小议造纸废水的处理方式论文

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篇1：小议造纸废水的处理方式论文

小议造纸废水的处理方式论文

本实验所用造纸废水取自东莞某造纸厂,废水颜色呈棕黄色,水面浮渣较多,水中的悬浮物也很多,有一股臭味。经初步测定水中COD质量浓度在2500mg/L左右。废水主要污染物COD采用重铬酸钾法测定,SS采用滤膜法,pH值用精密pH计(PHS-25型酸度计)测定,水中的余氯采用碘量法(HZHJSZ0149)测定。

实验步骤

(1)将一定体积的KHP溶液注入容器中,用泵抽水到安置电极的电解装置中,调节电解条件,以溶液中COD的去除率为考察指标,考察各因素对COD的影响以确定电极处理的影响因素。(2)将废水样先进行混凝沉淀预处理,以去除废水中大量的悬浮物以及主要污染物的COD,同时还可减少污染物在电极上的沉积对电极反应的影响。预处理选用不同PAC和PAM的配比,找出去除效果最好的配比。(3)将一定体积经预处理的废水样放入容器中,用泵抽入电解装置中,废水样中加入一定的电解质。按实验选定的电解条件,以废水中的主要污染物COD的去除率为主要考察指标,考察各因素对废水中的COD去除的影响。

结果与讨论

1电极对KHP的电催化特性

配制COD为690mg/L的KHP溶液,电导率为788μS/cm的NaCl溶液,调节实验电流的强度0.7A、1.4A、1.8A、2.1A、2.4A、2.7A,分别电解10min。产生余氯的`浓度和电流强度的关系见图2。从图2可看出随着电流强度的增大余氯的浓度增大,当电流达到2.1A时达到峰值,电流继续增大余氯产生量减少并趋于稳定。说明达到一定的电流强度以后,电流将不再是电极电解的主要影响因素了。此时测得电压为6.9V。在电流强度为2.1A、电压6.9V的条件下,投加不同电解质改变污水的电导率来考察电导率对电解COD去除率的影响。实验投加电解质硫酸钠和氯化钠。电解一段时间后测定COD含量,得出降解率如表2所示。从表2可以看出,电导率在900μS/cm时,投加NaCl质量浓度为0.4g/L,COD的降解率效果最好。NaCl作为电解质在增大电导率的同时能电解阳极氯离子,氯离子失去电子生成氯气,氯气和ClO-具有强氧化性可以氧化芳香烃降低废水的COD值。但是当电解质增大到一定的时候,电极表面会析出气泡,电解达到饱和状态,此时增大电解质的浓度没有多大意义,浪费成本。配制COD为690mg/L的KHP溶液加入电解质配制质量浓度为0.4g/L的NaCl溶液,在电流2A的条件下电解一段时间溶液中余氯的量发生相应变化,余氯的量随时间变化见图3。从图3可以看出,溶液中余氯的量随着时间的改变先增大后减少;电解70min后,溶液中余氯的浓度达到最大值。继续延长电解时间,溶液中余氯的浓度基本不变,此时电极析余氯基本趋于稳定值。COD的降解达到峰值的电解时间为最佳电解时间。为消去溶液中电解Cl对pH值的干扰,向溶液中加入电解质Na2SO4。调节溶液的pH值分别为3、5、7、9,电解80min后测得不同pH值条件下相同COD的邻苯二甲酸氢钾中COD降解率见图4。如图4所示,pH值约为3时,相对于pH值为5、7、9的COD降解率要高,酸性条件更有利于OH的生成,且在酸性条件下OH具有更强的氧化能力(E0=2.85V)[7]。因而确定实验最佳pH值约为3。

2处理实际废水有机物中的应用

与单独使用混凝剂相比,混凝剂硫酸铝或PACl与絮凝剂PAM组合用于造纸废水处理时可以提升浊度TSS下降率和COD的去除率,改善絮体沉降时间降低污泥生成量[8],本实验为了提高效率,降低成本,选择聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)作为本实验混凝沉淀处理用药剂。选择药剂的不同配比,在不同配比的条件下测得COD降解率见图5。由图5可以看出,加入混凝剂数量越多,SS的去除率越高,考虑到加入太多的混凝剂很不经济,本实验混凝剂PAC投加量不超过800mg/L,PAM不超过300mg/L。加入氯化钠作电解质,经投加PAC和PAM混凝后取上清液用,调pH值为3.10,电解测得电解时间与COD降解率的关系,绘制电解时间与COD降解率的曲线图,见图6。对比经混凝后调节电解的影响因素并至最佳时,得到造纸废水的COD降解率与直接电解造纸废水的COD的降解率。如图6所示,在经过投加混凝剂混凝沉淀后,COD可以去除近20%,主要是沉淀了再生纸废水中大量的悬浮物。混凝吸附后,再次加入了0.4g/L的氯化钠进行电解处理。在电解的过程中,发现出水颜色先慢慢变成淡绿色再后面就变成浅黄色,COD去除率在70~80min的时候达到近50%。考虑到处理效果与成本的问题,本实验过程中,处理200min时,COD的去除率达到70%,为最佳。此时BOD/COD为0.4,比能耗为27.6(kWh/kg)。因而可以认定,混凝电解法处理实际造纸废水较之传统的生物法具有污染物处理效率高,二次污染少,能彻底矿化绝大多数难生物降解的有机物,可实现清洁生产等工艺。

结论

本实验选用对具有特征污染物苯环的盐类KHP溶液中COD的降解情况,通过对新型电极材料Nb/BDD的电解特性进行研究,确定了电极电解的主要影响因素,并确定其最佳影响因素。(1)影响Nb/BDD电解的是电流强度、电导率、电解时间、溶液的pH值等因素。(2)电解催化氧化处理造纸废水的有机物,COD去除效率高。(3)在选定的实验条件下:电流2.1A,槽电压6.9V,PAC投加量为800mg/L,PAM为300mg/L,pH值约为3,添加0.4g/L的氯化钠作为电解质先加混凝剂进行沉淀后过滤,然后调节pH值约为3,再加入电解质进行电解。电解200min时可以达到最理想的状态,去除效率可达70%,比能耗为27.6(kWh/kg),BOD/COD为0.4。(4)Nb/BDD催化氧化再生纸废水中主要污染物的过程较为复杂,有关降解过程及提高COD的去除效率途径有待进一步研究。

篇2：造纸废水处置方式及其进展的论文

造纸废水处置方式及其进展的论文

造纸工业是与国民经济息息相关的产业。造纸工业废水排放量大，废水中含有大量的纤维素、木质素、无机碱以及单宁、树脂、蛋白质等，表现为碱度大，色度大，难降解物质含量高，耗氧量大，对生态环境破坏严重。据统计，我国造纸工业排放的废水量占全国工业总排放量的20%一30%。

1我国造纸工业主要存在的问题

(1)废水排放量大据统计，每生产1t化学浆要排放巧。一350耐废水，生产lt纸约排放20一70砰废水。目前，我国浆纸综合排放废水300一600时，其中化学木浆排放废水200一300时，草浆每吨综合排放废水300~400时。

(2)废水成分复杂，浓度大废水中含有大量溶解性有机物、无机物或以悬浮物存在的细小纤维等。据统计，我国每年排放的造纸废水中CODcr为330万t，占工业CODcr总排放量的42%，居第一位。

(3)废水中有毒物质含量高造纸废水中含有树脂类化合物、单宁类化合物、氯代酚及其他有机氯化物、有机硫化物等，也有硫酸盐、硫化氢等有毒性无机物。我国大多数工厂用氯量仍高于7%，漂白废水中可吸附有机卤化物含量较高。

(4)工业废水治理水平落后我国造纸企业中小企业居多，由于资金及技术水平限制，废水处理的比例低，处理水平低，相关科研和技术没有广泛地推广应用。

2造纸废水水质

(1)蒸煮废液

蒸煮废液包括碱法制浆的黑液和酸法制浆的红液，属于超高浓度有机废水。碱法制浆(目前我国大部分纸厂采用该工艺)产生的废液呈棕黑色，主要成分是木质素和碳水化合物的降解产物、色素、戊糖、残碱及其他溶出物等。其特征是pH值为11一13，CoDer为106000一15700Om叭，BoDS为34500一42500mg几，固体悬浮物(55)为23500一27500mg/L等。

