國內外造紙廢水處理五大有效方案分析

來源：水博網

　　造紙廢水的末端處理雖然已有許多成熟的工藝，但從經濟和環境雙重角度考慮，清潔生產及零排放才是最為理想的工藝。傳統的廢水處理技術也不斷被革新和發展。每種方法和工藝都有其優缺點和適用條件。

　　1、化學法

　　化學法主要是利用化學藥品的作用，以調節廢液的pH值，降低和消除色度為主，同時也有去除部分生化耗氧量和固體懸浮物的作用。

　　1.1 氧化還原法

　　氧化還原法使溶解於廢水中的有機和無機污染物，在加入的氧化劑或還原劑作用下，由於電子轉移而發生氧化還原反應，從而轉化成無害物質。廢水中的有機物污染物(如色、嗅、味、COD)及還原無機離子(如CN，S 、Fe 、Mn等)都可通過氧化法消除其危害，而廢水中的許多重金屬離子(如汞、鎘、銅、銀、金、六價鉻、鎳等)都可通過還原法去除。一般來說，氧化法多用於處理含酚、含氰廢水，常用氧化劑包括氯氣、漂白粉、臭氧等。還原法多用於處理含鉻、含汞廢水，常用的還原劑包括硫酸亞鐵等。

　　1.2 臭氧化分解法

　　氧化分解法是將廢水中的有機物分解成無毒物質的處理方法。人們現在研究用臭氧作氧化劑來分解廢水中的有機物，它對纖維素、木素的氧化是沒有選擇性，在-22反應中O，作為兩性離子參加反應，能選擇分解髮色基團。劉全校等人直接用O，處理經化學混凝-過濾吸附處理後的Soda—AQ法麥草漿黑液，結果表明A拋(木素濃度用紫外分光光度計在波長280nm處測得的吸光度)去除率高達82.1%，A由3.775(黃色)降為0.67(視覺觀察為無色)，但是COD5去除率僅為l5.8%，BOD 去除率為24.8%.可見O3對COD、BOD去除效果不明顯，而對木素去除效果明顯，也間接反應了臭氧的脫色效果明顯。

　　1.3 光催化氧化法

　　光催化氧化法是在特殊的光照射條件下發生的有機物參與的氧化分解反應，最終把有機物分解成無毒物質的處理方法。在紫外光的照射下能產生氧化性極強的羧基自由基，幾乎把所有的氧化物氧化為一氧化碳和H：O，且除淨度高，降解速度快，無二次污染。用水解法制得的納米級Ti0：具有巨大的表面積和更強的紫外光吸收能力，因而具有更強的光催化降解能力，可快速將吸附在其表面的有機物分解掉，比普通的Ti0：的降解速率高40%.實驗發現：COD(2-氯代二噁英)在2 h內降解了98.3%，DCDD (2，3-二氯代二噁英)、PECDD (1，2，3， 7，8-五氯代二噁英)和OCDD(氯代二噁英)在4 h內分別降解了87.2%、84.6%、和91.2%回，除臭氧化法、光催化氧化法以外，其他的化學還有：超聲空化法、超臨界水氧法及化學還原法等，這些方法大多還處於研究階段。

　　2、物化法

　　物化法包括混凝法、吸附法、膜分離法和其他一些方法。

　　2.1 混凝法

　　廢水中細小顆粒的表面由於吸附離子而帶電荷。混凝法是通過Al 、Fe和ca 等鹽類無機物和酰胺類的有機高分子化合物與廢水中的懸浮物和大分子有機物發生電中和，降低膠體粒子的z電位，以吸附、架橋等形式凝聚成大顆粒物質沉降分離而達到淨水的目的。

　　近年來，新型無機化學混凝劑如聚合鋁、聚合鐵和復合型無機混凝劑的開發成功，以及有機高分子絮凝劑的開發，使混凝處理法可以採用較少的藥劑，就可達到較高的處理效果。顧學芳、張躍軍研究發現：把無機絮凝劑與有機絮凝劑配合使用有更好的處理效果;配合使用時相對分子質量較高的有機絮凝劑與陽離子度較高者相比，前者有更好的處理效果。用自製陽離子聚丙烯酰胺(PAM)與聚合氯化鋁配合處理廢紙製漿廢水，出水COD5去除率達75%以上，透過率達92%～95%，且下層絮體較大、堅韌、易於脫水。

