第一篇：化纖造紙廢水處理工藝研究

化纖造紙廢水處理工藝研究

摘 要：本文介紹了處理化纖廢水的工藝和流程、工程參數(shù)以及處理工藝的調(diào)試和實際運行狀況。

關鍵詞：化纖造紙廢水；市政污水處理工藝；設計方式

一、造紙廢水概況

污水處理廠面對的排污企業(yè)，主要為化纖和印染制造廠、造紙廠、各種類型的化工廠等。此外，污水處理廠還負責處理市區(qū)居民日常生活中排放的廢水。通過測量工業(yè)污水的總量，并分析處理項目調(diào)查結果，可以得知處理廠的設計規(guī)模，以及進入廢水處理流程的工業(yè)污水比重大小。

市區(qū)內(nèi)的化纖造紙企業(yè)為了使排放的污水符合質(zhì)量指標，在污水進入市政處理環(huán)節(jié)之前，已經(jīng)對污水預先進行了處理。對企業(yè)排放污水的調(diào)查結果顯示：化纖廢水的質(zhì)量浮動明顯，色度比其他種類的廢水高；同時，污水中含有的各種化學元素含量也較高。

纖維廢水中含有的污染物質(zhì)，主要包括各種難以溶解的纖維、色素和有機污染物等。這種顏色較深、含有許多懸浮物質(zhì)，且成分復雜的纖維廢水，是污水處理的主要對象。在洗滌和漂白階段，產(chǎn)生的廢水中含有大量的纖維素、木質(zhì)素和難以被生物分解的樹脂酸鹽。從抄紙機內(nèi)流出的纖維污水中，也含有較多纖維成分，以及在造紙流程中添入的膠料和其他填料。

我們對某市政污水處理項目進行了調(diào)查。這一項目需要處理的廢水量較大，且生活廢水對這種工業(yè)污水的稀釋作用又不強。在進行混合之后，污水中BOD和COD的比值仍然低于0.3。這說明此類污水屬于難以被降解的廢水，接收到的工業(yè)污水已經(jīng)通過了第一道程序的生化處理，余下的污染物質(zhì)多為有機物，含有很難被降解的較穩(wěn)定苯環(huán)和氮含量較多的雜環(huán)物質(zhì)。這些幾乎無法處理的聚合類物質(zhì)，會對水質(zhì)造成很大干擾。工業(yè)污水中含有較多的粘膠狀纖維和化纖，顏色程度較高。即便是被生活污水稀釋之后，這種廢水自身的色度仍然在150倍左右。

從造紙廢水的特征中，可以大致提煉出設計技術方面的重點：由于待處理的廢水成分復雜，包含了多種很難降解的有機成分，且色度很高，因此，要選擇針對性強的工藝流程，確保污水處理符合標準。我們可以將處理工藝的對比和處理廠設計方式作為研究重點。

二、工藝中試環(huán)節(jié)

排入市政管道的工業(yè)廢水，所含成分往往十分復雜，處理起來比較困難。因此，造紙廢水進入市政處理環(huán)節(jié)之前，需要符合特定的要求；處理廢水的專業(yè)化技術應當滿足標準。工業(yè)污水的處理效果，涉及到環(huán)境效益、經(jīng)濟效益，以及處理過程對周圍環(huán)境的影響。在對處理工藝進行具體設計之前，需要中試同種類市政處理廠的處理效益，在此基礎上確定可行性強的處理方案。

（一）操作步驟

第一步是對污水進行預先處理。為了確保這一處理步驟的順利進行，并實現(xiàn)理想的處理效益，應當首先對污水進行預先處理，提高廢水的可生化特性。建議選擇水解酸化的處理方式，因為這種方式可以借助厭氧的微生物，來分泌出一種酶物質(zhì)，加速大分子的污染物質(zhì)向小分子的物質(zhì)轉變，提升污水的降解幾率，加強可生化性。這種工藝流程有效利用了某些厭氧物質(zhì)的化學反應，縮短了水解過程和酸化過程的時間。用來進行水解處理和酸化處理的細菌，基本是厭氧型和兼氧型的細菌。因此，這種化學反應所需要的氧氣含量低，能夠節(jié)約資源，且對于有機負荷的承受能力較強。

第二步是采用生化方式進一步處理。二級生化處理過程的主要任務，是去除較多的COD。因此，強化生化處理是處理流程的重要部分。對于這種技術的模擬，目標是對技術方案進行比較，并選擇合適的一種方案。

第一種方案是在處理池中加入生物性質(zhì)的助劑，如功能特殊的菌種或這些細菌產(chǎn)生的蛋白酶物質(zhì)。生物性質(zhì)的助劑已經(jīng)被推廣采用，其處理成效明顯。例如：某造紙廠排放的污水，在加入助劑之前，去除COD的含量僅達到了60%；但是在加入了助劑之后，可以除掉約為75%的COD。

第二種方案是加入活性的炭物質(zhì)。對于近似處理廠的調(diào)查顯示：廢水的可生化特征不顯著，微生物不能取得容易被降解的碳物質(zhì)，因此，微生物的繁殖會被抑制，生物含量會下降，水池中污泥的含量低，難以滿足要求?；谶@樣的考慮，可以在處理池中加入特定量的活性炭物質(zhì)，用來去除污染物中的有機物，并作為微生物附著的載體。充足的反應時間，可以確保生化降解過程在炭物質(zhì)的縫隙中實現(xiàn)，降解一些成分多樣的有機物，產(chǎn)生出針對性強的特殊菌種。

第三步是深度處理造紙廢水。這種處理的目標，是除掉廢水的色度，并對殘留的COD進行進一步去除。通常情況下，可以遵循混凝沉淀——消毒——過濾的處理流程。

（二）操作方案

通過對處理對象的深入研究，依據(jù)可行性強、節(jié)約資金的基本原則，可以確定具體中試方案：水解酸處理——對氧化溝進行改良——進入沉淀池處理。將試驗裝置的流量設定為每小時100L，進入裝置的水源來自沉砂池流出的水，污泥來自處理廠內(nèi)部各種構筑物的殘留物。