(2)中段废水

中段废水是在纸浆黑液被提取之后，对纸浆进行洗涤和漂白产生的废水，这部分水质相对蒸煮废水颜色要浅，CODcr和BODS要小些，但是废水所含成分复杂。其水质特征是pH值为7一9，CODcr为1200一300om叭，BODS为400一1000mg几，55为500一1500mg几。中段废水量大，总有机负荷高，难于处理，是造纸废水的主体部分。

(3)白水

白水是纸机抄纸工段产生的废水，主要含有细小纤维、填料和胶料等。此段废水污染负荷较低，较容易处理，目前大多造纸车间都采用白水回用或部分回用，大大降低了废水的排放。白水的特征是pH值为6一8，c0Dcr仅为150一500mglL，55为300一700mg几。

3制浆造纸废水综合处理

制浆造纸废水由于其污染物浓度大，成分复杂，而且产生的废水流量大，负荷波动也较大，因此成为较难处理的工业废水之一。处理方法有以下分类。

3.1物理法物理法是指用机械的、物理的手段去除废水中的污染物，主要用来去除废水中不溶解的、粒径较大的杂质，包括机械过滤(如格栅、筛网、微滤机、滤床)、澄清(沉淀)等方法。

3.2物理化学法

3.2.1混凝法

混凝法是向废水中投入混凝剂和助凝剂(如队C/FAM等)，主要去除废水中的悬浮物和胶体颗粒等。在混凝剂和助凝剂的作用下，通过压缩微粒表面双电子层、电性中和等作用使胶粒等脱稳，进而依靠吸附、架桥、卷扫、网捕等作用使水中污染物颗粒聚集成大的基团，重的通过沉淀方式沉降下来(混凝沉淀法)，轻的通过气浮设备除去(混凝气浮法)，达到净化水质的目的。

混凝处理法存在化学污泥量大，对c0Dcr的去除率低等问题仁(’。研制新型高分子絮凝剂及安全无毒的生物絮凝剂，减少污泥发生量、降低污泥处理难度，将是未来的研究热点和方向。凤凰纸业采用混凝法进行造纸废水深度处理，脱色前平均色度130倍，CODcr256mg/L;脱色后色度平均为37倍，CODcr为59mg几;色度去除率为72%，coDcr去除率为77%，脱色药剂成本为0.72元加，，低于全国同行业的水平〔21。

近来发展的磁混凝技术，将磁体充当絮凝剂来吸附造纸废液中引起CODcr值提高的化学物质，然后经超导高梯度磁分离处理，处理后的废水不但能在纸厂得到回用，其处理成本还比传统活性污泥法低6一10倍[3一4〕。有学者〔5]采用“磁化+两级反应沉淀”工艺来深度处理江苏某废纸制浆造纸企业废水处理厂二级出水，实验水质CODcr92一13lm叭，色度在80一110倍，处理后出水CODc产4一57m叭，色度在5一ro倍，出水水质满足《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544一)中“水污染物特别排放限值”要求。

3.2.2吸附法

吸附法是利用吸附剂具有较大的比表面积，有很强的吸附性能的特点，吸附造纸废水中的'污染物，达到净化水质的目的。特点是:活性炭作为吸附剂目前已经广泛用于废水处理中，去除引起气味的有机物;活性炭作为吸附剂的最大优点是能够再生(达30次或更多次)，而吸附容量却不会有明显的损失。

活性炭是最为常用的吸附剂，对废水的脱色率一般在60%一90%，对CODcr的去除率可以在55%一75%，吨水的运行费用在1.5一2.5元〔61。国内学者将sBR工艺和PAcT工艺分别用于处理造纸废水，在相同条件下，PAcT工艺具有较高的coDcr去除率，对主要环境因素的变化的适应能力较强，工作稳定性较高〔7〕。TaPasNandy等研究将纸机白水经物理化学法处理后，再经过滤和活性炭管吸附，废水的CODcr可从640mg几降到9mg几，最终出水水质各项指标都达到回用标准〔81。

3.2.3膜析法

膜析法就是利用一种特殊的高分子膜对混合溶液在压力下进行处理的方法。按膜孔径的大小，一般可分为微滤(MF)、纳滤(NF)、超滤(uF)和反渗透(RO)。膜析法是一种新兴的、发展较快的废水处理技术，其特点是:分离效率高，能够分离有用物质，可以实现废物的回收利用;膜分离过程是物理过程，处理物质不发生相变;在常温下进行，对分离的物质不产生破坏，适合分离、浓缩热敏性物质;装置简单，占地面积少，操作容易，设计和控制自动化等。造纸工业中应用的膜分离技术主要是超滤和反渗透，是以压力差为推动力的液相膜分离方法。表2为MF、UF、NF及RO的区别及各自的特点。SangitaBhattach叫ee等的研究比较了活性炭吸附和超滤三级处理造纸废水的效果得出:当膜的渗透压力为2.5kg/cmZ时，超滤对废水eoDcr、Bons和浊度的处理效果比前者更好〔9〕。

3.3化学处理法

制浆造纸废水的化学处理法主要包括化学氧化法、光电催化法、湿式氧化法等方法。

3.3.1化学氧化法

化学氧化法一般用来去除制浆造纸废水中的色度。常用的化学氧化剂包括氯、二氧化氯、臭氧、过氧化氢、高氯酸及次氯酸盐等。目前Fenton氧化技术作为一种高级氧化技术在处理难降解有机废水方面凸显优势，己成功用于处理多种工业废水，日益受到国内外的关注t，0]。Fenton氧化法是向废水中投入Fenton试剂(亚铁盐和过氧化氢的组合)，利用Fe2+催化H202产生氧化能力极强的oH(电位2.80v，仅次于氟的2.87V)，由OH与有机污染物间发生化学反应，去除废水中的55、BoDS、coDcr等，实现水体的净化。由于Fenton氧化技术在造纸废水处理上的应用越来越广泛，近几年国内的不少专家学者均对其进行了研究。刘晓静〔川等人利用Fenton试剂法对造纸废水生化出水进行处理，在条件为:pH值4.0，HZO:用量5~o比，Feso4用量1.5nuno比，反应时间40min后，水样的eoDcr由347m叭降至xoomg几以下，CoDer去除率为8l.59’%，符合国家造纸废水排放标准。

3.3.2光电催化法

光电催化氧化技术是近年来比较活跃的研究领域，是在光化学氧化技术的基础上发展起来的，以n型半导体(如Ti02、zno、wo3等)为催化剂，当有能量大于禁带宽度的紫外光照射半导体时，半导体的价带电子会吸收光能后被激发到导带上，产生活性电子和带电荷的空穴，从而形成氧化一还原体系[2]。该技术能有效地破坏许多结构稳定的生物难降解污染物，反应条件温和，氧化能力强，操作简单，适用范围较广。目前研究的突破方向是提高光源利用率，研发新型光化学材料。戴前进〔93〕以高压汞灯作光源、锐钦矿型Tio:为催化剂，开展了光催化氧化法降解造纸废液的试验，25mL的废液在Ti02投量为0.39、3%的H202投量为4mL、pH值为12.5的条件下，于室温下光照Zh后对CODcr的去除率和脱色率分别达到了60%和90%。任朝华[4〕通过絮凝一纳米Tio:光催化氧化法对造纸废水进行了处理。结果表明，造纸废水的CODcr去除率达到95%以上，色度去除率达到98%以上，pH值6.82，造纸废水的各项指标达到了排放标准。