　　2.2 吸附法

　　吸附法是通過物理的、化學的或離子交換的形式吸附廢水中的污染物來淨化廢水的。常用的吸附劑有活性炭、卜活性氧化鋁和石灰等。有一種較特殊的吸附法是離子交換吸附，即交換吸附。瑞典的一家公司硫酸鹽漿廠採用了一套弱陰離子樹脂(酚醛型)，在pH值3-4 ，處理漂白工段El段和C段廢水，處理後的El段廢水可用作C段過濾機的噴水。廢水在處理之前，一般需用吸附法進行預處理，以除去廢水中懸浮物及油類物質，避免堵塞吸附劑孔隙。這種處理方法成本較高，吸附劑再生困難，不利於處理濃度較高的廢水，一般只作為廢水處理後的深度處理。

　　2.3 膜分離法

　　膜分離法是一種發展較快的高新廢水處理技術。其原理是將溶液送入膜過濾器，使它平行地流過膜的表面，在與膜表面接觸的同時，絕大部分的溶液透過濾膜，其分離的物質則被排出系統。日本大王造紙公司三島工廠於1981年採用超濾技術處理硫酸鹽木漿漂白E段廢水，COD5去除率達78.7% ，色度去除率93.7%，總固形物去除率達35.5%.滲透液作為洗滌水回用，則需要送鹼回收系統。我國東北某亞硫酸鹽漿廠也在2O世紀9O年代引進UF裝置， 日處理378.5 t亞硫酸鹽廢液，據稱與蒸發方法比較，投資可節省70%，每處理lm 廢水的操作費用可節省60%.珠海紅塔仁恒紙業公司引進的塗佈廢水超濾系統，處理廢水15～45 m3/d，處理後廢水的COD5下降85%以上，同時又全部回收了塗佈廢水中的塗佈顏料和化學品，並將其回用於生產，故效果明顯。

　　2.4 離子交換法

　　離子交換法是利用固相離子交換劑功能基團所帶的可交換離子，與接觸交換劑的溶液中相同電性的離子進行交換反應，以達到離子的置換、分離去除、濃縮等目的。

　　3、物理法

　　物理法是基於物理作用的原理，以去除不溶解的固體懸浮物為主，同時也有去除部分產生生化耗氧量的物質，降低和消除廢水色度的作用。在造紙廢水處理過程中，有時也用不使用化學藥品和纖維促進劑的物理法去除廢水中的固形物和回收纖維等，如氣浮法、過濾法和擠壓法等。氣浮法是將空氣以微小氣泡的形式分佈於廢水中，氣泡吸附在污染物質上浮向水面，形成泡沫;法適於廢水中存在大量相對密度接近於水的微小顆粒狀;國用得最多、效果較好的氣浮法是淺層氣浮法;效淺層氣浮淨水器處理新聞紙機白水;分別為400mg/L和10—15mg/L及氣浮器;/L時，SS和COD5去除率分別為98.5%和8;法處理造紙白水俱有效率高、投資少、運行可靠的特點;設施;需更深的處理;4生化法;生化於廢水中，氣泡吸附在污染物質上浮向水面，形成泡沫浮渣而得到分離。這種方法適於廢水中存在大量相對密度接近於水的微小顆粒狀物質的情況。目前，在我國用得最多、效果較好的氣浮法是淺層氣浮法。廣州造紙有限公司採用CQJ型超效淺層氣浮淨水器處理新聞紙機白水。結果表明，在混凝劑PAC和絮凝劑PAM用量分別為400mg/L和10—15 mg/L及氣浮器入口SS為3234.0mg/L、COD5為3716.9mg/L時，SS和COD5去除率分別為98.5%和81.8%.從這些數據可看出，淺層氣浮法處理造紙白水俱有效率高、投資少、運行可靠的特點，是一種高效的廢水處理設施。一般來說，物理法只能去除廢水中的大顆粒物質，如進一步淨化廢水，還需更深的處理。

