制浆造纸废水深度处理技术及应用

制浆造纸废水深度处理技术及应用

杨传贤

山东丰源通达电力有限公司山东枣庄277300

摘要：为了满足国家提出的可持续发展理念，水污染、环境污染等问题必须得到妥善处理。国家现在高度重视污染治理，开发了许多治理污染的新技术，有关制浆造纸方面产生的废水提出了深度处理的要求，高标准，严要求。本文简要介绍了我国制浆造纸工业产生的废水情况以及国内外对制浆造纸废水深度处理的研究现状，分析了几种制浆造纸废水深度处理的最新技术以及这些新技术的应用情况，希望可以更好的处理制浆造纸废水。

关键词：制浆造纸；废水深度处理技术；应用

1.制浆造纸产生废水情况简介

造纸工业在我国工业结构中占据重要比重，尤其是在国家“十一五”规划期间得到迅猛发展，造纸产业的产值翻了一倍以上。我国产的纸及纸板产量占全球总产量的四分之一左右，虽然近些年来互联网技术发展迅速，对传统造纸工业造成一定冲击，但是我国人均纸和纸板消费量仍接近70千克。尽管造纸工业采用了一些技术处理废水，减少了一定量的水污染，但是2010年造纸废水排放的CODCr仍然占据轻工业排放总量的一半之多，导致原料消耗多，产品质量差，污染高，这些指标都远远落后于发达国家水平，不能满足国家对于制浆造纸工业的污染排放要求，必须进行整改。因此造纸工业响应国家号召，开发新技术对制浆造纸废水进行深度处理，按照可持续发展理念减少污染物排放。

2.目前制浆造纸废水深度处理的研究情况

随着国家对环境保护的重视，国家在2008年公布了新标准来要求造纸工业的污染物排放，因此随之而研发出了许多制浆造纸废水处理和深度处理技术，主要有膜分离技术、电化学技术、吸附混凝技术等，这些技术有的已经应用在废水处理中，有的还在试验阶段，准备投入使用。但是这些技术还存在一定的缺陷，比如有些技术研究不完善，有些技术的实现成本太高，所以在我国造纸工业中应用并不广泛。在一些发达国家这些技术已经相当成熟，在国外造纸工业中应用很广，并且处理后的废水已经可以达到国外的排放标准。但是我国的造纸技术可能由于某些环节污染太大，即使将上述废水处理技术应用在我国造纸工业中，处理过后的废水依然不能满足我国对造纸工业的污染排放要求。

3.几种最新制浆造纸废水深度处理技术及其应用

3.1利用磁场对废水进行预处理

磁现象在自然界中是一种十分常见的现象，磁场对水的性质会产生一定的影响，比如1890年Fauce采用一种电磁设备处理锅炉水，可以很有效地减少蒸汽锅炉的结垢现象。根据法拉第的电磁感应理论，水在磁场中运动时，会切割磁感线产生一定的电荷和电动势，电荷会在电动势的作用下运动，因此水中就产生了电流，如果水中含有一些带点粒子，这些粒子也会在电动势的作用下产生运动。所以水在磁场中运动之后水中的电位和电荷会对废水以及水中的其他物质的状态和性质产生影响，所以理论上只要不是完全纯净的水都会在磁场中被磁化，改变水中有机物质的结构来改善水质。利用磁场处理废水就是基于这一原理，在水流必经区域设置磁场来改善废水水质。我国从20世纪60年代左右开始研究利用磁场处理废水，最初主要是用来防止锅炉水和冷却水结垢，后来应用在制浆造纸废水处理中，效果显著。

3.2利用生物酶处理废水

使用生物酶处理废水是十分有效地手段，因为有些酶可以有效地分解废水中的有机物质，净化废水，用于制浆造纸废水深度处理的生物酶技术主要有白腐菌产漆酶技术、产漆酶与松柏醇协同作用技术。

制浆造纸产生的废水经过二次处理后由于一些木素的存在色度很高，不能达到国家的排放标准，这种色素很难降解，传统的方法也无法去除。有学者实验发现漆酶可以有效分解这种木素，主要原理是木素在漆酶以及其介体的作用下发生氧化聚合作用，形成沉淀，方便去除。有学者对某造纸厂产生的废水经过生化处理后，再用漆酶处理废水，其中废水中含有18毫克每升的木素，60毫克每升的CODCr，经过处理后，木素去除了82%，CODCr去除了76.9%，色度也从186倍减少到28倍，符合国家的排放标准。