3.3.3湿式氧化法

湿式氧化法是在高温(150~350℃)高压(5~20MPa)下用氧气或空气作为氧化剂，氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物使之生成二氧化碳和水的一种处理方法[5]。该工艺不产生污泥，只有少量内部装置的清洗废液需要单独处置，还可以回收热能。但该方法反应温度高，压力大，因此对设备要求较高。目前需要突破的方向是研究高效稳定的催化剂，及研制高效的反应器。刘学文[6]等以过渡金属氧化物cuo为活性组分，采用催化湿式氧化法处理造纸废水，最佳实验条件下500rnL浓度为3250mg几造纸废水的c0Dcr去除率为90%，色度去除率为89%，pH值由9石变为7.8，对催化剂进行再生处理和稳定性测试，重复使用9次后对废水的coDcr去除率仍能保持在85%。国外学者Y.Kacar等〔(7〕用超临界水氧化法处理CoDer为26650mg几，BODS为3950mg几的工厂有机废水，在1500C，压力0.65Mpa，使用eoZ+、Fez+、凡2++NiZ+、euZ++MnZ+盐作催化剂下处理Zh，结果BoD5zeoDcr值由0.15上升到0.5，大大提升了可生化性。

3.3.4超临界水氧化法

在超临界的状态下水成为非极性有机物和氧的良好溶剂，这样有机物的氧化反应就可以在富氧的均一相中进行，不受相间转移的限制而使废水中所含的有机物被氧气分解成水、二氧化碳等简单无害的小分子化合物。其特点是反应速度快，处理效率高，无二次污染。超临界水氧化技术己在欧、美、日等发达国家受到广泛重视和深入研究，国内也有不少学者从事这方面研究。谭万春等采用自制的超临界水氧化反应装置，在温度500℃，压力26MPa，过氧量500%，反应时间1205的最佳反应条件下，处理coDcr为85000mg几的造纸黑液，coDc「去除率可达99.9%。李瑞虎等[9]以工业纯氧为氧化剂，采用自制的间歇式超临界水氧化系统对麦草制浆黑液进行处理，在选定合理的实验参数时，CODcr去除率可达99.8%。

3.4生物处理法

3.4.1好氧生物处理法

好氧处理是在有溶解氧的情况下，借助于好氧微生物或兼性厌氧微生物分解有机物的过程。根据微生物在水中的存在状态，可分为活性污泥法和生物膜法两大类。

3.4.1.1活性污泥法

活性污泥中好氧细菌是专性好氧菌，主要组成菌包括肠杆菌科的大肠杆菌、变形杆菌等，其中菌胶团细菌是细菌类中的主要成分，具有巨大的表面积和一定的豁性，可以在短时间内吸附大量悬浮有机物和30%一90%的重金属离子。活性污泥法处理成本低，易于管理，处理效果较好而成为最常用的好氧处理方法，缺点是产生大量的污泥需要另外处理，发生污泥膨胀时对处理水效果影响较大。国外学者〔20]研究的一种名为“生物先导”的新系统，由一个污泥的臭氧氧化段和一个生物处理段组成，与常规的活性污泥法相比，该系统能基本上消除剩余的污泥，而处理后的废水质量与常规活性污泥法处理后的基本相同。

氧化沟技术也是活性污泥法的一种，目前在国内也较广泛应用于造纸废水处理。张安龙等〔2卜23]采用供气式低压射流曝气系统改良型氧化沟工艺处理苇浆造纸中段废水，处理结果总排放口出水CODc:簇巧om叭、SS簇50mg几、BODS簇30mg几，出水水质可达到《造纸工业水污染物排放标准》(GB3544一2008)的要求。

3.4.1.2生物膜法

流化床生物膜反应器(MBBR)既具有传统生物膜法污泥龄长、耐冲击负荷、剩余污泥量少等优点，又具有活性污泥法的高效性与灵活性，己广泛应用在生活废水和各类工业废水处理。与活性污泥相比，生物膜法可以防止污泥膨胀，但是易发生生物膜堵塞的问题，不适合处理高55的废水。

朱殿林等利用电解z膜生物反应器(MBR)组合工艺，处理eoner为1100一mg几、色度160一220倍的造纸废水，出水CODcr降至80mg几左右、色度在40倍左右，达到《山东省半岛流域水污染物综合排放标准》(DB37/676一)中的一级标准要求。马春明〔25]等采用中试规模的膜生物反应器(MBR)系统对某造纸厂的造纸废水进行了处理，在同样的进水条件下，MBR出水水质明显好于原有系统二沉池出水水质，在污泥浓度(MLSS)9000mg几、水力停留时间22h的条件下，MBR出水CODer平均66.4mg几、CoDer去除率达94.6%。

3.4.2厌氧生物处理法

厌氧处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧的条件下降解有机物的处理技术。厌氧处理相对于好氧处理有耗能少，产生污泥量少，需要营养盐少，设备简单灵活，污泥储存方便等优势，另外，还可以产生沼气用于厂区发电〔26]。张尊举等〔27]采用斜网一混凝一厌氧/好氧一臭氧一曝气生物滤池深度处理组合工艺处理高浓制浆造纸废水，废水中的eoDer从进水质量浓度8000一1000mg/L降到一00mglL以下，Bons从进水质量浓度2500一4000mglL降到20mg几以下，55降到20mglL以下，出水达到国家造纸废水排放新标准(GB3544一2008)，且出水水质稳定，并证明高效的厌氧处理和臭氧一曝气生物滤池深度处理系统是该工艺处理高浓造纸废水稳定达标的关键。

3.4.3人工湿地处理造纸废水

人工湿地是模仿天然湿地系统，由人工浅池、防渗漏衬层、铺设的功能性基质及适宜的人工湿地植物构成，废水通过系统中物理、化学、生物的三重协同作用下被净化。人工湿地处理系统，具有处理效率高、运行费用低的特点，作为废水二级处理后的深度处理具有一定优势。已有的造纸企业人工湿地系统的运行经验表明，运行良好的人工湿地系统，通过物化絮凝和二级生化处理，控制进系统废水的水质在coDcrsoom叭以下，通过停留时间的不同，可以达到新国标规定的废水排放要求。

4结束语

各类制浆造纸废水处理技术正在不断发展和完善，新技术越来越多地被运用于实际废水处理。单一的方法难以一次性处理造纸废水至达标排放，造纸厂应根据本厂的废水特征及其他实际条件，采用组合工艺，扬长避短，选择效果好且经济可行的处理技术及工艺流程。从经济和环境的角度考虑，清洁生产是最为理想的发展趋势。

篇3：藻类处理造纸废水的可行性论文

藻类处理造纸废水的可行性论文

1引言

硫酸盐浆厂漂白废液排量大，颜色深，其中含有难以被微生物降解的大量氯化木质素衍生物。这些化合物中，包含羰基化合物，醌、松柏醛、乙烯基化合物等，通常使用一些参数进行定量，如COD、AOX。

虽然不同的生物处理方法，比如活性淤泥，氧化塘或厌氧处理，正被用于在废液直接排放前减少含氯有机物，但是在净化过程后木质素衍生物的颜色几乎保持不变。最迅速和广泛使用的分解木质素的方法是使用特种真菌，特别是在高度有氧环境下的白腐菌。

然而，微生物对大量葡萄糖的需求似乎是真菌处理方式的主要缺点。在最近的几项研究中，研究者发现藻类可以替代真菌去除颜色和AOX。Lee等人在1978年所做的研究显示，在室温自然或人工照明条件下混合培养的藻类经过50天的接种培养，对一个硫酸盐制浆废水进行处理，颜色减少50%-80%。据报道，藻类的行为属于自然途径，在碳循环中将木质素转化为其他物质。最近的研究中，在一批反应器中对麻浆造纸工业废水进行处理，30天内色度去除率达到80％。

这些观察引发了利用藻类去除纸浆和造纸废水颜色的研究兴趣。本文报道了在各种操作条件下利用间歇反应器处理纸浆和造纸废水进行的一系列试验，评估了颜色去除机制和藻类形态学方面的结果。