研究中試結果的目的包括：確定各種技術方案的優(yōu)勢和缺陷；選取合適的階段性設計參數(shù)，并確定合理的藥物投放含量，為下一步的設計方式提供科學根據(jù)；比較不同工藝設計方式的資金消耗，綜合衡量方案的可行性與經(jīng)濟性；依據(jù)分析結果，選擇最適合本次處理的工藝設計方式。

（三）操作結果

如果不加入藥劑，則經(jīng)過處理的廢水中COD含量浮動范圍為每升56毫克到84毫克，色度浮動范圍為25倍到40倍。經(jīng)過處理的廢水中COD達標天數(shù)較少，主要原因是：生化處理池中含有的微生物較少，處理效率不高；進入處理廠的水源含有很難被降解的有機聚合物質(zhì)，這種物質(zhì)適合采用吸附方式除掉，經(jīng)過深度處理之后，去掉混凝沉淀物質(zhì)的比例較小。造紙廢水的平均色度超過了標準，經(jīng)過試驗和分析，得知產(chǎn)生色度的物質(zhì)多數(shù)為很難形成微粒的溶于水的染料，余下的指標都相對穩(wěn)定。改良性質(zhì)的氧化溝在去除氮和磷方面成效明顯，生化系統(tǒng)本身的緩沖作用也不容忽視。

能夠影響生化處理效果的物質(zhì)還包括助劑物質(zhì)。如果投入少量的生物助劑，能夠提升約為4%的COD去除量。這種處理方式，除去個別的高含量天數(shù)之外，都能夠符合處理標準，但是不利于去掉色度。由于化纖污水中含有很多有機成分的染料，這些染料內(nèi)部分子構成相差較大，而助劑只能針對單一種類的染料，因此，總體的處理效果并不十分理想，對于色度的降低幅度也不夠大。

將活性炭加入到改良性質(zhì)的氧化溝之后，可以有效提升COD的去除概率，以及廢水中微生物的含量數(shù)值。這是因為炭物質(zhì)可以吸附大量的纖維、聚合物以及有機分子。這部分炭物質(zhì)可以作為微生物附著的載體，反復流動在氧化溝內(nèi)部，經(jīng)歷氧的交互環(huán)節(jié)，實現(xiàn)強化反應的目標。在有效除去廢水中的COD和色度之后，可以穩(wěn)定住出水的質(zhì)量指標，進而確保工藝流程的順利實現(xiàn)。

造紙廢水的色度和COD具有某些相關性，加入活性炭可以產(chǎn)生雙重的處理效果。每一種設計方案在投入的資金總量上差別不大，只是藥劑價格方面有差異，但是這部分差異在總體資金中所占的比例較低。因此，我們需要綜合對比設計方案產(chǎn)生的費用，以及運行流程的經(jīng)濟程度。

圖1

三、常見問題及解決

作為調(diào)查對象的市政污水處理廠從投入運行開始，沒有出現(xiàn)嚴重問題，保證了造紙廠廢水處理程序的順暢。用于處理污水的設施整體上處于良好運行狀態(tài)，然而，仍然有一些需要解決的問題：

首先是清液的回流問題，主要包括濃縮池和淤泥脫水產(chǎn)生的清液。如果將這兩種清液回流到格柵之前，和進入系統(tǒng)的污水一起流入生化處理環(huán)節(jié)，則會導致液體中的化學成分不斷堆積在氧化溝內(nèi)部，改變微生物得以存在的化學環(huán)境。例如：聚合物PAM不容易被降解，且這種物質(zhì)的單體有毒害作用。這就破壞了微生物的活性，導致從處理廠流出的污水質(zhì)量不佳。對于這種情況，可以將液體引入密度較高的沉淀池內(nèi)部，在配水井內(nèi)進行物化處理，經(jīng)過循環(huán)改善微生物生存的液體環(huán)境。其次是在PAM中加入藥物的問題。在加入處理藥物時，要確保藥物濃度符合特定數(shù)值，并采用單獨的管線來加入藥物。在系統(tǒng)運行過程中，如果管道被阻塞，則會阻斷藥物的投入，影響到沉淀池對于污水的處理作用。在某些時段內(nèi)，從系統(tǒng)中流出的污水達不到標準。為了增強藥物投入系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，可以考慮采用兩根管線來添加藥物。為了提升淤泥處理設備的脫水效率，可以加設污泥濃縮裝置，限定濃縮所消耗的時間。這樣做能區(qū)分生化性質(zhì)的淤泥和化學成分的淤泥，將它們分開處理，防止彼此干擾。

結語

通過完善市政處理化纖污水的工藝，改進了處理方式，節(jié)約了污水處理的資金，并提升了污水處理和回收利用的效率。經(jīng)過處理之后，化纖造紙污水中有害的化學成分被分解，污水質(zhì)量已經(jīng)符合地方標準。目前，大部分城市地區(qū)處理化纖廢水的設備還不夠先進，處理工藝也有待改進。應當總結污水處理工作的經(jīng)驗教訓，以此為基礎來設計更加高效的處理方式，保護市區(qū)環(huán)境清潔和居民健康。

