应用化学
化学与化工信息检索论文
题目:造纸污水处理技术现状及进展
学生姓名------学号--------专业应用化学指导教师----
2010年12月 25日
造纸污水处理技术现状及进展
摘要：本文在查阅相关资料的基础上，介绍了国内外的造纸废水处理的常用方法，并对各种方法进行了评价和分析，综述了造纸废水处理研究的现状和进展。
关键词:造纸；废水处理；治理技术
随着造纸工业的迅速发展，造纸工业废水已经成为水环境的重要污染源之一。在造纸过程中，除纤维素和部分半纤维素之外的大量有机物要进入废水中，并且即使经过充分的废液回收利用，也还是或多或少地会有一些纤维素和半纤维素流失进入废水中。含有大量有机物的造纸废水排入水体，对水体会造成不同程度的污染。同时造纸过程中通常还需要加入一些必要的化学药剂和化学助剂，这些物质流失进入水体中更是加重了水体污染[1]。造纸工业的漂白工段通常是采用含氯化合物漂白，导致排出的漂白废水中含有大量的氯化有机物，其中的氯苯酚、氯化脂肪酸、氯化树脂酸、dioxin等有毒且难以处理的氯化有 机物，对环境中的生物具有强烈的毒害、致畸、致多发性脑神经病变作用[2]，因此如何有效地去除造纸废 水中的含氯有机物已经成为废水处理的一大难题。 本文在查阅大量文献资料的基础上主要介绍国内外处理造纸废水的方法和新技术，并就国内外治理造纸废水的现状和未来的发展前景加以评述。
1概况
据经贸委粗略估计，目前我国大小造纸厂约有近万家。造纸工业总的特点是：使用原料种类多、生产工艺类型多、中小企业多、技术装备落后者多。调查统计表明，造纸工业废水年排放总量达17亿t，占工业废 水总排放量的10以上。造 纸工业废水主要包括黑液或红液(蒸煮制浆废水)、中段废水 (制浆洗涤、筛选、漂白废水)、造纸 白水(抄纸废水)三大类，其中蒸煮黑液的环境污染最为严重，占整个造纸工业污染的90%。制浆废水 BOD、COD、SS、pH、色度、浊度等均严重超标；中段废水成分与制浆废水相近，但浓度低，富含漂白工段产生的对环境危害最大的有机氯化物；抄纸废水中主要含有细小纤维、填料(高岭土等)和胶料(松香等)，BOD值较低。造纸工业废水的治理是国内外造纸行业亟待解决的难题[3]。
2治理方法
2.1物理化学法
物理化学法是通过物理或者化学反应的作用来达到去除废水中的污染物的目的，主
要有以下方法：
2.1.1臭氧法
臭氧氧化技术已问世多年，近年来，由于低成本的臭氧发生装置和臭氧处理装置的出现而重新成为研究热点。臭氧(O3)是一种强氧化剂，O3作为两性离子，能选择性地分解发色基团。安郁琴[4]将经过化学混凝处理后和经过化学混凝过滤吸附处理后的麦革浆黑液利用臭氧法处理，处理 20分钟后脱色率可以达到 82．1％，但 CODCr去除率仅 15．8％，BOD5去除率为24．8％，Ff1此可见，臭氧脱色效果显著，但对 CODCr和 BOD5的去除效果不明显。臭氧在水中的溶解度较低，如何更有效地使臭氧溶解于水中从而提高其利用率已经成为该技术研究的热点。使用臭氧法也会产生其它副产物，其中最受关注的是羰基化合物中的醛类，比如甲醛、乙醛，这些物质具有急性毒性和慢性毒性，并具有一定的致畸、致癌、致突性。
2.1.2光催化氧化
光催化氧化技术是近年来比较活跃的研究领域，光催化氧化技术是在光化学氧化技术的基础上发展起来的。张志军等[5]利用中压汞灯作光源，研究了氯代二苯并一对一二哑英 (CDDS、包括DCCD、PcDD和OCDD)在 TiO2催化下的光解反应，在室温下，4h内DCCD、PCDD和OCDD分别降解87．2％、84．6％和91．2％。M．Cristina Yeber等
[6]将 TiO
2、Zno同定在玻璃上，对漂白废水进行了光催化氯化处理，处理 120min后，废水的色度可完全去除，总酚含量减少了85％，TOC减少了50％，处理后残留有机物的急性毒性和AOX比处理前大为减少，高分子化合物几乎全部降解。
2.1.3混凝法