2方法

2.1废水

整个试验中，废水样本收集自坐落在土耳其爱琴海海岸的SEKA-Dalaman制浆造纸厂。此厂建有两个纸浆生产线；其中之一是以红松为原材料的连续性木浆生产线，另外一条为季节性运行的非木浆原料生产线，主要以棉布为原料生产短绒纤维。然而，收集水样时，第二条生产线并没有在运行。因此，研究中使用的废水样本来自红松纸浆生产线。在这个制浆过程中，漂白工序称之为CEHDED（氯化，碱处理，次氯酸钠漂白，二氧化氯漂白，二次碱处理，二次二氧化氯漂白），为了评估浓度的影响，废水被稀释了几次，成份在表1中给出。

2.2接种

使用从污水处理厂稳定池中获得的混合藻液作为接种藻种。在显微镜下粗略地观察这种藻液的组成后发现，它主要含有绿藻（小球藻，绿球藻，衣藻，实球藻，空球藻），硅藻（菱形藻，小环藻），鞭毛虫（眼虫）和一些蓝藻（微囊藻，鱼腥藻）。

2.3实验

三组实验中两组是可控组，另外一组为在废水中进行藻类培养（见表2）。所有实验在1L容积的玻璃瓶组成的间歇反应器中进行。藻类生长试验中使用的无机养分组成情况如下：5mg/LMgSO47H2O，7.1mg/LFeCl3H2O，0.001mg/LH3BO3，0.001mg/LZnSO47H2O，0.001mg/LCuSO45H2O，0.080mg/LMnCl22H2O，44mg/LKH2PO4，458.6mg/LNH4Cl，0.0011mg/L(NH4)6Mo7O24，0.550mg/LAl2(SO4)316H2O，10mg/LCaCl22H2O，2mg/LCoCl26H2O，2mg/L硫胺素盐酸。反应器置于靠近窗子的水浴（20±2℃）中，接收自然光照和置于反应器上30cm处的荧光灯光照。使用18W荧光灯照明，每天12小时模拟野外自然条件。反应器内进行缓慢搅拌充气，为藻类提供CO2和O2。反应器的内壁表面生长的藻类每天刷掉并使其加入到反应器内容中。每个反应堆在同等条件下运行，一式三份。每天从两个平行设置的反应器中获取样本，分析藻类浓度（叶绿素a），COD，AOX和颜色，并计算每个样本数据的算术平均数。从这两个初始反应器中取得样本用于分析，减少的样本量从第三反应器中得以补充。此外，所有反应器每天的蒸发量用蒸馏水补充。

2.4分析

化学需氧量（COD）和叶绿素a（Chla）测量采用标准方法。可吸附有机外来物质（AOX）的测定采用EuroglassAOX分析仪;颜色是采用哈希DR-2000分光光度计的铂-钴单位直接测量。为了确定藻细胞是否在其表面吸附了木质素，分析从细胞表面获得的.碱性提取物。首先，从反应器中取50ml的样品进行过滤。滤饼使用5％的氢氧化钠溶液20ml进行提取。然后，滤饼用10ml蒸馏水分别冲洗两次。使用0.1mol/L的H2SO4溶液将滤液的pH值调整到7.5，并用蒸馏水稀释定容至100mL，使用哈希DR-2000分光光度计铂-钴单位测量颜色。

藻类指数增长阶段的特定生长率（μ）计算公式为ln(X/X0)=μt，其中X0和X分别表示指数增长期开始和结束时藻类浓度，而t表示指数增长期的持续时间。产率系数（Y）的计算公式为消耗每单位质量COD所生产出藻类的生物量。光合商数（PQ）值的计算为消耗的氧气和随之产生的二氧化碳之比例。

3结果与讨论

批量实验结果表明，绝大多数有机物质和颜色去除均可在藻类反应器内实现。COD，色度和AOX的去除率分别为55％-60％，80％-85％和50％-80％;在42天运行期后（见表3）。对于较长一段时间的需要，应该指出COD和颜色的清除主要在前20天之内便已完成。采样时间的所有参数包括藻类生长的变化如图1所示。正如表3所示，对照组反应器可以解释为光照和氧化作用的直接作用，取得了较高的清除效果，这一结果曾由Archibald和Roy-Arcand（1995）报道过。另一方面，接收了废水和环己酰亚胺（放线菌酮;防止所有真核生物的代谢）的对照组反应器比单独收到废水的对照组反应器只高出2％-4％的COD去除率，表明了微生物的贡献没有藻类大。

从表3可以看出从3.4到5.8klx增加光照强度对COD和色度的去除没有相当大的影响，但AOX的去除却有大幅度增加。在3.4klx的光照强度下，提高了废水的浓度导致更少的光线穿透，从而导致COD和色度去除率几乎没有变化。然而，有趣的是，AOX的去除效率大大增加，从50％至80％。观察所有反应器发现COD的去除效率比颜色的更低，这可能是由于有色有机分子转化为非有色有机分子。同时，颜色的去除被观察到是通过代谢而不是吸附。如图2所示，大规模的在3.4klx光照强度和230mg/L的初始COD浓度条件下，单位质量藻类对COD的去除率在5至10天内增加的更快，第10天达到其最大值。经过10天的时间，它逐渐下降。在相同的光照强度下，增加最初的废水浓度，会加快去除。在第二天去除率达到最大。大约两倍的初始COD浓度会造成去除率约两倍的增长。图2中的去除率排除从图1和图2来看，可以观察到最高的去除率发生在藻类进入指数生长阶段之前。这可归结为增强的异养和混合营养生长的结果。相关数据（）表明，藻细胞可以在异养和混合营养方式下生长，虽然混合营养条件下生长要好得多。同样，研究者（1992）推测，在异养条件下小球藻物种的叶绿素的形成（增长）在有机碳源一定程度上已所剩无几的情况下迅速增加。

除COD，AOX和颜色清除外，生物动力学常数μ，Y和PQ也要计算，因为他们可以帮助理解不同条件制浆污水中存在的藻类的行为。计算值在表4中显示。当藻类接种到废水中;在相同的光照条件下，与对照组反应器中藻类相比，μ值大幅度下降。这表明，废水中的有机物含量在一定程度上减慢光合藻类的生长。在藻类对照组反应器中，随着光照强度的增加，μ值几乎保持不变。对于相同的废水浓度，随着光照强度增加，μ保持几乎不变，但Y值大幅增加。Ogawa和Aiba（1981）的发现解释了Y值增加的原因，废水中藻类的生长为混合营养方式而不是自养。小球藻在混合营养条件下使用有机碳源，光合作用机制和碳源的氧化同化功能相互独立，因此光合二氧化碳同化和氧化同化过程同时随之进行。在不同条件下,PQ值的变化与μ和Y值的变化不一致。据预计，随着光照强度的增加，可观察到对照组反应器中PQ的提高。然而实际上，它随着光照强度的增加而减少。在许多文献中，μ，PQ和Y之间的不一致估计是由于藻类培养基存在的有机物质，而在较高的照度的条件下PQ值的减少，据报道主要是由于光化学氧化消耗，光呼吸作用和光合抑制作用。此外，Fogg（1975）发现，在高光照条件下，PQ的减少也是由废物在细胞内积累造成的。

为了解在处理过程中是否有任何形态的变化，本研究比较了反应器中藻类组成与最初的组成。在反应器运行结束时，一般混合培养组成会发生一些共同的变化。对于所有的情况，没有观察到蓝藻，它们被完全消除了。同时，可以观察到一些新的硅藻藻种（舟形藻），并且硅藻成为占主导地位的类型之一。其他非常重要的优势类型是绿藻，特别是小球藻。鞭毛藻类数量几乎保持不变。在230mg/L的COD和3.4klx光线条件下，绿藻和硅藻几乎获得相等的优势，而一些鞭毛藻也包括培养基中。在相同的初始废水浓度和较高的光照条件下，观察到绿藻在培养基中更占优势，硅藻和鞭毛藻的生物量和在3.4klx条件下几乎相同。当废水的初始浓度增加后，藻类组成几乎相同。