參考文獻

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第二篇：造紙廢水處理工藝研究

造紙廢水處理工藝研究

目前，造紙行業(yè)是世界六大工業(yè)污染源之一，它產(chǎn)生的廢水量約占國內(nèi)工業(yè)總廢水量的10％。造紙廢水按其產(chǎn)生環(huán)節(jié)分為制漿廢液、中段水和紙機白水。制漿廢液通過常規(guī)的堿回收工藝可以得到回收利用；紙機白水通過氣浮或多盤真空過濾等處理后可直接回用于生產(chǎn)；通常所說的造紙廢水主要指的是中段水，它含有木素、半纖維素、糖類、殘堿、無機鹽、揮發(fā)酸、有機氯化物等，具有排放量大、COD高、pH變化幅度大、色度高、有硫醇類惡臭氣味、可生化性差等特點，屬于較難處理的工業(yè)廢水。為有效控制造紙行業(yè)帶來的水環(huán)境惡化和緩解水資源日趨緊缺的局面，世界各國不斷加大對造紙行業(yè)的環(huán)境執(zhí)法力度，既要求排放廢水水質(zhì)達標、主要污染物排放總量達標，又要對噸產(chǎn)品新鮮水用量進行控制。

為了降低造紙廢水處理的運行成本，提高去除效果眾多學者在造紙廢水處理技術方面進行了大量研究，其中常用于造紙廢水處理的工藝有以下幾種。吸附法

吸附法具有處理效果好、操作簡單、運行費用低等優(yōu)點。田淑卿等通過正交試驗，對粉煤灰處理造紙廢水的影響因素進行了研究，結果表明：對粉煤灰進行活化，能增加其對造紙廢水化學需氧量(COD)的去除效果；最佳的試驗設計方案為：粉煤灰經(jīng)40％硫酸活化、粒度160—200目、投加量為30g/100ml；影響COD去除率的大小順序為：投加量影響最大，粒度次之，活化方式影響最小。絮凝沉淀法

絮凝沉淀法具有工藝簡單、易于操作管理、有較高COD去除率，又可以避免二次污染，成本低且處理效果好，具有較好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。張福寧等將殼聚糖與硫酸鋁進行配比制得復合凈水劑處理廢水，COD的去除率可達85％以上。高飛等用復合聚鐵絮凝劑FPAS處理造紙廠中段廢水，結果表明COD去除率可達88％左右，優(yōu)于傳統(tǒng)的絮凝劑。

在最佳混凝效果控制方面，李臻采用聚硅酸鋁混凝劑處理COD為860～920 mg/L的造紙廢水，在pH 7.80、100 mL廢水中加人質(zhì)量分數(shù)1％的聚硅酸鋁水溶液0.2 mL、攪拌速率45 r/min、攪拌時間15 s、沉降時間15min的最佳條件下，COD去除率達88％ ；石中亮等采用殼聚糖處理造紙廢水，在50mL廢水中加入2 mL質(zhì)量分數(shù)1％ 的殼聚糖醋酸溶液、pH 6.5～6.7、攪拌速率120 r/rain、絮凝時間12 h的最佳條件下，COD去除率達65％。高級氧化技術

喬維川等研究了用臭氧法深度處理制漿造紙廢水的工藝條件，結果表明：臭氧與廢水接觸時間為5min、pH值8左右、臭氧的濃度為42.55mg/L時，廢水CODCr的去除率為80％以上，色度的去除率為93.34％。劉劍玉等采用臭氧預氧化一曝氣生物濾池(BAF)工藝對某鈔票紙廠廢水進行深度處理。結果表明，臭

氧預氧化處理能提高廢水的可生化性，廢水經(jīng)臭氧預氧化BAF工藝處理后(臭氧用量l00mg/L，臭氧與廢水接觸時間5min，BAF水力停留時間2．0h)出水CODCr濃度約40mg/L，色度幾乎完全去除，能夠達到較高的廢水排放標準或作為中水回收利用。

王兆江等采用Fenton體系氧化一絮凝工藝深度處理制漿造紙廢水，廢水經(jīng)UV/Fenton體系氧化一絮凝處理后，色度、COD、BOD污染負荷基本去除，達到制漿造紙工業(yè)水污染物排放標準，紅外光譜分析表明：廢水中木素結構被UV/Fenton氧化降解，苯環(huán)結構開裂轉化為脂肪族羧酸類物質(zhì)。

劉學文等以過渡金屬氧化物CuO為活性組分，采用催化濕式氧化法處理造紙廢水，考察Cu負載量、催化劑用量、反應溫度對廢水COD去除率的影響。結果表明：固定氧氣分壓在2.5MPa和反應時間3h，催化劑用量為3g，Cu負載量為4％，反應溫度為220℃，500mL濃度為3250mg/L造紙廢水的COD去除率為90％，色度去除率為89％，pH值由9.6變?yōu)?.8。

歐陽明等以復合表面活性劑為模板劑，微波法制備不同Ce摻雜量的介~Lwo3光催化劑，采用X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、UV—VisDRS和BET等對所得樣品進行表征。實驗表明，當Ce摻雜量為1％時，造紙廢水的光催化降解效果最佳。以1％Ce/W03為催化劑，光催化降解造紙廢水12h，廢水的色度和COD去除率分別為100％和83.4％。生態(tài)廢水處理技術

基于生態(tài)學原理的人工濕地污水處理技術是一項新型的廢水處理技術，通過對人工濕地系統(tǒng)的合理規(guī)劃與設計，可以實現(xiàn)污染的零排放，并最終使污水資源化。李麗娜等利用垂直復合流模擬人工濕地系統(tǒng)對廢紙造紙廢水進行處理實驗研究，結果表明，廢紙造紙廢水經(jīng)氧化塘系統(tǒng)處理后的pH值7.2～7.4，BOD5、CODCr、SS平均濃度分別為416mg/L、543mg/L、429mg/L，水負荷0．053m3/(m2.d)的條件下，經(jīng)人工濕地處理后BOD5、CODCr、SS的去除率分別為94.9％、91.4％、98.0％，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，連續(xù)穩(wěn)定運行12個月，處理后的尾水主要指標達到制漿造紙工業(yè)水污染物排放標準，可用于農(nóng)灌。

