1廢紙?jiān)旒埳a(chǎn)簡(jiǎn)介與廢水水質(zhì)

　　1.1廢紙?jiān)旒埳a(chǎn)簡(jiǎn)介

　　廢紙?jiān)偕旒埞に嚳煞种茲{和抄紙兩大部分，因利用不同規(guī)格的印刷廢紙(箱、板)類加工紙張時(shí)，必須進(jìn)行紙漿的脫墨，常用的化學(xué)藥品有NaOH，Na2CO3Na2O2，H2O2等，并廣泛使用表面活性劑。

　　1.2廢紙?jiān)旒垙U水的特性

　　廢紙?jiān)偕旒埞に嚳煞譃橹茲{和抄紙兩大部分。在制漿部分的除渣、洗漿、漂洗等過(guò)程中，產(chǎn)生大量的洗滌廢水。根據(jù)廢紙來(lái)源和生產(chǎn)上藝的差別，洗滌廢水的特性有所不同，其污染物含量大致為：CODCr600～2400mg/L，BOD5125～585mg/L，SS650～2400mg/L，色度450～900倍，外觀呈黑灰色。在廢紙?jiān)偕旒埖某埐糠�，也產(chǎn)生含有纖維、填料和化學(xué)藥品的“自水”。對(duì)該廢水常采用氣浮法進(jìn)行處理，回收纖維和填料，并使處理后的“自水”得以循環(huán)使用。在我國(guó)，“自水”處理技術(shù)已趨成熟。

　　廢紙?jiān)偕旒埖膹U水主要來(lái)源于制漿部分的洗滌廢水。該廢水不僅SS含量高、色度大，而且還含有大量成分復(fù)雜的COD物質(zhì)。這些COD物質(zhì)由可溶性的漿料化學(xué)添加劑及不溶的纖維等有機(jī)物組成。在可溶性的COD成分中，基本由分子量低于1000的低分子量組分(如廢紙漿料中的可溶物)和分子量高達(dá)10萬(wàn)以上的高分子量組分(如化學(xué)藥品、樹脂等)構(gòu)成，分子量居中的組分甚少。

　　由于廢紙?jiān)旒垙U水中COD組分間的分子量差異較大，采用單一的處理方法只能去除其中一部分COD物質(zhì)，難以取得滿意的效果，所以必須采用綜合處理技術(shù)。

　　2廢紙?jiān)旒垙U水的一般處理方法

　　2.1物化處理法

　　物化處理法常用的方法包括混凝氣浮法和混凝沉淀法。

　　混凝氣浮法是在廢水中加入混凝劑，通入空氣，產(chǎn)生細(xì)小氣泡，使水中細(xì)小懸浮物形成的磯花粘附在空氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面上，形成浮渣，從而回收水中的懸浮物質(zhì)改善水質(zhì)。在氣浮法中，超效氣浮工藝、渦凹?xì)飧」に嚨瓤朔艘酝鶜飧∵\(yùn)行能耗高的缺點(diǎn)，以節(jié)約能源、占地空間小、凈化效率高等優(yōu)點(diǎn)備受矚目。

　　混凝沉淀法主要以去除SS為目的，同時(shí)消減部分COD濃度，減輕后續(xù)生物處理工藝進(jìn)水的懸浮物負(fù)荷及有機(jī)污染物的負(fù)荷。用聚合氯化鋁PAC，聚硅硫酸鋁PASS，聚合硫酸鐵PFS處理造紙廢水，經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究證明，其混凝效果的次序?yàn)椋篜AC>PASS>PFD，單一無(wú)機(jī)混凝劑低藥劑投量下SS去除效果不佳;pH值對(duì)混凝效能具有顯著影響，酸性條件下混凝效果最好。

　　2.2化學(xué)處理法

　　化學(xué)處理法是利用化學(xué)藥劑的氧化還原作用，將廢水中的某些溶解性污染物轉(zhuǎn)化為容易從水中分離的形態(tài)。常用于造紙廢水的化學(xué)氧化法包括ClO2氧化、臭氧氧化、KMnO4氧化等。

　　由于各種處理方法自身的局限性以及造紙廢水中COD相對(duì)分了量較大的差異，常常將各種處理方法組合，如化學(xué)氧化-混凝沉淀處理法、氣浮-好氧生物處理法、混凝沉淀-好氧處理法等。

　　2.3生物處理法

　　造紙廢水的生物處理技術(shù)是利用微生物的新陳代謝功能，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物被降解并轉(zhuǎn)化為無(wú)害穩(wěn)定的物質(zhì)，從而使造紙廢水得以凈化。根據(jù)參與作用的微生物種類和供氧情況，其生物處理過(guò)程分為好氧、厭氧和好氧厭氧組合生物處理三大類。