漆酶也可以促进酚类化合物和芳香类化合物以及胺类化合物的反应，通过反应去除这类物质，松柏醇对环境十分友好，并且具有很强的脱氢聚合能力。漆酶和松柏醇结合使用可以有效去除木素等有机物，主要是松柏醇在漆酶体系的作用下脱氢，木素及其衍生物与苯氧游离基结合形成二聚体，进一步脱氢再和其他自由基结合最终生产大分子疏水性聚合物，然后通过沉淀去除。有人用在漆酶体系中加入松柏醇处理某造纸厂产生的经过生化处理后的二次废水，废水中木素含量30.2毫克每升，CODCr含量160毫克每升，处理后木素去除掉81.4%、CODCr去除掉86.9%，色度从130倍降到20倍，处理效果明显。

3.3使用复合仿生物酶处理废水

利用生物酶来处理制浆造纸废水效果显著，但是存在一定的局限性，比如很多生物酶的成本比较高，对处理条件要求严格，处理环境需要稳定，并且生物酶一段时间后容易失活等，因此一些学者研究使用仿生物酶来处理制浆造纸废水。仿生物酶的主要有效成分是金属配位化合物，它可以达到生物酶相同的功能，并且这种化合物的结构稳定，对处理条件也没有苛刻的要求，因此应用前景广阔。有学者研究表明亚铁血红素酶模型可以氧化非酚类木素模型化合物，但是也有学者表示这类亚铁血红素酶模型也会分解碳水化合物，不能用于制浆造纸废水的深度处理。谢益民教授带领他的团队研究了铁-多元羧酸（Fe-CA）型仿生物酶对木素的作用，结果表明它可以使大多数的木素聚合，形成大分子木素沉降，还可以促使一部分木素降解，从而可以有效去除木素。他们使用Fe-CA-混凝技术处理某厂产生的工业废水，废水中CODCr的行亮为500毫克每升，色度为350倍，经过处理后CODCr去除了90%，色度降低了91.4%，处理后的废水满足国家最严格的排放要求，并且使用该工艺对制浆造纸废水进行深度处理的成本低廉，每升水仅需要1.15元。

3.4使用光催化氧化技术处理废水

近些年光催化氧化技术得到了大力发展，因为光催化氧化技术对环境的危害非常小，光催化主要是使用n型半导体作为催化剂，如果紫外线的能量大于禁带宽度，照射在半导体上会将价带电子激发到导带上，形成一些活性电子和空穴，可以破坏一些结构稳定的污染物。周敬红等研究了用UV/TiO2对制浆造纸废水进行深度处理，结果表明造纸厂产生的废水经过生化处理后主要含有酯类、酚类、醛类、酮类和芳香族化合物，也含有一些烃键、羧基、羰基等基团。他们使用UV/TiO2法对广西某制浆造纸厂的二次废水进行深度处理，废水中CODCr的含量为250毫克每升，色度为400倍，经过处理后CODCr去除了75.9%，色度去除了96%，达到了国家的排放标准。

3.5使用组合技术处理废水

有些情况下，单一的水处理技术不能满足需要，通常采用组合技术进行深度处理。AlfredHelble等用臭氧和生物膜相结合的技术来对废水进行深度处理，发现可以很好地去除废水中的COD、色度和AOX，并且臭氧的使用量少，成本较低。冯晓静等人利用电化学技术和微生物技术结合，对山东某造纸厂的二次废水进行深度处理，废水中CODCr的含量为377毫克每升，色度为350倍，经过处理后CODCr去除了90.2%，色度去除了97.1%。

4.结语

综上所述，制浆造纸工业产生的废水污染严重，并且污染物去除比较困难，一次处理很难满足要求，因此必须大力开发制浆造纸废水深度处理技术，减少废水中污染物含量，有关制浆造纸废水深度处理的技术已经开发出了几种，造纸工业要推广深度处理技术的应用，同时积极开发新技术，努力实现国家可持续发展战略。

参考文献：

[1]赵登，张安龙，罗清.制浆造纸废水深度处理新技术[J].黑龙江造纸，2013(03):36-39