發(fā)達國家從20世紀9O年代起廣泛采用人工濕地處理工業(yè)廢水，出水COD、BOD 分別能達30 mg/L和10 mg/L以下。江蘇雙燈紙業(yè)有限公司利用當?shù)匮睾┩抠Y源優(yōu)勢，河南聚源紙業(yè)有限公司利用廠區(qū)閑置土地較多的優(yōu)勢，均采用生態(tài)法對造紙廢水進行深度處理，取得了良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。生物法

好氧法主要包括活性污泥法和生物膜法等兩種方法。

SBR活性污泥廢水處理制裝造紙SBR(Sequencing Batch Reactor)即序批式反

應器，是一種間歇式活性污泥處理系統(tǒng)，它已經(jīng)成為一種簡單可靠、經(jīng)濟有效和多功能的生化處理工藝，普通活性污泥法的BOD和懸浮物去除率都很高，達到90～95％左右，COD去除率達80％以上。

胡維超采用浸沒式膜生物反應器S-MBR進行了造紙廢水的中試處理試驗，結果表明COD去除率高達95％。季明采用膜生物反應器對造紙廢水生化池出水進行深度處理。研究發(fā)現(xiàn)，將生化池的出水直接進入反應器，解決由于營養(yǎng)低而難以提高污泥濃度的問題，從而提高了CODCr，去除效率；提出了優(yōu)化運行參數(shù)，在停留時間l 0小時，污泥濃度89/1時，CODCr，去除效率可以達到45％以上。

厭氧生物處理技術是對普遍存在于自然界的微生物過程的人為控制與強化技術，是處理有機污染和廢水的有效手段。造紙廢水含大量有機物及難降解物質(zhì)，適宜用厭氧法進行預處理。IC反應器是在UASB反應器的基礎上發(fā)展起來的第三代高效厭氧反應器，它具有處理量大，投資少，處理效率高，抗沖擊能力強，能耗低，占地省等優(yōu)點，擁有良好的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景，通過采用強制外循環(huán)IC反應器完成了造紙廢水的啟動研究，其COD去除率維持在73％一75g之間，其應用范圍已成為廢水厭氧生物處理的熱點之一。

李燕,刁智俊采用爆破制漿工藝生產(chǎn)高墻瓦楞紙，具有漿得率高、污染物排放少的特點，排放的造紙廢水含有較高的糖類物質(zhì)，BOD/COD較高，可采用UASB一好氧的廢水處理工藝，提高廢水排放的水質(zhì)標準，可達到了《污水綜合排放標準》一級排放標準。

吳香波等研究了白腐菌采絨革蓋菌Coriolusversicolor漆酶對木素聚合的影響，在有氧條件下，通過添加漆酶和少量ABTS介體到水樣中，用紫外分光光度計測定了其中木素濃度變化，利用凝膠色譜法分析了酶催化聚合木素前后的分子量的變化，結果表明：酶處理6h以后，廢水中木素濃度從93.1mg/L下降到17.2mg/L，酶處理2h以后，從造紙廠污水分離的木素的分子量從31251上升到586l0，造紙廢水中木素及其衍生物被聚合后通過絮凝沉淀除去，從而實現(xiàn)廢水色度與COD降低，進而為造紙廢水回用提供可能。組合工藝

目前造紙廢水的聯(lián)合處理法較多。Alfred等 采用臭氧氧化一固定床生物膜反應器工藝提高外排水的水質(zhì)，發(fā)現(xiàn)該工藝對COD、色度和AOX的去除效果較好，且需要的臭氧量較少。化學絮凝一氣浮串聯(lián)生物接觸氧化工藝處理再生紙生產(chǎn)廢水的研究結果表明，該工藝能夠?qū)⒅卸嗡幕赜寐侍岣咧?8％。李穎等采用還原鐵床與固定化曝氣生物濾池聯(lián)合工藝深度處理中段水，COD由320 mg/L降至30 mg/L左右，色度由251倍降至18倍。

畢芳等采用ABR(折流板反應器)&BAF(曝氣生物濾池)組合工藝處理造紙廢

水，運行結果表明：在進水CODcr400～500mg/L，BOD5200～300mg/L時，處理后出水水質(zhì)可達到 制漿造紙工業(yè)水污染物排放標準(GB3544—2008)第二時段一級標準之現(xiàn)有企業(yè)水污染排放限值：CODcr≤100mg/L，BOD5≤30mg/L，該工藝簡單，占地面積小，運行方便，運行費用低。廣紙南沙污水處理廠采用“IC(內(nèi)循環(huán))厭氧反應器-SBR一氣浮”三級處理工藝處理制漿造紙廢水，處理效果穩(wěn)定，各項出水考核指標(BOD、COD、SS)均能夠達到設計值，就目前污水處理的技術水平來說，是較理想的處理工藝。

綜上所述，造紙廢水處理技術較多，各種技術都有一定的不足之處，在實際應用中多采用組合工藝，取長補短，達到經(jīng)濟性和實用性的統(tǒng)一，隨著現(xiàn)代科技水平的不斷發(fā)展，將有更多更先進的造紙廢水處理技術應用于實踐，這些處理技術，必將對造紙廢水處理技術的系統(tǒng)研究奠定堅實的基礎。

第三篇：造紙廢水處理

? 造紙廢水處理

1.造紙廢水的來源

造紙的原料主要以木材、非木材植物、廢紙為主，其廢水的主要來源于制漿廢液、中段水（洗漿水和漂白水）和紙機白水。

2.造紙廢水的水質(zhì)特點及處理工藝

造紙工業(yè)廢水具有水量大、COD含量高、SS多和含有有毒物質(zhì)等特點。

其處理工藝大體為：

污水——預處理（除砂、過篩）——一級處理（沉淀、澄清或氣?。壧幚恚ㄌ烊谎趸?，曝氣氧化塘，活性污泥法，生物濾池，有時采用化學絮凝法）——污泥處理（濃縮機、離心機、真空過濾機等）