只有一个物种的相对数量略有变化：硅藻在培养基中更占优势，鞭毛藻（裸藻）的数量增加和绿藻几乎相同。硅藻优势生长常发生在照度低，溶解有相对高浓度有机物环境中（Graham和Wilcox，2000）。而且根据他们的报道，在相同的光强度条件下，减少的光照度和增加的初始废水浓度可能引起了硅藻的渗透营养作用，从而使得它们具有了在黑暗条件下生长的能力。

4结论

这项研究表明，利用藻类处理制浆造纸工业废水是非常经济有效的。根据实验结果，可以得出以下具体结论：

在制浆和造纸工业废水的处理过程中，藻类的混合培养提供了在一定时间内COD，色度和AOX的高效去除率。

去除机理主要是有机物的代谢降解，而不是通过吸附作用。

当光照强度和废水浓度发生变化后，观察到COD和色度的去除率无显著差异，但对AOX的清除率影响很大。在批量处理的初始阶段，伴随的更高COD和色度率表示脱氯作用更加缓慢。

在有机碳存在的培养基中，藻类表现为混合营养生长，并且主要为绿藻，硅藻和鞭毛藻可以在制浆废水中生存和发展。在最初的COD较高的情况下，硅藻繁殖得更多，然而，在较高光照强度下，绿藻比硅藻更占有主导地位。

篇4：好氧接触氧化法处理制浆造纸废水论文

好氧接触氧化法处理制浆造纸废水论文

摘要：在常温条件下，采用兼氧、好氧生物接触氧化处理高浓度制浆造纸废水，色度去除率在75%；SS去除率在79%；CODcr去除率在97%。该工艺具有占地面积小，脱色效果好，处理效率高等特点，适合应用于制浆造纸废水的实际工程中。

关键词：制浆造纸废水生物接触氧化启动与运行

0引言

制浆造纸废水含有大量的纤维素及其分解产物（低分子量的半纤维素，甲醛、乙酸、糖类等易生物降解的有机物）、多量的腐植酸、木素、蜡质、无机盐等有机污染物，这些有机污染物占化纤行业总污水CODcr的50～60％，是制浆造纸废水治理的关键。由于这类废水有机物污染负荷高,CODcr高达10000-0mg/l，应首先通过物化方法将CODcr降到3000以下，再通过兼、好氧的方法将废水处理达到国家排放标准。

1工艺流程

根据制浆造纸废水具有CODcr浓度高、色度大的水质特点，确定的处理工艺流程如下：车间废水首先进入调节池进行均质均量，经调节后的废水由泵提升至兼氧池。由于废水中含有诸多难生物降解的物质，而废水色度的去除首先应破坏有机物的带色基团，本工艺采用兼氧、好氧生物处理工艺，就是利用兼氧菌将废水中的大分子有机物分解为低分子有机物，同时利用兼氧菌的水解作用破坏大分子有机物的有色基团，提高废水的可生化性，然后在好氧池中利用好氧菌的同化和异化作用将兼氧菌所分解的产物进行降解，从而达到脱色、去除COD的目的。由于生化处理出水中夹带诸如脱落的生物膜等难以沉降的悬浮物，故采用二次沉淀的方法以进一步提高处理效果。

2构筑物及设备

处理构筑物及其主要设备有调节池、兼氧池、好氧池和二沉池。

2.1 兼氧、好氧池兼氧、好氧生物处理工艺采用生物膜法，中心处理构筑物是接触氧化池，该池由池体、填料、布水和布气装置等组成。

2.1.1 池体形式本处理系统采用直流式接触氧化池，这是一种底部同时进水与进气的接触氧化池，在填料上产生液流，生物膜受上升的水流、气流的强烈搅拌而加速更新，使其保持较高生物活性，同时又能克服填料的堵塞现象。另外上升气流撞击填料使气泡破裂，增加了接触面积，提高了氧的转移效率。

2.1.2 填料填料是生物膜生长的载体，是接触氧化的核心部位，它直接影响生物接触氧化处理的效能。本系统的接触氧化池采用的是新型纤维组合填料。

2.1.3 布水生物接触氧化池的进水必须均布填料层，使废水、空气、生物膜三者之间相互接触。布水管采用穿孔管，孔径为5mm，间距为20cm。

2.1.4 布气生物接触氧化池的布气主要有三个作用，即充氧、搅拌，防止填料层的堵塞和促进生物膜更新。本处理系统供气选用新型三叶罗茨风机，曝气设备采用微孔曝气软管以保证并提高氧的`转移率。

2.2二沉池对于生化处理后出水中难以沉降等脱落生物膜，采用二次沉淀的处理方法加以去除，可以进一步提高出水水质。

3细菌的培养与驯化

3.1 接种污泥接种污泥取用某污水处理厂二沉池后经脱水的剩余污泥，兼氧和好氧两池所接种的活性污泥量共计8吨。

3.2 温度和pH值对于生化处理过程，一般认为水温在23℃～30℃时最好。考虑到企业所排放污水的实际水温，调试过程中尽量使得污泥菌种在实际水温下生长。排放的废水PH值在6.5左右，调试中发现生化系统出水pH值在7以上，说明生化系统对废水的pH值调节性能良好。

3.3微生物的营养微生物的新陈代谢需要一定比例的营养物质，除了BOD5表示的碳源外，还需要氮、磷和其他微量元素。制浆废水则往往缺乏某些关键的元素如氮和磷。在调试过程中，可补充尿素和磷酸二氢钾来补充细菌需要的氮和磷。一般对氮、磷的需要量可根据BOD5:N:P=100：5：1加以控制。

3.4 溶解氧生化系统采用兼氧和好氧两个系统。所谓兼氧系统采用间歇曝气方法，一般每日曝气8h以维持兼氧池DO为0.5mg/L，曝气的同时起到水力搅拌和兼氧生物膜的强制剥落更新作用。好氧系统则采用连续曝气方式，溶解氧浓度控制在2mg/L左右。

3.5 进料方式调试初期，生化系统所承受的有机负荷应低一些，采用间歇闷曝和连续进水两种方式交替进行调试。进入兼氧池和好氧池的污水按比例逐步增加，同时启动好氧池的回流泵进行回流处理，直至整个系统CODcr去除率基本稳定。

3.6 水力负荷和冲击负荷启动时水力负荷宜低，否则可能造成污泥流失，影响填料生物膜的生长。调试过程中既不宜突然提高负荷，也不宜长期稳定在低负荷下进行，应在出水污泥浓度及去除率都较高的条件下逐渐提高负荷。当兼氧池填料CODcr负荷达到1.6kg/m3*d；好氧池填料CODcr负荷达到1.18kg/m3*d时，系统处理效果较好，运行稳定。

3.7 微生物的组成在调试运行稳定后，在好氧池内可以明显看到水中存在大量的固着型纤毛类原生动物，如钟虫、盖纤虫等枝虫和菌胶团。在一般情况下，这几种原生动物多，说明游离细菌少，出水中有机物浓度较低。菌胶团较多，还可以说明污泥吸附、氧化有机物的能力大，填料挂膜已经达到预期效果。一旦填料挂膜成功，微生物培养驯化完成，系统处于连续实运转。

4工艺运行

本工艺系统主要为生化处理部分，调试的难点是兼氧池、好氧池中填料的生物挂膜及微生物的培养驯化。结合当地气候特点，每天同步监测调节池、兼氧池、好氧池、气浮池出水中的pH值、色度、SS、CODcr等水质指标，每四小时取样化验，取一天6个水样化验的平均值。调试工作为期4月余，处理出水水质稳定。

在微生物挂膜及培养、驯化期间，随着微生物的增长和逐渐适应，处理出水中CODcr及色度的去除率逐渐提高，第四个月基本调试正常。稳定运行后经过兼氧、好氧工艺处理，pH值从调节池出水的5.2达到二沉池出水的7.3；色度从252倍降到62倍，去除率在75%；SS从180mg/L降到38mg/L，去除率在79%；CODcr从3834mg/L降到106mg/L，去除率在97%。

5结论

兼氧、好氧生物接触氧化法处理制浆造纸废水COD、SS、色度去除效果良好，各项主要出水水质指标达到国家的排放标准，

参考文献：

[1]陈新宇，陈翼孙.难降解有机物的水解酸化预处理.化工环保..10(3)：152～155.