　　4、生化法

　　生化法是利用微生物降解代謝有機物為無機物來處理廢水。通過人為創造適於微生物生存和繁殖的環境，使之大量繁殖，以提高其氧化分解有機物的效率。根據使用微生物的種類，可分為好氧法、厭氧法和生物酶法。

　　4.1 好氧法

　　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。除此之外，改良的活性污泥法還有序列活性污泥法(SBR)。它與傳統的活性污泥法的反應機理相同，但運行操作不同。它是採用間歇曝氣，主要設備僅用反應池，污泥在池中依次完成反應、沉澱、排水及排泥工序。與傳統的方法相比，它的設備簡單，佔地面積平均減少30% ，投資節約20% ～40% ，運行費用低，處理效率高。該法可適應於負荷的變動，能有效地防止污泥膨脹。施英喬等人研究發現，SBR法的活性污泥沉降指數在曝氣池進行運行10天后即降至100 ml/g以下，而常規活性污泥法SVI值在150—250 ml/g之間。這表明SBB活性污泥法處理過程的厭氧J缺氧J好氧環境抑制了引起污泥膨脹的絲狀菌的繁殖生長，同時證明了SBR活性污泥法的優勢。

　　4.2 厭氧法

　　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，厭氧菌通過厭氧呼吸從分子中釋放能量。它的操作條件要比好氧法苛刻，但具有更好的經濟效益，因此也具有重要的地位。目前開發出的有厭氧塘法、厭氧流動床法、厭氧膨脹床法、厭氧旋轉圓盤法、厭氧池法、升流式厭氧污泥床(UASB)法等其中應用較多的是UASB法。它可以形成顆粒狀污泥，污泥的濃度和生物活性都很高，能達到很高的負荷和處理效率。

　　4.3 生物酶法

　　酶處理有機物的機理是先通過反應形成游離基，然後游離基化學聚合反應生成高分子化合物沉澱。與其他微生物處理相比，酶處理具有催化效能高、反應條件溫和、對廢水質量及設備情況要求較低，反應速度快，對溫度、濃度和有毒物質適應範圍廣，可以重複使用等優點。金漢適等人為了分離亞銨廢液中的固形物(固含量為12% ～18%)，採用能使纖維素、木素降解的白腐真菌，進行生物轉化處理，可提高其飼用營養價值。同時，利用生物轉盤，廢液與白腐真菌接觸6～8 h，COD5可除去75%，BOD5去除75%及色度值也下降了。Royer等人對廢水進行了生物處理，3天后脫色率可達到80%.秦文娟等人研究發現，利用固定馴化白腐菌能有效地使氯漂E段廢水脫色，也能去除氯漂廢水中的酚類物質，其中白腐菌能在24 h內使廢水脫色50%以上。不過，由於酶的流失和失活及成本等問題，生物酶法的大規模工業應用還受到一定的製約。

　　5、多種方法的配合使用

　　單一使用某種方法進行廢水處理，不僅成本高，處理後的廢水也難達到排放標準，所以，實際生產中一般都採用多種方法配合使用，尋找最佳的搭配方式，既獲得良好的處理效果，又可盡量降低處理成本，並使流程簡單化。物理化學分離法只適用於介質可極化或磁化的污水處理，物理降解法利用細菌降解有機物，所需時間較長，佔地面積大，且對低濃度污水處理效率低;化學分離法用添加化學藥劑使污染物沉或生成無害物質，這種方法要選擇對污染物有針對性的化學藥劑，可以與其他方法聯合使用。

　　總結

　　造紙廢水的末端處理雖然已有許多成熟的工藝，但從經濟和環境雙重角度考慮，清潔生產及零排放才是最為理想的工藝。傳統的廢水處理技術也不斷被革新和發展。每種方法和工藝都有其優缺點和適用條件。一般來說，廢水中的污染物是多種多樣的，也有各自最佳的處理方法，因此不能期望一種方法就達到處理目的，往往需要幾種方法組成一個處理系統，才能完成所要求的功效。