其中一級處理中常使用無機絮凝劑與有機絮凝劑復合使用，污泥處理當中需用陽離子型絮凝劑進行污泥脫水。

3.絮凝劑的應用實例

-以廢報和木漿為主的造紙廠其汽浮工藝中需使用有機絮凝劑1.5—3.0ppm。例：3萬m3/天污水量，有機絮凝劑用量在45—90kg/天。

-以廢報和木漿為主的造紙廠其污泥脫水工藝中需使用有機絮凝劑75—150ppm。例：2000噸/天濃縮污泥量，有機絮凝劑用量在150—300kg/天。

-以草漿和木漿為主的造紙廠其汽浮工藝中需使用絮凝劑1.5—3.0ppm。

例：3萬m3/天處理量，有機絮凝劑用量在45—90kg/天。

-以草漿和木漿為主的造紙廠其污泥脫水工藝中需使用有機絮凝劑50—100ppm。例：2000噸/天濃縮污泥量，有機絮凝劑用量在100—200kg/天。

絮凝劑的用量是隨污水量和質(zhì)的變化而上下浮動的，操作需隨時調(diào)節(jié)用量。

第四篇：造紙廢水處理研究研究論文

1實驗材料與方法

1.1實驗原料

為了使本實驗盡可能的接近實際生產(chǎn)，本研究中的Fenton氧化處理廢水取自廣西某蔗渣制漿廠經(jīng)過現(xiàn)有好氧處理后的二沉池出水。

1.2實驗方法

取1000mL廢水，用硫酸調(diào)節(jié)pH至3-4；先加入10%的硫酸亞鐵12mL，再加入雙氧水0.8mL/L，攪拌40min；用NaOH調(diào)節(jié)pH約為7，曝氣20min，加0.1%PAM2mL，離心分離后取化學污泥進行分析。

1.3分析方法

1.3.1電鏡分析

分別取化學污泥和好氧污泥少量制成玻片，在DXS-10A型智能化掃描電鏡下觀察污泥形態(tài)。

1.3.2氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析(GC-MS)

用正己烷和丙酮索式提取污泥中的有機組分，濃縮后利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)進行檢測。GC-MS是污泥有機物定性研究中較為常用的分析手段。具體步驟如下：取經(jīng)過60目篩網(wǎng)的污泥干樣品5.0g（精確至0.0002g），加入50g無水硫酸鈉一同放入濾筒置于索式提取器的套筒中，用100mL（4:1體積配比的正己烷/丙酮）混合溶劑加熱索式提取，提取后的提取液置于旋轉蒸發(fā)儀中于70℃濃縮至2~3mL，依次通過裝有硅膠和無水硫酸鈉的層析柱凈化分離，洗脫，以去除樣品中含有的大分子和水分等干擾物質(zhì)。收集洗脫液以高純氮氣吹干，用提取溶劑重新定容至2mL后用GC-MS檢測。

1.3.3電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜分析(ICP-AES)

取經(jīng)過60目篩網(wǎng)的污泥干樣品0.5g（精確至0.0002g），置于聚四氟乙烯燒杯中加少量水潤濕，加王水10mL，蓋好蓋子，在120℃的電熱板上加熱1h，取下稍冷后加入5mL高氯酸，再升溫至200℃，加熱至冒白煙，殘剩液約0.5mL時，取下冷卻再加入氫氟酸5mL，于120℃加熱揮發(fā)硅，蒸至近干，冷卻，再加入高氯酸1mL，繼續(xù)加熱至近干，以驅(qū)趕氫氟酸，取下稍冷以1%HNO3定重待測。

2結果與討論

2.1污泥pH值

通過檢測化學污泥和好氧生化污泥pH值發(fā)現(xiàn)，化學污泥pH值為7.56-7.68，略高于好氧生化污泥（7.15-7.34）。這是因為Fenton氧化水解生成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3呈堿性。好氧生化污泥的pH值要低些，因為好氧生化污泥中沒有投加堿性物質(zhì)，不能中和微生物在生長過程中所產(chǎn)生的有機酸。

2.2污泥沉降比

分別取化學污泥與好氧生化污泥配比為1:2.5水土混合物各100mL，用100mL量筒測定0-50min沉降比。污泥沉降比一般用SVn表示，其中n代表的是沉降時間。污泥沉降30min后，一般可達到或接近最大密度，所以普遍以此時間作為該指標測定的標準時間。污泥沉降比SV30是一個很重要的指標，通過觀察沉降比可以發(fā)現(xiàn)污泥性狀的很多問題，上清液是否清澈，是否含有難沉懸浮絮體，絮體粒徑大小及緊湊程度等等。污泥沉降比大致反映了反應器中的污泥量，可用于控制污泥排放，它的變化還可以及時的反映污泥膨脹等異常情況。從圖1可以看出化學污泥的沉降性能較好，比較容易沉淀析出，而好氧生化污泥沉降性能較差。

2.3化學污泥與好氧污泥外觀比較

化學污泥為紅褐色糊狀的固體，沒有惡臭；好氧生化污泥為褐色絮狀固體，有土腥味。好氧污泥顆粒外觀表面光滑，為近似圓形或橢圓形的小顆粒，用肉眼可以觀察到。在電鏡下觀察污泥的外觀如圖2及圖3，在電鏡下觀察化學污泥和好氧生化污泥的形態(tài)，得出好氧生化污泥的胞外有粘性物質(zhì)，而化學污泥沒有。說明好氧污泥的有機質(zhì)含量也比較多。

2.4污泥中的有機物

化學污泥和好氧生化污泥利用氣相色譜質(zhì)譜檢測，所得圖譜經(jīng)計算機譜庫檢索，共檢測出污泥中主要有機污染物。將化學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：化學污泥中有機污染物比好氧生化污泥中污染物種類要少，主要是以醇類、酯類和有機酸為主，芳烴和多環(huán)芳烴也占有一定的比例。