[2]陈翼新，胡斌.气浮净水技术.北京：中国环境科学出版社.1992.

[3]杨学富.制浆造纸工业废水处理.化学工业出版社.：48~49.

[4]何为庆.工业废水处理.冶金工业出版社.：134.

篇5：造纸废水处理研究研究论文

造纸废水处理研究研究论文

1实验材料与方法

1.1实验原料

为了使本实验尽可能的接近实际生产，本研究中的Fenton氧化处理废水取自广西某蔗渣制浆厂经过现有好氧处理后的二沉池出水。

1.2实验方法

取1000mL废水，用硫酸调节pH至3-4；先加入10%的硫酸亚铁12mL，再加入双氧水0.8mL/L，搅拌40min；用NaOH调节pH约为7，曝气20min，加0.1%PAM2mL，离心分离后取化学污泥进行分析。

1.3分析方法

1.3.1电镜分析

分别取化学污泥和好氧污泥少量制成玻片，在DXS-10A型智能化扫描电镜下观察污泥形态。

1.3.2气相色谱-质谱联用分析(GC-MS)

用正己烷和丙酮索式提取污泥中的有机组分，浓缩后利用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)进行检测。GC-MS是污泥有机物定性研究中较为常用的分析手段。具体步骤如下：取经过60目筛网的污泥干样品5.0g（精确至0.0002g），加入50g无水硫酸钠一同放入滤筒置于索式提取器的套筒中，用100mL（4:1体积配比的正己烷/丙酮）混合溶剂加热索式提取，提取后的提取液置于旋转蒸发仪中于70℃浓缩至2~3mL，依次通过装有硅胶和无水硫酸钠的层析柱净化分离，洗脱，以去除样品中含有的大分子和水分等干扰物质。收集洗脱液以高纯氮气吹干，用提取溶剂重新定容至2mL后用GC-MS检测。

1.3.3电感耦合等离子体原子发射光谱分析(ICP-AES)

取经过60目筛网的污泥干样品0.5g（精确至0.0002g），置于聚四氟乙烯烧杯中加少量水润湿，加王水10mL，盖好盖子，在120℃的电热板上加热1h，取下稍冷后加入5mL高氯酸，再升温至200℃，加热至冒白烟，残剩液约0.5mL时，取下冷却再加入氢氟酸5mL，于120℃加热挥发硅，蒸至近干，冷却，再加入高氯酸1mL，继续加热至近干，以驱赶氢氟酸，取下稍冷以1%HNO3定重待测。

2结果与讨论

2.1污泥pH值

通过检测化学污泥和好氧生化污泥pH值发现，化学污泥pH值为7.56-7.68，略高于好氧生化污泥（7.15-7.34）。这是因为Fenton氧化水解生成Fe(OH)3，Fe(OH)3呈碱性。好氧生化污泥的pH值要低些，因为好氧生化污泥中没有投加碱性物质，不能中和微生物在生长过程中所产生的'有机酸。

2.2污泥沉降比

分别取化学污泥与好氧生化污泥配比为1:2.5水土混合物各100mL，用100mL量筒测定0-50min沉降比。污泥沉降比一般用SVn表示，其中n代表的是沉降时间。污泥沉降30min后，一般可达到或接近最大密度，所以普遍以此时间作为该指标测定的标准时间。污泥沉降比SV30是一个很重要的指标，通过观察沉降比可以发现污泥性状的很多问题，上清液是否清澈，是否含有难沉悬浮絮体，絮体粒径大小及紧凑程度等等。污泥沉降比大致反映了反应器中的污泥量，可用于控制污泥排放，它的变化还可以及时的反映污泥膨胀等异常情况。从图1可以看出化学污泥的沉降性能较好，比较容易沉淀析出，而好氧生化污泥沉降性能较差。

2.3化学污泥与好氧污泥外观比较

化学污泥为红褐色糊状的固体，没有恶臭；好氧生化污泥为褐色絮状固体，有土腥味。好氧污泥颗粒外观表面光滑，为近似圆形或椭圆形的小颗粒，用肉眼可以观察到。在电镜下观察污泥的外观如图2及图3，在电镜下观察化学污泥和好氧生化污泥的形态，得出好氧生化污泥的胞外有粘性物质，而化学污泥没有。说明好氧污泥的有机质含量也比较多。

2.4污泥中的有机物

化学污泥和好氧生化污泥利用气相色谱质谱检测，所得图谱经计算机谱库检索，共检测出污泥中主要有机污染物。将化学污泥和好氧生化污泥中可能存在的代表性污染物列出，由表1可以看出：化学污泥中有机污染物比好氧生化污泥中污染物种类要少，主要是以醇类、酯类和有机酸为主，芳烃和多环芳烃也占有一定的比例。

3结论

本研究以广西某蔗渣制浆厂现有污水处理后的好氧出水为研究对象，通过研究Fenton氧化深度处理后对所产生的化学污泥与好氧生化污泥特性进行了对比研究。研究结果表明化学污泥的沉降性比好氧生化污泥好，化学污泥中有机污染物比好氧生化污泥中污染物种类较少，主要是以醇类、酯类和有机酸为主。此外，化学污泥中含有大量的铁元素，其他金属含量都较低。

作者:杨晓前 单位:南宁糖业股份有限公司

篇6：造纸行业中废水处理相关问题探讨论文

造纸行业中废水处理相关问题探讨论文

论文摘要：造纸，这个缔造了人类辉煌的四大发明之一，如今正遭受着环境文明意识的拷问：消耗大量自然资源、高污染、低贡献。我们环保工作者与国内造纸企业一道正在通过技术创新等努力，共同改变和克服这一行业环保难题。本文首先介绍了我国造纸行业发展的现状，系统阐述了生化处理技术在造纸废水处理中的应用和研究进展，造纸废水处理的新技术。针对造纸行业环境影响评价的特点，根据在环保工作中的实际经验，重点就污染防治措施方面总结了该类环保工作中应注意的一些问题，并结合环保工作实际，提出造纸废水的综合解决方案。

论文关键词：造纸,造纸废水,废水处理

1前言

早在1800多年前，蔡伦发明了“蔡候纸”，成为闻名于世的中国古代四大发明之一，造纸术的发明对中国和世界文明的进步做出了巨大贡献。我国造纸行业发展到今天，有以下几个特点。

一是造纸行业成为国民经济的十大支柱性行业之一。据权威统计数据，2005年我国国有和规模以上的国有造纸企业3342家，资产总额3228.4亿元，年销售2546.1亿元，同比增长27.90%，行业实现利润总额232亿元，同比增长23.67%，纸和纸板年产量5400万吨，消费量5800万吨。据专家的预测，2010年，我国纸和纸板产量可达8000万吨，有望成为世界第一消费大国。全球造纸行业的产值和资产在工业行业中排名第3位。我国目前的纸和纸板产量、消费量占全球的10%和14%，仅次于美国。造纸行业是我国目前为数不多的需求量不断增长且供不应求的行业之一，纸和纸板的产量、消费量的年增长率多年来一直略高于我国GDP的增长率，未来几年，造纸行业的增长速度可保持在10%左右，是一历史悠久的朝阳产业。

二是现代的造纸行业兼具基础原材料和消费品行业的双重特点，它是技术、资金、资源、能源密集性，规模效益显著的基础原料工业，产品总量中80%以上作为生产资料用于新闻、出版、印刷、商品包装和其它工业领域，近20%产品直接用于人们消费。技术密集性表现在造纸工业投资60%以上是设备投资，自动化程度高于一般制造业；资金密集性表现在行业每万元产值占用150元；资源约束性表现在对纤维原料的依赖性极高；能源密集性表现在能源消耗较高于一般制造业；规模效益性表现在扩大规模是降低成本、提高经济效益、增强竞争力的有效手段。

