制浆造纸废水联合深度处理技术应用及运行分析

制浆造纸废水联合深度处理技术应用及运行分析

杨娟维

身份证号：610402197712251247

摘要：制浆造纸工业是我国至关重要的基础原材料产业，在国民经济中占据重要地位。目前，我国已发展成为世界上最大的纸张生产与消费国，纸和纸板产量占全球总产量的1/4以上。工业的发展也带来了污染的增量，据统计，制浆造纸行业的废水排放量占全国工业废水排放量的13.0%。制浆造纸废水中含有大量的半纤维素和木质素，以及纸张添加剂、油墨与脱墨化学药剂等芳香族有机污染物，这些物质化学稳定性较好，很难通过传统的物化-生化处理方式从废水中脱除，导致制浆造纸生化出水仍有一定的生物毒性。随着水质问题严峻、水资源日益紧缺，对工业废水的排放有更高的要求。因此，对造纸生化出水进一步深度处理，去除物化-生化处理过程中悬浮物与难降解的有机污染物，达到更加严格的排放要求，实现水的回用，在减少水资源消耗与降低水污染物环境危害等方面具有重要意义。

关键词：制浆造纸废水；深度处理技术；应用；运行分析

引言

制浆造纸废水是指制浆造纸生产各工段产生的废水，包括备料废水、制浆废水、洗筛漂废水、造纸白水、污冷凝水等，各工段废水污染特征差异较大。备料废水含有料渣、泥砂、果胶、色素等；化学法制浆废水含有木素改性或降解产物、半纤维素和纤维素的降解产物、硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠等；化机法或机械法制浆废水含有细小纤维、木素降解产物、多糖类、有机酸等；废纸制浆废水含有油墨、细小纤维、填料、助剂、热溶胶等；洗、筛、漂废水含有悬浮纤维、溶解性有机物、剩余漂白药剂、有机氯化物AOX等；造纸白水含有细小纤维、填料、胶料等；污冷凝水含有萜烯类化合物、甲醇、乙醇、丙酮、糠醛、有机硫化物等。由上述可知，制浆造纸废水成份复杂、污染物多、色度大、可生化性差，属于较难处理的工业废水，是我国主要的工业污染源之一。

1水质特征

制浆造纸废水中的主要污染物有4类：还原性类（如木素及衍生物等），用COD表征；可生物降解类（如半纤维素、寡糖、有机酸及醇等），用BOD表征；悬浮类（如细小纤维、无机填料等），用SS表征；色素类（如油墨、染料、木质素等），用色度表征。二级生化处理后，废水中仍含有多种有机物质，主要包括木素、木素衍生物、纤维素、漂白药剂及施胶过程中的添加剂等，不同污染物各具特点，构成了二级生化出水水质的多样性。二级生化处理后，废水中COD、色度等污染物的浓度仍然较高，仍达不到GB3544-2008的排放限值要求。因此，需对二级生化出水进行深度处理，确保污染物达标排放。

2制浆造纸废水联合深度处理技术应用及运行分析

2.1生物基因工程技术

随着基因工程理论的不断发展和成熟，与基因相关的杂交技术等技术也得到了飞速的发展。随着这些技术的发展，逐渐出现了工程菌的概念。工程菌通过采用基因工程方法使外源基因能够高效表达的菌类细胞株系，目的在于提高菌种的功能和生存能力。基因工程在环保领域的应用在上世纪80年代已经出现，经过发展，目前人们研究热点主要集中于质粒转移、原生质融合和基因重组3种方法。上面谈到生物酶技术时，已经介绍漆酶能够降解木素和其他有毒的酚类化合物，其在制浆造纸有巨大的应用价值，同时也在其他领域的工业废水具有很重要的地位，因此受到广泛的关注，其中研究最多的是担子菌的高等真菌，然而该类真菌经产酶量并不高，所以需要提高其产酶量以降低水处理成本。为提高真菌产酶量，学者们开始结合分子生物学技术研究漆酶基因的异源表达，主要采用了克隆技术。目前漆酶基因的克隆主要采用RACE技术、外显子拼接PCR法、RT-PCR技术、基因步行技术等。

