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造纸废水治理技术探讨

造纸业在国民经济中占有重要位置，位居工业行业废水排放量的第三位。仅次于我国化工与钢铁行业，COD排放量达全国工业COD排放总量的三分之一。造纸废水大部分还含有难降解的有毒有害物质。因此如果不对其加以有效的处理，也会给环境带来严重污染，因此，造纸业废水治理刻不容缓，不但成为造纸行业也是全社会关注的热点，而且也成为制约造纸企业生存与发展的关键。

造纸废水的来源及特点
废纸造纸工艺包含制浆、漂白、洗涤和抄纸等，主要污染物来源于制浆废水。制浆废水的主要来源是废纸制浆、漂白和洗涤过程中产生的废水。造纸企业的生产过程中水资源消耗量极大，造纸企业废水中的悬浮物主要是半纤维素和纤维素，造纸废水所含的污染物反映出废水的SS、COD、BOD等污染指标均较高，且废水颜色较深。
在制浆过程中产生的洗涤废水不仅SS、色度高，而且含有的有机物成分较为复杂。根据原材料的来源和所用生产技术的不同，产生不同性质的洗涤废水，其COD浓度一般在3000mg/L以下，BOD5浓度在1000mg/L以下，SS浓度在2000mg/L以下，色度低于800倍。生产1吨纸所产生的废水量约为150吨左右，由于受原材料处理和设备技术落后，生产同样1吨纸的情况下，比世界先进技术要多消耗两倍以上的水资源。

造纸废水处理技术
(1)物理处理法
废纸造纸废水中的纤维、胶料、涂料和化学药剂残渣较多，导致SS、COD浓度较高，且非溶解性COD占COD组成总量的大部分。因此，通常采用沉淀或气浮的物理方法，去除废水中SS，为了提高沉淀或气浮的去除效果，通常在沉淀或气浮过程之前，投加絮凝剂PAC及助凝剂PAM进行混凝处理。
混凝沉淀法是向污水投加絮凝药剂，进行污水与药剂的混合，是通过双电层压缩、电荷中和、吸附架桥和捕网机理在混凝剂的作用下先将废水中的悬浮物、胶体和可絮凝物凝聚成为絮体，再通过时间的沉淀进行固液分离。为了获得较好的混凝效果，需要对投加混凝剂的药量、加入方式和反应时间进行小试试验，得出最佳的运行参数。研究指出，在最适宜的条件下，混凝沉淀对COD的去除率可达44.14%，SS去除率可达94.18%，该方法主要用于处理工业废水中悬浮性物质或胶体，混凝沉淀法凭借其处理效果良好、投资费用低及易于操作管理等优势，己经广泛应用于制浆造纸废水的预处理工艺中。
气浮法适用于存在大量相对密度接近于水的微小颗粒状物的废水处理，气浮法的原理是对废水加压溶气，使得悬浮物随气泡上升而除去。造纸废水中的悬浮物比重小于水分子，因此采用气浮方法，可以有效去除SS。目前高效浅层气浮成为造纸废水气浮技术的主流，该气浮产生的气泡微小，密度极高，可减少混凝剂的投加量，从而降低运行成本。该技术对SS、COD去除率可略高于沉淀法，因此在中小型规模的废水处理中表现出一定的优越性。

(2)生物处理技术法
生物处理法当前大部分有机废水处理的主流，也是造纸废水处理的主体工艺，具体很多样式及组合样式，其中厌氧法、好氧法和厌氧好氧组合法应用较为广泛。
厌氧法是在封闭无氧条件下，通过厌氧菌吸收代谢作用，将废水中的有机物降解为小分子有机酸、醇等物质，并且生成CH4、CO2、H2O和NH3等气体，达到去除污染物的目的。厌氧生物技术对水中大分子污染物的降解有较大优势，分子量较大的难降解有机物在厌氧的酸化阶段可以被水解为分子量较小易于降解的物质，有利于后续的好氧生化处理。厌氧生物技术具有抗冲击负荷能力强、容积负荷高、处理费用低等优势。
常见的厌氧技术有预酸化、厌氧折流板反应器（ARB）、升流式厌氧污泥床（USAB）、颗粒污泥床(EGSB)、厌氧内循环反应器（IC）。厌氧法的优点有有机物去除率高、污泥量少、运行费用少等，但其停留时间长，污泥驯化时间久，运行条件也较苛刻，冬天需要一定的保温，有机物分解不完全、臭气产生多，厌氧处理造纸废水的过程中往往会产生厌氧污泥钙化，造成污泥流失严重，是厌氧处理能力大幅度下降。因此，厌氧技术处理需要技术人员有较高的运行经验，同时也要进行除臭及保温处理。
好氧生物法目前是城市生活污水和工业污水处理中应用最多的，最成熟的方法是活性污泥法。活性污泥法处理废水的过程包括两步：吸附和降解。其原理就是，废水中的有机污染物首先被活性污泥快速吸附，并通过与污泥中的好氧微生物充分接触，在好氧微生物的代谢作用下，完成降解的过程；吸附的有机物被降解后活性污泥又重复以上过程，最终达到废水中有机物去除的目的。好氧处理技术一般在上述厌氧处理技术之后的后续处理，能够极大地降低废水中的COD、BOD等污染物，但随着我国制浆造纸废水排放标准的不断提高，传统的生物处理方法已经越来越难满足环境提标的要求，因此，好氧法出水还需要后续进一步的深度处理。
(3)化学深度处理技术法
化学高级氧化法是近年来兴起的水处理技术，它能将水中的污染物直接氧化成无机物，目前常用的是Fenton氧化法。Fenton氧化法是运用氧化试剂过氧化氢（H2O2）和亚铁离子（Fe2+）结合而成，具有极强的氧化能力，可以去除COD、色度、泡沫等，特别适用于难生物降解或一般化学法难以奏效的有机废水深度处理。因为Fenton技术具有操作简单，反应物易得、费用便宜、无复杂设备且对环境友好等优点，已逐渐应用于制浆造纸、染料、皮革等难生物降解废水处理工程中，具有极为广阔的应用前景。Fenton氧化法的缺点是催化剂的铁金属易形成大量的铁泥，此外，处理后废水的色度仍较高，因此色度问题也将成为制约Fenton氧化工艺应用的另一个因素。
臭氧氧化法是利用不同种类催化剂的催化作用下以得到·OH以去除废水中所含的污染物质、色度及臭味等的一种高级氧化技术。臭氧与有机物质直接产生反应，通过臭氧分解形成的·OH间接与有机物发生反应，该过程产生的·OH虽氧化性能更强但无选择性。由于臭氧本身在水中溶解度低、运行成本高，因而臭氧氧化法有一定的局限性未获得大量推广使用。

结语
造纸废水处理技术对于我国化工行业今后的运营与发展具有重要意义。随着我国现代化技术的不断创新与发展，传统废水处理技术在实践应用过程中已经渐渐无法满足废水处理的实际要求，如何进一步地提升造纸废水处理技术的实际效用，已经成为相关部门及企业单位在今后的实践生产过程中需要关注与探讨的重点内容。

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