三是我国造纸行业与世界先进水平的比较和发展趋势。我国造纸行业与世界水平比较存在几个方面较突出问题。第一是原料问题，我国原料比重木浆仅25%,非木浆30%、废纸浆45%，与国外木浆占63%、非木浆占3%、废纸浆占34%比。木浆比例低，不仅严重制约产品质量的提高，也使我国每年用汇近100亿美元进口木浆和废纸。第二是企业规模问题，我国造纸企业平均规模1.5万吨/年，与全球平均5万吨/年比规模效益明显偏低。第三是产品品种和档次问题，我国纸和纸板仅600多种，且近70%属中、低档产品，而发达国家有1200多品种，且70%以上是中高档产品。第四是能源消耗和环保问题，我国造纸行业的综合能耗是发达国家的1倍，吨浆水耗高于世界先进水平近10倍。造纸行业环境污染严重，治理成本高。这些问题均已对造纸产业的发展带来负面影响。

现在人们常用“白纸黑水”来形容造纸业的高污染现状。造纸工业废水排放量大，污染严重。造纸生产过程中，不同浆种，即采用不同的原料或加工工艺生产的纸浆，其污染物发生量悬殊，各种制浆废水中会有多种对生物有害的物质。

2造纸废水的来源、性质特点

2.1造纸废水来源、主要成分

在欧洲和北美，大部分造纸厂采用的原料是木材，印度和中国非木质纸浆分别为49%与86%，木材的主要成分是纤维素、碳水化合物(如淀粉和糖)和木质素。

造纸工业生产过程主要分为制浆和抄纸两个工艺阶段。制浆主要是调木、蒸解、洗净、漂白，抄纸则是把浆料稀释、成型、压榨、烘干制成成品，每生产1t纸需要耗水100～150t。

2.2造纸废水的特点

造纸废水流量大、污染严重、处理难。其主要特点如下：(1)污染物浓度高。尤其是制浆生产线废水，含有大量的原料溶出物和化学添加剂，其BOD浓度甚至高达104mg/L以上。（2）难降解有机物成分多，可生化性差。木素、纤维素类等物质采用活性污泥法难以降解，如有的纸厂处理过的废水BOD5已降至10mg/L以下，但COD仍达200mg/L以上，色度还很高。(3)废水成分复杂。除原料溶出物外，有的还含有硫化物、油墨、絮凝剂等对生化处理不利的化学品。(4)废水流量和负荷波动幅度大，并伴有纤维、化学品溢泄。在有多条生产线的工厂这种现象更明显。水量和负荷波动对生化处理系统的稳定运行非常不利。

3造纸废水的生化处理技术

3.1好氧处理技术

3.1.1活性污泥法

工业废水排入水体的有机物在耗氧菌及充足的氧气供给情况下进行好氧分解为无机物质。目前，最常用的造纸废水好氧处理法是活性污泥法，联合国活性污泥法工艺采用的有机负荷率（OLR)范围是0.07～0.21kgBOD/kgMLSS。活性污泥法来处理造纸废水其BOD和COD的去除率较高。活性污泥法处理废水时有两个关键的操作：维持曝气池中适当的溶解氧和沉降性能稳定的污泥。活性污泥的沉降性能由SSVI值来衡量，活性污泥法处理造纸废水时污泥的沉降性能较差，大多数SSVI值在120以下。根据某酸法纸厂污泥膨胀的试验研究认为造成污泥膨胀的原因主要是造纸废水中可溶性有机物含量高，由于有机物的好氧造成氧气不足，有机物负荷率低，营养缺乏。1994年，对太湖周围造纸厂活性污泥法处理造纸废水的研究表明，磷的积累也会导致污泥膨胀。因而，将活性污泥法用于处理造纸废水时由于容易出现污泥膨胀问题而逐渐被其它新的处理技术所取代或在其原有工艺基础上加以改进。

3.1.2曝气池前置选择器的活性污泥法

为了永久性地解决单一活性污泥法中的污泥膨胀问题，有人提出了在曝气池前部分加设一个选择器构筑物，通常是在曝气池入口处划出一隔间，内设搅拌设施。

选择器内可以是好氧的、缺氧的或厌氧的，废水在这一隔间停留时间一般为5~30min。好氧选择器内需要对废水充氧，以提供充足的溶解氧，在食物充足的高负荷区让菌胶团细菌首先抢食有机物，不给丝状菌繁殖机会。也就避免了污泥丝状性膨胀缺氧或厌氧选择器内只需搅拌不需充氧，如果污泥龄长，回流污泥中有较多NO，选择器在缺氧条件下工作，大部分菌胶团可以利用NO作氧源而生长繁殖，丝状菌没有这一功能，故受到抑制；如果曝气池内污泥无NO，则在厌氧条件下工作，丝状菌是绝对好氧的，因此不能生长，而菌胶团内的细菌有的是兼性的，在厌氧条件下也能繁殖。

对于造纸工业废水，认为选择好氧条件为好，虽然在缺氧与厌氧条件下非丝状菌有较好的磷代谢作用，但是造纸废水中磷的含量较低，故缺氧与厌氧选择器处理造纸废水不适宜，一般采用好氧选择器来处理造纸废水。

3.2厌氧处理技术造纸废水

由于有机物含量高而不宜采用好氧生物处理法今天厌氧处理法越来越多，厌氧消化是在无氧条件下，由兼性菌和厌氧菌降解废水中的有机物，同时产生以CH为主的污泥气和好氧生物处理法相比较厌氧消化处理有以下优点：(1)污泥产量少，不会出现污泥膨胀；(2)节省占地面积；(3)可以降解好氧过程不可生物降解物质；(4)化学药剂消耗量少；(5)用于造纸废水处理时，COD去除率稳定，约为80%。

20年前，厌氧消化技术还很少用于制浆造纸工业废水的处理。然而，近十年来，由于环保压力的日益增大，厌氧消化技术在制浆造纸厂废水处理上发展迅速。目前国外已有多种厌氧反应器用于制浆造纸工业废水处理。如厌氧接触反应器、厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)、组合型和二相厌氧工艺、厌氧流化床(AFB)等。

造纸废水中所含的无机硫化物(硫酸盐、亚硫酸盐、硫化物等)、氧剂如过氧化氢、含氮化合物、氯化物、挥发性有机酸、重金属和木材提取物如树脂酸等，有机添加物中DTPA等均对厌氧菌的生长有较强的抑制作用。因而，在采用厌氧法处理造纸废水时因采取适当的措施去除这些抑制物。

3.3厌氧-好氧相结合处理技术

独立的好氧处理或厌氧处理都有其各自得弊端，处理成本费用高，而且处理后的废水也难达到排放标准，所以，人们提出了厌氧-好氧处理法，经过实践证明，厌氧-好氧处理系统获得了良好的处理效果，又可降低成本，并使流程简单化。

通过连续流厌氧-好氧法处理漂白废水对比试验发现，厌氧-好氧工艺可提高氯化有机物的还原脱氯能力，从而提高了漂白废水的AOX和COD的去除率。吴朝军等人用厌氧-氧化法混凝工艺处理烧碱-蒽醌麦草浆黑液。实验室结果表明，UASB厌氧反应器容积负荷稳定在15kg/(m·d)时，整个系统CODcr去除率为85%～91%，BOD5去除率为94%～96%，系统出水水质达到了国家标准。荷兰某纸板厂使用厌氧-好氧工艺处理废纸废水，废水经处理后全回用，实现了废水零排放。

3.4人工湿地处理系统

人工湿地污水处理技术是一项新的污水生态处理技术，通过植物、微生物、土壤的共同作用净化污水。综合处理废水的能力受到人工设计控制，为此处理能力大大超过了自然湿地，并具有出水水质稳定、氮磷去除能力强、运转维护管理方便、工程基建与运行费用低及对负荷变化适应性强等优点。发达国家从20世纪90年代起已广泛采用人工湿地处理污水，用人工湿地处理生活污水和工业有机废水一般出水的COD能达30mg/L以下，BOD达到10mg/L，总氮和总磷的去除率可达70%和90%，同时可将不毛之地改造成绿洲。