3結論

本研究以廣西某蔗渣制漿廠現(xiàn)有污水處理后的好氧出水為研究對象，通過研究Fenton氧化深度處理后對所產(chǎn)生的化學污泥與好氧生化污泥特性進行了對比研究。研究結果表明化學污泥的沉降性比好氧生化污泥好，化學污泥中有機污染物比好氧生化污泥中污染物種類較少，主要是以醇類、酯類和有機酸為主。此外，化學污泥中含有大量的鐵元素，其他金屬含量都較低。

作者:楊曉前 單位:南寧糖業(yè)股份有限公司

第五篇：造紙廢水處理技術簡介

造紙廢水處理的技術應用及研究進展

摘要：介紹了造紙廢水處理技術的應用現(xiàn)狀及研究進展，總結了物理法、物理化學法、生物法、生態(tài)法和聯(lián)合法對造紙廢水COD等的去除效果及運行狀況。提出：聯(lián)合法是處理造紙廢水的最佳方法；聯(lián)合法高效率的充分發(fā)揮需要新型混凝劑的開發(fā)、微生物培養(yǎng)等技術的更新與支持。

關鍵詞：造紙；物理法；物理化學法；生物法；生態(tài)法；聯(lián)合法；廢水處理

目前，造紙行業(yè)是世界六大工業(yè)污染源之一，它產(chǎn)生的廢水量約占國內(nèi)工業(yè)總廢水量的10％。造紙廢水按其產(chǎn)生環(huán)節(jié)分為制漿廢液、中段水和紙機白水。制漿廢液通過常規(guī)的堿回收工藝可以得到回收利用；紙機白水通過氣浮或多盤真空過濾等處理后可直接回用于生產(chǎn)；通常所說的造紙廢水主要指的是中段水，它含有木素、半纖維素、糖類、殘堿、無機鹽、揮發(fā)酸、有機氯化物等，具有排放量大、COD高、pH變化幅度大、色度高、有硫醇類惡臭氣味、可生化性差等特點，屬于較難處理的工業(yè)廢水。為有效控制造紙行業(yè)帶來的水環(huán)境惡化和緩解水資源日趨緊缺的局面，世界各國不斷加大對造紙行業(yè)的環(huán)境執(zhí)法力度，既要求排放廢水水質(zhì)達標、主要污染物排放總量達標，又要對噸產(chǎn)品新鮮水用量進行控制。本文介紹了造紙廢水處理技術的應用現(xiàn)狀及研究進展，總結了物理法、物理化學法、生物法、生態(tài)法和聯(lián)合法對造紙廢水COD等的去除效果及運行狀況，并指出聯(lián)合法是處理造紙廢水的最佳方法。造紙廢水處理技術應用與研究現(xiàn)狀

1．1 物理法

常用物理法有氣浮、吸附和砂濾等。渦凹氣浮作為一種新型氣浮法，省掉了溶氣罐等設備，能耗是傳統(tǒng)氣浮的10．0％ ～12．5％?；炷粶u凹氣浮工藝流程如圖1所示。用混凝一渦凹氣浮工藝處理造紙廢水，COD，BOD，SS去除率分別達92％，87．5％，93．3％。用活性炭吸附處理混凝后的造紙廢水，可將COD從300 mg／L降到100 mg／L。民豐特紙公司用砂濾和活性炭吸附處理造紙廢水，出水水質(zhì)滿足回用標準。雙層濾料的反粒度過濾工藝(待濾水從底部的粗顆粒濾料層進，從頂部細濾料層出)在山東雙興紙業(yè)廢水深度處理中得到應用。用混凝和砂濾對生化后的造紙廢水進行深度處理，可以明顯降低廢水的污染程度。圖1 處理造紙廢水的混凝一渦凹氣浮工藝流程

1.2 物理化學法

1.2.1 混凝法

出水水質(zhì)滿足回用標準。雙層濾料的反粒度過濾工藝(待濾水從底部的粗顆粒濾料層進，從頂部細濾料層出)在山東雙興紙業(yè)廢水深度處理中得到應用。用混凝和砂濾對生化后的造紙廢水進行深度處理，可以明顯降低廢水的污染程度?；厥绽w維混凝劑、助凝劑 部分廢水(回用)在新型混凝劑的開發(fā)方面，微生物絮凝劑(MBF)作為一種能夠自然降解的新型絮凝劑，目前已應用于造紙廢水處理并取得良好的效果。粉煤灰、硅藻土等礦物質(zhì)制成的混凝劑也開始應用于水處理領域。據(jù)報道，于衍真等 制備的粉煤灰混凝劑，效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)混凝劑。在混凝劑的改性與復配方面，潘碌亭等 采用氧化偶合絮凝法處理中段水，結果表明，在改性鋁鹽與鈣鹽質(zhì)量比2：

1、總加入量150 mg／L、pH 7～

8、反應時間20 min的條件下，COD

去除率達85％。石中亮等 進行了復合凈水劑處理造紙廢水的實驗，當在50 mL廢水中加入1.00 mL質(zhì)量分數(shù)為1％ 的殼聚糖醋酸溶液和1.25 mL質(zhì)量分數(shù)為1％的硫酸鋁溶液時，COD去除率達82％。江霜英等的研究表明，聚合雙酸鋁鐵與有機高分子絮凝劑復配使用時經(jīng)濟有效。Petzold等 和李爾等的類似研究表明兩種及兩種以上混凝劑處理廢水的效果優(yōu)于單混凝劑，有機和無機混凝劑復配更為有效。天然有機高分子絮凝劑易失去活性、有機合成高分子絮凝劑殘留單體有毒等限制了它們在水處理領域的發(fā)展，經(jīng)過改性的天然高分子絮凝劑能克服以上缺點，其中淀粉改性絮凝劑的研究尤為引人注目。