　　根據(jù)好氧微生物在處理系統(tǒng)中的狀態(tài)不同可分為活性污泥法和生物膜法兩類�；钚晕勰喾ㄌ幚砑夹g(shù)比較成熟，運(yùn)行費(fèi)用低，但對(duì)高濃度造紙廢水處理效率不高，用于處理造紙廢水容易出現(xiàn)污泥膨脹，因而逐漸被其他新的處理技術(shù)所取代或在其原有工藝基礎(chǔ)上加以改進(jìn)。相對(duì)于活性污泥系統(tǒng)而言，生物膜系統(tǒng)具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：高容積負(fù)荷，更強(qiáng)的抗毒能力和耐沖擊負(fù)荷能力，無(wú)須污泥回流，處理設(shè)施緊湊。在造紙廢水處理中逐漸得到了廣泛應(yīng)用。

　　厭氧生物處理法目前常用的有厭氧生物濾池、上流式厭氧濾池、升流式厭氧污泥床、厭氧流化床、厭氧附著膜膨脹床、厭氧浮動(dòng)生物膜反應(yīng)器和厭氧折流板反應(yīng)器等。厭氧生物處理法適用于高濃度造紙廢水的處理。

　　單一方法處理造紙廢水往往得不到較好的效果，獨(dú)立的好氧處理成本高，獨(dú)立的厭氧處理其出水達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)踐證明，厭氧-好氧處理法既能獲得良好的處理效果，又可降低成本，具有單一方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此在實(shí)際工程中應(yīng)用十分廣泛。

　　3廢紙?jiān)旒垙U水處理新技術(shù)

　　3.1膜分離法

　　膜分離法是利用特殊的薄膜對(duì)液體中的某些成分進(jìn)行選擇性透過(guò)的方法的統(tǒng)稱。常用的膜分離方法有微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等。膜分離法具有分離效率高，且將濾后的凈化水重復(fù)利用于生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)零排放，裝置簡(jiǎn)單，操作容易，易維修、控制等優(yōu)點(diǎn)。

　　采用膜分離法進(jìn)行造紙廢水的處理，是目前的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。雖然膜分離在造紙廢水的處理具有一些優(yōu)勢(shì)，但也存在一定的問(wèn)題。如膜的污染和分離效果降低，膜組件價(jià)格較高等。隨著膜分離技術(shù)研究的深入，這項(xiàng)技術(shù)在造紙廢水處理方面將具有更加廣闊的應(yīng)用前景，實(shí)現(xiàn)造紙廢水的零排放。

　　3.2人工濕地處理技術(shù)

　　所謂人工濕地是指通過(guò)模擬大然濕地的結(jié)構(gòu)與功能，選擇一定的地理位置與地形，根據(jù)需要人為設(shè)計(jì)與建造的濕地。人工濕地對(duì)造紙廢水具有較強(qiáng)的有機(jī)物去除能力，主要是通過(guò)濕地床的物理截留沉淀和生物吸收降解作用來(lái)去除有機(jī)物。一方面，造紙廢水中的不溶性有機(jī)物通過(guò)濕地床中填料床的沉淀、過(guò)濾等物理沉積作用很快地被截留卜來(lái)，并可為部分兼性或厭氧微生物所利用;另一方面，廢水中的溶解性污染物，則通過(guò)植物根系及填料表而生物膜的吸附、吸收及生物代謝作用而被降解去除。造紙廢水中大部分有機(jī)物最終被異養(yǎng)微生物轉(zhuǎn)化為微生物體及CO2和H2O，這些新生的有機(jī)體通過(guò)填料定期更換，最終從濕地系統(tǒng)去除。

　　3.3高級(jí)氧化法處理技術(shù)

　　高級(jí)氧化法是近年研究較多的造紙廢水處理的新方法，包括光催化氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法超聲波氧化電化學(xué)氧化法等。其最大的特點(diǎn)是：使用范圍廣、處理效率高、反應(yīng)迅速、二次污染小、可回收能量及有用物質(zhì)。這些優(yōu)點(diǎn)使其在對(duì)較難處理的造紙廢水深度處理中有較好的應(yīng)用前景。

　　3.3.1光催化氧化法

　　光催化氧化(非均相)是以n型半導(dǎo)體(如：TiO2、ZnO、CdS等)作催化劑，當(dāng)受到紫外光照射時(shí)，表面的價(jià)帶電了(e-)就會(huì)被激發(fā)到導(dǎo)帶，同時(shí)產(chǎn)生空穴(h)，形成電子空穴對(duì)。這些電了和空穴遷移到粒了表面后，使水在半導(dǎo)體表面形成氧化能力極強(qiáng)的經(jīng)基自由基(˙OH)，經(jīng)基自由基再與水中有機(jī)污染物發(fā)生氧化反應(yīng)，最終生成CO2，H2O及無(wú)機(jī)鹽等物質(zhì)。