人工湿地对造纸废水具有独特而复杂的净化机理，它能利用基质—微生物—植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过共沉、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对造纸废水的高效净化，同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源化和无害化。当造纸废水流经人工湿地系统时，大量的悬浮固体被填料和植物根系截留并沉积在基质中，其它污染物则通过生物降解和植物吸收等作用而被去除，通过定期更换和收割栽种在湿地床填料中的植物，最终使污染物从湿地系统中得到去除。人工湿地系统用来处理造纸废水都有显著的环境效益、社会效益和经济效益。

4新型高效处理技术

4.1高级氧化法

高级氧化法的概念由Glaze等首次提出，泛指氧化过程中有大量羟基自由基参与的化学氧化过程，包括光催化氧化法、湿式催化氧化法(CWO)、超临界水氧化法(SCWO)、电催化氧化法(ECO)等，可分为均相反应过程和非均相反应过程两大类。其最大的特点是:使用范围广、处理效率高、反应速度快、二次污染小、可回收能量及有用物质。

4.1.1光催化氧化机理及研究进展

光催化氧化(非均相)是以n型半导体作催化剂的氧化过程，当催化剂受到紫外光照射时，表面的价带电子就会被激发到导带上，同时在价带产生空穴，形成电子-空穴对。这些电子和空穴迁移到粒子表面后，由于空穴有很强的氧化能力，使水在半导体表面失去电子生成氧化能力极强的羟基自由基，羟基自由基再与水中有机污染物发生氧化反应，最终生成二氧化碳和水及无机盐等物质，从而使废水得到净化。光催化氧化法是造纸废水处理的又一新思路。

4.1.2湿式氧化法的机理及研究进展

湿式氧化法是在高温(150～350℃)高压(5～20MPa)下用氧气或空气作为氧化剂，氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物使之生成二氧化碳和水的一种处理方法。

我国用湿式氧化处理造纸等废水的研究也取得了一定的进展。云南省对从日本大阪煤气公司引进的小型试验装置进行技术改造，已经完成了技术工业化国产设计，其实际应用指日可待。

4.1.3超临界水氧化法的机理及研究进展

超临界水氧化技术(SCWO)是20世纪80年代中期由美国学者Modell提出的一种能够彻底破坏有机物结构的新型氧化技术。在超临界的状态下水成为非极性有机物和氧的良好溶剂，这样有机物的氧化反应就可以在富氧的均一相中进行，不受相间转移的限制而使废水中所含的有机物被氧气分解成水、二氧化碳等简单无害的小分子化合物。同时较高的温度也使反应速度加快，甚至几秒内就能完成对大部分有机物的破坏。

近20年来，超临界水氧化技术已在欧、美、日等发达国家受到广泛重视和深入研究。超临界水处理有机废物有氧化和萃取两种类型。氧化法能对含酚废水、含二恶英类物质的造纸厂废水给以深度处理，使废水循环使用不排污。如果超临界水氧化法处理造纸废水能实现工业化，将会根本缓解我国中小造纸废水的处理压力。

4.1.4其他高级氧化技术

为了处理造纸等工业废水，人们还开发了许多新的氧化技术，如电催化氧化、微波、超声波、高能电子辐射、高压脉冲放电等。这些技术是利用不同的物理化学方法使有机物失去电子被氧化生成二氧化碳和水，从而达到消除污染的作用。这些技术已取得一定的研究成果，但其机理还有待深入研究。周姗等认为其机理可能是几种氧化技术的综合，比如超声波可能是有机污染物同时通过羟基氧化、泡内燃烧、超临界水氧化等3种途径进行降解。高级氧化法的处理效果是显而易见的。不过高级氧化技术对设备的要求比较高(耐高温、高压)，对催化剂的选用与回收问题等也需要进一步深入探讨和解决。因此，今后工作重点将是对催化剂的筛选及温和的.反应条件的探求。

4.2膜分离法

液膜法是1968年由美国科学家黎念之博士首先提出的一种新型膜分离技术。最早用于海水和苦咸水的淡化，其后，随着膜分离技术的不断发展和新型膜材料的开发研制，膜价格不断下降，使膜分离技术在水处理领域得到广泛应用，工业废水和生活污水的处理及饮用纯净水的制备等方面均有报导。

液膜分离技术和溶剂萃取过程相似，由萃取和反萃取两个过程构成。在液膜分离过程中，萃取和反萃取是同时进行、一步完成的。液膜分离技术按照构型和操作方式的不同，主要分为支撑液膜和乳化液膜两种。

4.2.1液膜法的技术原理

液膜分离是待分离物质由连续相(外相)经膜相向内包相传递的过程，其分离机理可分为选择性渗透、化学反应、萃取和吸附等3种。选择性渗透是利用不同物质在膜相溶解度和渗透速率的不同而完成分离的过程。化学反应可分为滴内反应和膜相反应两类。滴内反应是待分离的溶质首先渗透到膜相，然后在膜相内侧与内包相试剂发生滴内反应生成不溶于膜相的物质，从而达到分离的目的。它可以最大限度地保证液膜两侧的浓度梯度以促进传输，故也称I型促进迁移。膜相反应是使流动载体和被迁移物质之间发生选择性可逆反应，料液中的组分与膜相载体反应生成中间产物，这种中间产物扩散到膜相的另一侧与内包相试剂反应生成不溶于膜相的物质，并使溶质重新还原而释放。这种反应极大地提高了渗透溶质在液膜中的有效溶解度，增大了膜内浓度梯度，提高了传质效率，也称为Ⅱ型促进迁移。伴有化学反应的液膜分离过程可明显提高过程的传质推动力和传质效率。萃取和吸附是料液中悬浮物为膜相吸附或有机物为膜相萃取，从而达到分离的目的。液膜分离的机理是十分复杂的，有时可能呈现几种分离机理的联合作用。

4.2.2液膜法处理造纸废水的研究进展

液膜分离法作为一种高效、快速和节能的新型分离技术，已被广泛用于化工、医药、生物工程、湿法冶金及环境保护等方面。乳化液膜已经成功地用于处理含酚废水、浓缩稀土金属、提取废水中的重金属离子等，它的研究领域还在不断扩大。

高级氧化技术和液膜法在造纸废水处理中的应用为造纸废水处理开辟了新途径。但是，要使这些技术工业化还存在一些亟待解决的问题，如高级氧化法对设备的要求及催化剂的回收等、液膜法中的膜的稳定性及破乳问题等。目前我国造纸行业的发展趋势，一是企业规模集约化，走规模化和集团化的发展之路，现国内已有多家企业年产量达100万吨以上，二是大力推动林、纸一体化发展，提高木浆比重，三是产品高档化和多元化，许多企业为了增加市场竞争能力和提高经济效益，在提高产品档次和增加产品品种方面增加投放。同时做好清洁生产、节能降耗、“林纸一体化”和扩大废纸回收利用,才能获得经济和环境上最佳的效益。

造纸废水的成分复杂，难以处理，经过环保工作者不断的努力，制浆造纸废水处理和资源化技术日新月异，传统的废水处理回用技术不断被革新和发展，同时，出现了许多更新的、更先进的技术。

虽然造纸废水的处理方法很多，但每种方法和工艺都有适用条件，各有其优点和不足。我国和外国造纸原料有所不同，即使是非常先进的处理方法，也不可能独立完成处理任务。在处理造纸废水时，应根据我国造纸的技术和废水性质选择合适工艺，往往需要把几种方法组成一个处理系统，才能完成所要求的处理功效。一般来说，废水中的污染物是多种多样的，也有各自最佳的处理方法，可根据不同水质，并结合企业自身情况，选择最合适的废水处理系统。

作为环保工作者，应从新的角度认识废水。废水和资源是对立统一的，废水可以被认为是有待于开发的资源，只要技术过关、措施得当，废水完全可以转化为资源。从这个角度说，造纸厂的“零排放”是最终可以达到的。用新的思路考虑处理污水的方法，对未来水污染问题的解决将是有利的。

参考文献

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5 张秋根,王桃云,魏立安.造纸废水处理新方法——人工湿地系统[J].环保治理,2003.

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