瘜W(xué)絮凝一氣浮串聯(lián)生物接觸氧化工藝處理再生紙生產(chǎn)廢水的研究結(jié)果表明，該工藝能夠?qū)⒅卸嗡幕赜寐侍岣咧?8％。李穎等采用還原鐵床與固定化曝氣生物濾池聯(lián)合工藝深度處理中段水，COD由320 mg/L降至30 mg/L左右，色度由251倍降至18倍。
畢芳等采用ABR(折流板反應(yīng)器)&BAF(曝氣生物濾池)組合工藝處理造紙廢水，運(yùn)行結(jié)果表明：在進(jìn)水CODcr400～500mg/L，BOD5200～300mg/L時(shí)，處理后出水水質(zhì)可達(dá)到制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3544—2008)第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)之現(xiàn)有企業(yè)水污染排放限值：CODcr≤100mg/L，BOD5≤30mg/L，該工藝簡(jiǎn)單，占地面積小，運(yùn)行方便，運(yùn)行費(fèi)用低。廣紙南沙污水處理廠采用“IC(內(nèi)循環(huán))厭氧反應(yīng)器-SBR一氣浮”三級(jí)處理工藝處理制漿造紙廢水，處理效果穩(wěn)定，各項(xiàng)出水考核指標(biāo)(BOD、COD、SS)均能夠達(dá)到設(shè)計(jì)值，就目前污水處理的技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，是較理想的水處理工藝。
綜上，造紙廢水處理技術(shù)較多，各種技術(shù)都有一定的不足之處，在實(shí)際應(yīng)用中多采用組合工藝，取長(zhǎng)補(bǔ)短，達(dá)到水處理的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性的統(tǒng)一。
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