造纸废水处理工艺分析

Posted 2023-01-12 生物

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水体污染一个重要来源就是造纸废水，本文在分析造纸废水的几种处理方法的基础上，探讨了造纸废水处理工艺发展趋势，提出应该从污水资源化战略、实施清洁生产等方面进行造纸废水的污染防治工作。
0 引言
目前，我国造纸业排放废水造成的污染较为严重，占到全国工业废水排放总量的15%上下，其中，全国工业COD 排放总量的1/3 以上都为造纸业排放废水的COD。加上造纸业废水排放中具有大量的无机碱、木质素、纤维素，还有其他的蛋白质、树脂和丹宁等等物质，这样，就形成了碱度较大并且色度较大的废水，较大的排放量也决定难降解物质含量高和耗氧量大的特点，这样致使水体污染和生态环境收到较为严重的破坏。充分合理的回收利用资源，针对合理利用和发展造纸废水治理技术，这不仅对于造纸工业可持续发展具有重要意义，而且对于促进我国生态环境发展也具有重要现实意义。
1.造纸废水的处理方法
1.1 物理化学法
对于处理污水的重要方法的物理化学方法来说，气浮、吸附法、沉淀和反渗透则往往是主要的物理方法，而氧化还原法、化学沉淀法、中和法和混凝法则是主要的化学方法。为了使得废水去除SS 并进行脱色，从而降低COD、BOD，这是上述物理化学方法的主要作用[2，3]。
(1)气浮法。空气通入水中后能产生细小气泡，为了使得空气泡上能够附着水中细小悬浮物形成的矾花，还需要把混凝剂加入废水中，这样所谓的浮渣就是随气泡一起上浮的悬浮物，这样就能有效进行水中的悬浮物质回收，提高改善水质。
(2)净水剂法。沸石净水剂是在造纸废水处理中应用最广的物质。可逆地脱水特征这是由一组架状构造含水铝硅酸盐矿物所决定的。经过试验研究证明，造纸废水COD 的去除率在沸石净水剂的作用下能够达到80%以上，其净化能力较为明显。并且时间周期很短，一般在分钟内完成净化过程，特别适合对于大批量废水的处理。
(3)光催化氧化。对于在光化学氧化技术的基础上发展的光催化氧化技术来说，其催化剂往往是n 型半导体，这包括常用的TiO2、ZnO、CaS、WO3、SnO2 等等，其中TiO2 效果最为明显。半导体的价带电子，在存在能量大于禁带宽度的紫外光照射半导体的情况下，能够吸收光能，然后产生活性电子和带电荷的空穴，被激发到导带上，这样就使得氧化- 还原体系形成，使得对于结构稳定的生物的难降解污染物的有效破坏成为可能。
(4)臭氧氧化分解法。废水中的有机物分解成无毒物质的相关处理方法就是氧化分解法的实质。
1.2 生物处理方法
利用微生物的新陈代谢，能够有效把废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物进行处理，这就是生物处理方法，这样通过转化为无害稳定的物质，从而净化废水。对于除BOD、COD 不可缺少的二级生物处理过程的生物处理法来说，其特点就是脱色、去除SS 和除臭等等。一般情况下，根据参与作用的微生物种类和供氧情况，厌氧生物处理、好氧生物处理和好氧厌氧组合处理几种基本方式。对于运行费用低廉且使用历史较为久远的生物处理方法来说，为了提高造纸废水的处理效率，与上述方法合理组合则是有效手段。
(1)好氧生物处理法。在有氧条件下，利用好氧菌来进行降解污染物的方法则是好氧生物处理法。其中，活性污泥法和生物膜法两类是常见的好氧生物处理法，这是根据好氧微生物在处理系统中所呈的状态不同而定的。
(2)厌氧生物处理。在无氧的条件下，利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌能够有效对于有机污染物进行降解处理的技术就是厌氧生物处理。通过厌氧生物处理，复杂的有机化合物能够有效转变为简单、稳定的化合物，被有效降解，同时释放大量能量，往往甲烷则是能量的表现形式。考虑到造纸废水具有pH 高、COD、色度高而BOD、COD 则较低等特点，这样选用直接好氧生化则较为困难，往往比较有前途的方法就是厌氧法。
2.造纸废水治理的新趋势
2.1 膜技术
在工业废水的处理中应用膜技术，这还是目前较为热门的研究难题，我国部分研究人员取得一定成绩。黄江丽等人对造纸废水在0.8μm微滤与50nm 超滤无机陶瓷膜组合工艺进行了处理，在温度为15℃、压力为0.1MPa 的操作条件下，0.8μm 膜对比COD去除率为30%- 45%，50nm 膜对COD去除率为55%～70%。
2.2 人工湿地处理技术
所谓的人工湿地就是通过模拟天然湿地的功能而人工选择的一定的地形和位置的区域，能满足认为需要而进行设计的湿地。有机物去除能力在人工湿地对于造纸废水处理过程中表现较为明显，为了去除有机物，这是通过湿地床的物理截留沉淀和生物吸收降解作用来完成的。一方面，湿地床中填料床的沉淀、过滤等物理沉积作用能够对于造纸废水中的不溶性有机物进行截留作用，同时能够使得部分兼性或厌氧微生物得以利用；另外一方面，植物根系及填料表面生物膜的吸附作用，还包括其相关的生物代谢作用能够对于废水中的溶解性污染物进行降解去除。
2.3 实施清洁生产
清洁生产则是目前最受关注的污染防治的策略和方法，这可以看作是企业管理的催化剂、技术创新的推动者和工业模式的革新者，对于世界范围内的清洁生产推行来说，这就是连接工业化和可持续发展的桥梁。
3.结语
考虑到造纸废水成分复杂特点，在实际应用中应该充分考虑各种处理工艺的优缺点，结合考虑实际中的生产技术水平，在选择处理工艺之前，详细比较不同的条件下对技术和经济评价，在有可能的情况下，为了确定最佳处理及回收方案，可以采用几种工艺的联合处理。