在最佳混凝效果控制方面，李臻采用聚硅酸鋁混凝劑處理COD為860～920 mg／L的造紙廢水，在pH 7.80、100 mL廢水中加人質(zhì)量分數(shù)1％的聚硅酸鋁水溶液0.2 mL、攪拌速率45 r／min、攪拌時間15 S、沉降時間15 rain的最佳條件下，COD去除率達88％ ；石中亮等_9 采用殼聚糖處理造紙廢水，在50 mL廢水中加入2 mL質(zhì)量分數(shù)1％ 的殼聚糖醋酸溶液、pH 6.5～

6．7、攪拌速率120 r／rain、絮凝時間12 h的最佳條件下，COD去除率達65％。

1．2．2 化學氧化法

化學氧化法常用作預處理。朱亦仁等¨ 用光催化氧化法處理堿法草漿廢水，COD去除率達96％。任朝華用絮凝～納米TiO：光催化氧化法處理造紙廢水，最佳情況下COD、色度去除率分別達95％和98％。劉汝鵬等 用H O 氧化和微電解法深度處理生化后的中段水，色度去除率大于98％，COD去除率達78％。幸福堂等 用高級氧化法與混凝法聯(lián)合處理中段水，可使COD 從1 728 mg／L降至52 mg／L，色度去除率達98．5％。易封萍_1 采用臭氧一混凝法處理造紙廢水，出水完全可以回用。周丹等 以H：O 氧化一混凝法處理造紙廢水，驗證了氧化對混凝的促進作用。

濕式氧化法是在高溫(150～350 oC)高壓(5～20 MPa)下以氧氣或空氣為氧化劑，氧化水中溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機物或還原態(tài)的無機物，使之生成CO2和H2O的一種處理方法。用濕式氧化法處理造紙黑液，控一定的溫度、壓力，可使黑液中有機物氧化降解，處理后COD去除率達90％以上。

超臨界水氧化(SCWO)法是一種能夠徹底破壞有機物結構的新型氧化技術，處理有機廢水時具有反應速率快、反應完全和無二次污染等特點。超臨界狀態(tài)下的水具有常態(tài)時所沒有的一些性質(zhì)，如對有機物的高溶解性和對無機鹽類的低溶解性，O2，N2，CO2等氣體可完全與水混溶等。有機物在超臨界水中，很容易被普通氧化劑氧化。美、日等發(fā)達國家已有將SCWO法應用于處理難降解廢水的報道。國內(nèi)仍處于起步階段，王亮等 采用SCWO技術深度處理油田廢水，COD去除率接近90％，反應時間60～100 S。但該方法在中段水處理方面未見報道。

1.2.3 電化學法

采用電凝聚法處理中段水，COD去除率可達91．7％。孫金勇等 采用電絮凝法處理廢紙脫墨廢水，以鋁為電極，在電流密度1．7 A／dm、極板間距10 mi／

1、體系pH 5．0～6．5和電解時間20 min的條件下，濁度和COD去除率分別達95％和60％。景峰等 將電化學法和凝聚沉淀法聯(lián)合處理造紙廢水，COD去除率55％ ～70％，色度去除率90％ ～95％。用鐵炭微電解深度處理造紙黑液，對色度和COD的去除率分達94．2％和68．9％。微電解技術也可應用于漂白工段廢水的脫色處理，色度去除率達90％。

1.2.4 微波技術

微波技術是一種較先進的污染處理技術，超高頻電磁波及高能電子束能殺滅細菌和病毒，且不生成副產(chǎn)物，無二次污染。吳利華 利用電子束輻照中段水，可降解廢水中不能被生物降解的有害化學物質(zhì)。

1.2.5 膜分離法

國外膜分離技術在造紙行業(yè)的應用已相當成熟。日本大王造紙公司1981年就開始用超濾技術處理硫酸鹽木漿漂白工藝E工段產(chǎn)生的廢液，該技術在芬蘭Rauma紙廠、英國Kronospan紙業(yè)公司也得到了應用。國內(nèi)近年來也著手研究，張克峰等用膜化學反應器處理造紙廢水的生化出水，最佳工藝條件下對COD、色度的去除率分別為87．1％和95％。隨后，國內(nèi)的太陽紙業(yè)公司又率先應用了低壓膜技術。此外，陶瓷膜技術在國外已被廣泛應用，國內(nèi)也開展了該技術在廢水處理領域的研究。黃江麗等 用無機陶瓷微濾膜處理草漿黑液，對木素類物質(zhì)、COD的去除率分別大于85％和60％。

1.3 生物法

生物法包括好氧法、厭氧法和酶處理法。國內(nèi)有關好氧法處理中段水的報道較多，主要有活性污泥法、好氧生物流化床法、缺氧一好氧兩段活性污泥法、升流式曝氣生物濾池、接觸氧化法、循環(huán)式活性污泥系統(tǒng)(CASS)等。好氧處理后的中段水一般COD不大于350 mg／L，但要實現(xiàn)COD小于100 mg／L則需要與其他方法聯(lián)合使用。韓彪 用水解一好氧工藝處理廣西某制漿造紙廠產(chǎn)生的中段水，COD，BOD，SS的平均去除率分別達85．5％，82．9％，92．6％。杜書田等 對天津市某造紙廠的上流式厭氧污泥床一好氧曝氣池工藝進行了可行性分析，結果表明，生化處理單元主要污染物去除率為BOD 98．5％，COD 87．4％，ss 95％，出水可全部回用。張艷鳳等 運用折流式厭氧反應器一好氧曝氣池工藝對造紙廢水進行處理，COD減少3 221 mg／L，BOD 去除率達95％。武桐等 針對草漿造紙中段水進行了厭氧折流板反應器(ABR)、序批式反應器(SBR)及ABR—SBR聯(lián)合工藝的研究，結果表明：ABR的水力停留時間(HRT)6 h時，廢水可生化性(BOD ／COD)由0.20～0．25增至0.4—0.5；SBR最佳HRT為8h，單獨運行COD去除率65％左右；ABR—SBR聯(lián)合工藝中SBR處理效果明顯提高，COD去除率達80％，BOD 去除率達90％。