　　光催化氧化在處理造紙廢水方面也存在一些函待解決的問(wèn)題。如造紙廢水為深黑色以及存在較多的懸浮物，這些都不利于光線的透過(guò)，催化劑成本高，難回收的問(wèn)題等，這些技術(shù)的突破性研究將使光催化氧化處理造紙廢水的工業(yè)化處理成為可能。

　　3.3.2濕式氧化法

　　濕式氧化法是在高溫(150-350℃)高壓(5-20MPa)下用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機(jī)物或還原態(tài)的無(wú)機(jī)物使之生成二氧化碳和水的一種處理方法。

　　濕式氧化技術(shù)一般反應(yīng)條件較苛刻，對(duì)設(shè)備要求高，進(jìn)一步推廣受到限制。對(duì)于濕式催化氧化法必須加強(qiáng)高效廉價(jià)的催化劑的研制，開發(fā)常溫常壓濕式催化氧化新技術(shù)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

　　3.3.3超臨界水氧化法

　　超臨界水氧化技術(shù)(SCWO)是20世紀(jì)80年代中期由美國(guó)學(xué)者M(jìn)odell提出的一種能夠徹底破壞有機(jī)物結(jié)構(gòu)的新型氧化技術(shù)。在超臨界的狀態(tài)下水成為非極性有機(jī)物和氧的良好溶劑，這樣有機(jī)物的氧化反應(yīng)就可以在富氧的均一相中進(jìn)行，不受相問(wèn)轉(zhuǎn)移的限制而使廢水中所含的有機(jī)物被氧氣分解成水、二氧化碳等簡(jiǎn)單無(wú)害的小分了化合物。同時(shí)較高的溫度也使反應(yīng)速度加快，甚至兒秒內(nèi)就能完成對(duì)大部分有機(jī)物的破壞。

　　戴航等對(duì)超臨界水氧化法處理造紙廢水進(jìn)行了初步研究，發(fā)現(xiàn)在溫度為440℃，系統(tǒng)壓力大于32.3MPa，H2O2的濃度為24%時(shí)，可使廢水中TOC去除率接近100%。

　　3.3.4其他高級(jí)氧化技術(shù)

　　為了處理造紙等工業(yè)廢水，人們還開發(fā)了許多新的氧化技術(shù)，如電催化氧化、微波、超聲波、高能電了輻射、高壓脈沖放電等。這些技術(shù)是利用不同的物理化學(xué)方法使有機(jī)物失去電了被氧化生成二氧化碳和水，從而達(dá)到消除污染的作用。這些技術(shù)已取得一定的研究成果，但其機(jī)理還有待深入研究。認(rèn)為其機(jī)理可能是幾種氧化技術(shù)的綜合，比如超聲波可能是有機(jī)污染物同時(shí)通過(guò)經(jīng)基氧化、泡內(nèi)燃燒超臨界水氧化等3種途徑進(jìn)行降解。

　　高級(jí)氧化法的處理效果是顯而易見的。不過(guò)高級(jí)氧化技術(shù)對(duì)設(shè)備的要求比較高(耐高溫、高壓)，對(duì)催化劑的選用與回收問(wèn)題等也需要進(jìn)一步深入探討和解決。因此，今后工作重點(diǎn)將是對(duì)催化劑的篩選及溫和的反應(yīng)條件的探求。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　當(dāng)前廢紙?jiān)偕旒堅(jiān)谠旒垬I(yè)已占有相當(dāng)重要的地位。因此，人們對(duì)廢紙?jiān)旒垙U水這一新污染源進(jìn)行治理的要求也日益提高。廢紙?jiān)旒垙U水中的污染物是多種多樣的，往往要采用多種方法組合成的處理工藝系統(tǒng)，才能達(dá)到預(yù)期的處理效果。如化學(xué)氧化-混凝法、Fenton試劑-超聲波氧俗活性炭吸附法、絮凝生化處理、中和-二氧化氯氧俗吸附法等不同方法的結(jié)合。

　　隨著廢紙?zhí)幚砑夹g(shù)的發(fā)展，廢紙?jiān)旒垙U水處理的工藝和設(shè)備也需要不斷改進(jìn)。目前主要應(yīng)在以下幾個(gè)方面做更深入的研究：(1)進(jìn)一步提高洗滌和澄清能力。(2)盡可能多地回收纖維。(3)加強(qiáng)化學(xué)品生產(chǎn)商和設(shè)備制造者之問(wèn)的密切協(xié)作。(4)提高廢水的封閉循環(huán)能力。近來(lái)推出的氣浮澄清裝置與沙濾結(jié)合使用的方法以及厭氧和好氧反應(yīng)器的改進(jìn)在一定程度上提高了回用水的質(zhì)量。