2.2混凝处理技术

在制浆造纸废水深度处理作业实践中，基于混凝的处理技术同样得到了相当深入的应用。此项技术的核心思想是将一定比例的絮凝剂添加至经生化处理后的二次沉淀池出水段内，通过絮凝反应的方式形成基于正电荷的水解聚合产物。通过此种方式，水中正电荷可以与带电粒子进行压缩双电层反应，逐步引导水体中污染物粒子形成大颗粒絮体，再通过沉淀的方式将污染物自废水中去除，达到提升水体质量的目的。在此过程当中，对絮凝剂的盒里选用直接影响混凝处理技术对制浆造纸废水深度处理的整体效果。目前技术条件支持下，业内应用较为广泛絮凝剂包括聚合氧化铝、三氯化铝、硫酸铝、硫酸亚铁以及聚合硫酸铁等。其中，硫酸铝沉淀性能相对不足，需要通过混合一定比例聚合氯化铝的方式，以强化絮体沉淀性能，发挥对制浆造纸废水的深度处理与净化效果。除此以外，在中性环境下，不建议单独选用硫酸亚铁絮凝剂，可通过结合漂液的方式，以保障水体质量。从现阶段来看，在利用此项技术对制浆造纸废水问题进行处理时，假定二次沉淀池出水COD含量为300.0mg/l，则经絮凝处理后出水COD含量多维持在100.0mg/l～150.0mg/l范围内，尚无法达到低于100.0mg/l的标准，且使用絮凝剂过程中的化学污染问题是不容忽视的，应当在应用期间着力解决。

2.3电化学法

电化学法是一种高效、适应性很强且无二次污染的处理方法，对COD、NH3-N的处理效果显著，包括电化学氧化法、电絮凝法、电解气浮、内电解法。电化学氧化是环境电化学的一个分支。它的基本作用原理是通过电极表面的电催化作用或电场作用而产生自由基，借助自由基的强氧化作用使有机物氧化为CO2和H2O；另外也可将不易生物降解的物质转化为可生物降解的物质，作为生物处理的预处理工艺。电化学氧化法的能量利用率高，设备简单，无二次污染等。有研究表明，采用电化学法处理造纸废水，在pH值为8时，COD和色度的去除率均随着搅拌速度、电流密度、电解液浓度和温度的增加而增大，电能消耗量随着电解液浓度和搅拌速度增大而减小。采用复合式絮凝床对制浆中段废水进行预处理，借助电解及电凝聚对废水中污染物的还原、凝聚、氧化、气浮分离、中和等多种物理化学作用，提高了废水的CODcr去除率，同时改善了废水的生化性。

2.4生化法

1）好氧生物法：好氧生物处理法包括，活性污泥法，生物膜法，氧化塘法等多种处理技术。是存在一定的化学原理，针对不同的物质特征展开反应，对于制浆造纸废水中的有毒物质进行有效处理。2）厌氧生物法：国内应用厌氧生物法的时间较短，但是厌氧技术以其独特的处理高浓度有机废水的优势在处理污水中得到较多的关注，针对高浓度有机废水中的物质进行处理。3）生物酶法：这一办法主要应用于造纸中段废水中有机氧化物的处理，虽然在最开始使用时有很好的效果，后来就发现了酶的不确定性较大，控制上存在难度，加上成本较高，获取难度较大而减少使用。

结语

制浆造纸废水在实施深度处理时，不同处理技术均有不同优点及缺点。在具体实施过程中，应对不同处理方法进行综合考虑与使用，才能够收到较好处理效果。在选择处理工艺技术方法时，应遵循生化为主、物化为辅原则；应依据实际情况，对厌氧生物处理系统与好氧生物处理系统实施正确选择。同时，应避免二次污染。

参考文献

[1］宋成建，许鹏翔，王文博，等.13X/SBA－15复合分子筛的制备及其处理造纸废水的研究［J］.中国造纸，2020，39(7):92－96.

［2］王森，肖雪莉，程赛鸽，等.铁碳微电解联合过硫酸盐深度处理造纸废水的研究［J］.工业水处理，2020，40(4):71－75.