與常規(guī)生物法相比，酶處理法具有催化效能高、反應條件溫和、對廢水及設備要求較低、反應速率快、對濃度和有毒物質(zhì)適應范圍廣、可以重復使用等優(yōu)點。李海英等 進行了固定化微生物處理造紙漂白廢水的研究，結果表明：固定化細胞的酶活性及可吸收性有機鹵化物(AOX)去除率均高于菌懸浮液，對溫度和pH的適應范圍較寬。HRT為2.4 h時，AOX去除率可穩(wěn)定在65％ ～81％。喬慶霞等。采用選育優(yōu)勢菌處理含氯漂白廢水，實驗結果表明，優(yōu)勢菌在漂白中段水中質(zhì)量分數(shù)為50％、pH 7．0、菌液量2 mL時，對廢水中有機氯化物和COD的綜合處理效果較好。同時可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術文檔。

1.4 生態(tài)法

發(fā)達國家從20世紀9O年代起廣泛采用人工濕地處理工業(yè)廢水，出水COD、BOD 分別能達30 mg／L和10 mg／L以下。江蘇雙燈紙業(yè)有限公司利用當?shù)匮睾┩抠Y源優(yōu)勢，河南聚源紙業(yè)有限公司利用廠區(qū)閑置土地較多的優(yōu)勢，均采用生態(tài)法對造紙廢水進行深度處理，取得了良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

1.5 聯(lián)合法

目前造紙廢水的聯(lián)合處理法較多。Alfred等 采用臭氧氧化一固定床生物膜反應器工藝提高外排水的水質(zhì)，發(fā)現(xiàn)該工藝對COD、色度和AOX的去除效果較好，且需要的臭氧量較少?；瘜W絮凝一氣浮串聯(lián)生物接觸氧化工藝處理再生紙生產(chǎn)廢水的研究結果表明，該工藝能夠?qū)⒅卸嗡幕赜寐侍岣咧?8％。李穎等 采用還原鐵床與固定化曝氣生物濾池聯(lián)合工藝深度處理中段水，COD由320 mg／L降至30 mg／L左右，色度由251倍降至18倍。馬麗麗等 用厭氧一混凝工藝處理造紙廢水的最佳運行參數(shù)為：厭氧反應器反應溫度35℃，HRT 32 h，水力負荷0．8 m ／(m ·d)，混凝劑硫酸鋁加入量100 mg／L，混凝pH 5．23。在最佳條件下，進水COD、色度和ss分別為981．8 mg／L、128倍和202 mg／L，出水COD、色度和sS分別為68．1 mg／L、8倍和未檢出。除pH偏低外，COD、色度和Ss均滿足有關標準要求。在添加適量堿調(diào)節(jié)pH至6～9的條件下，該工藝處理中段水是可行的。技術存在問題及發(fā)展方向

(1)物理化學法具有適應性強、操作過程簡便、反應條件易控、投資少、效果顯著等優(yōu)點，但也存在著很多不足，如：混凝法需消耗大量藥劑，污泥產(chǎn)生量大；吸附劑價格昂貴，再生困難；電化學法消耗大量電能，運行成本高；高效氧化法對設備和操作條件要求較高；膜分離法雖在國外得到廣泛應用，但國內(nèi)造紙采用非木材原料比重較高，且又不能在短期內(nèi)全面實現(xiàn)木漿造紙，很難得到推廣。高效混凝劑和混凝設備的研制，價格低廉、容易再生吸附劑的開發(fā)，高效氧化反應器的不斷完善等都是物化法研究的重要課題。

(2)生物法具有高效、無二次污染、處理費用低等優(yōu)點，但難以進一步降低廢水中有機污染物的含量。新型高效的復合生物反應器(HBR)的研究應成為生物法進一步研究開發(fā)的核心，其內(nèi)容包括新型復合填料、高效功能菌、新型反應器結構的研制以及啟動時間的縮短等。

(3)生態(tài)法既節(jié)省了投資和運行費用，又解決了污染問題，但受土地、環(huán)境和氣候等條件的制約，具有一定的局限性。土地處理及穩(wěn)定塘等技術最初主要應用于生活污水的深度處理，因而對造紙廢水處理的工藝組合及水力負荷、污染負荷等參數(shù)的確定將成為研究的重點。

(4)清潔生產(chǎn)技術、資源回收利用技術的開發(fā)和改進可減少末端治理的難度。制漿技術及回收工藝的改進、高效除硅技術、用其他行業(yè)廢水凝聚黑液的以廢治廢技術等都是該領域的重要研究方向。結語

造紙行業(yè)廢水處理方法較多，各種方法都存在著不同程度的技術問題，因此，實際應用中采用單一技術難以達到理想的處理效果，只有通過聯(lián)合法，才能做到經(jīng)濟性和實用性的統(tǒng)一；目前的大多數(shù)研究針對性較強、技術分散。為較好地指導工程實踐，需要以生物法為主、物理化學法為輔，設計一些典型組合工藝，以這些典型組合工藝為基礎研究造紙行業(yè)廢水處理技術的最佳運行參數(shù)。隨著國內(nèi)污染控制重點逐步由末端控制向生產(chǎn)全過程控制轉變，清潔生產(chǎn)技術和資源回收技術的開發(fā)和改進對未來造紙廢水的有效治理及實現(xiàn)造紙行業(yè)廢水封閉循環(huán)和零排放將起著不可替代的作用。