混凝法是目前国内外重点研究的方向之一，该法适应性强、基建投资低、管理简单，是水处理常用的方法，在造纸行业的废水处理中使用普遍。造纸废水中由于含有大量纤维和化学药剂，所以一般在处理造纸废水时首先要用混凝法除去这些物质。张学洪、解庆林[9]等利用聚合氯化铝处理广西某造纸厂的造纸终端废水(CODcf=400mg／L)，处理后可以达到国家污水排放标准 (CODcf
2.2 生物法
废水的生物处理方法就是利用微生物的新陈代谢功能使废水中呈溶解状和胶体状
的有机污染物被降解并转化成无害稳定的物质，使废水得到净化。生物法处理废水因其运行成本低，效果较好而在废水处理中得到了广泛应用。造纸废水中含有大量有机物质，废水的可生化性较好，可以为生物法的微生物提供大量的营养物质，从而能保证微生物的正常生长繁殖和生物法处理废水的正常运行。利用生物法对造纸废水进行二级处理可有效去除BOD、COD。造纸废水生物处理法主要有以下几种：
2.2.1好氧生物处理法
利用好氧微生物 (主要为好氧菌)的新陈代谢作用来降解污染物，其中应用最多的主要是活性污泥法，我国的科研人员对活性污泥法处理造纸废水进行了大量的研究，取得了许多成功的经验。造纸废水中的木素是不易生物降解的物质，活性污泥对木素具有极好的吸附性能，通过生物降解和活性污泥吸附作用，可达到除去木素的目的，从而降低溶解木素的浓度。芬兰OULU纸浆厂[11]利用活性污泥法加污泥曝气再生处理漂白硫酸盐纸浆废水，可使BOD去除率达 90％，COD去除率达84％。活性污泥法由于其处理成本低、易于管理、处理效果较好而在废水处理中的应用越来越多。
2.2.2生物膜法
相对于活性污泥系统而言，生物膜系统具有如下显著优点：高容积负荷、更强的抗毒能力和耐负荷冲击能力、无须污泥回流且处理设施紧凑。朱光灿、吕锡武等[12]研究了采用脱木素—缺氧—好氧生物膜工艺处理造纸废水。其中的脱木素工艺可有效地将黑液中碱木素脱稳析出，并提高废水的可生化性，当废水 pH=5，绝干纤维污泥与废水 COD质量之比为 1．1，硫酸铝投加量为 160m g／L时，COD去除率大于 63％。生物法在利用微生物处理造纸废水时候，如果造纸废水中含有大量不利于微生物生长的物质时候，生物法处理效果较差，因此在制浆造纸过程中可以通过改变漂白剂的种类，提高造纸废水的可生化性，使其更利于生物法处理。
2.3 其他方法
2.3.1电化学法
利用电化学法进行废水的处理是电化学法获得应用的典型领域。通过电化学反应中的直接或者间接氧化和还原作用，可以破坏有毒或难降解有机物的结构，去除其生物毒性，提高其可生化性。电化学法处理废水一般无需加入化学药品，后处理简单，占地面积小，管理方便，被称为清洁处理法。景峰、王耀新、朱文菊等将电化学和凝聚沉淀法两种方法联合起来处理造纸废水，使造纸废水COD去除率达到55％～70％，色度去除，率达90％～95％[13]。目前关于电化学法的许多问题特别是降解机理、处理速度和经济
性问题尚未完全解决，电化学处理废水电耗较高，使该方法的工业应用受到限制。
2.3.2湿式空气氧化法
湿式空气氧化法是目前研究较多的新型处理方法，即在高温、高压下在液相中利用空气或者氧气作为氧化剂，将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，从而达到去除污染物的目的。国内从80年代开始进行湿式空气氧化法的研究，先后进行了造纸黑液、含硫废水、酚水及煤制气废水、农药废水、印染废水等的实验研究，目前，湿式空气氧化法在国内尚处于试验阶段。与常规方法相比，湿式空气氧化法具有适用范围广、处理效率高等优点。但由于湿式空气氧化法一般要求在高温高压的条件下进行，对设备材料的要求较高，须耐高温、高压并耐腐蚀，因此设备费用高，系统的一次性投资大，在实际推广应用方面仍存在着一定的局限性。
2.3.3超临界水氧化法
在处理难降解有机废水方面，超临界水氧化技术是目前研究较为活跃的新技术。由于超临界水气液 相界面消失．成为一均相体系，因而超临界水中的有机物反应速度极快。Model等[14]对有机炭含量达 27．33 g/L的废水进行超临界水氧化处理，在实验条件下，1分钟内就使有机氯和有机炭的去除率分别达到99．99％和99．97％。超临界水氧化技术具有良好的工业应用前景，但是由于对反应条件要求较为苛刻 (高温、高压)，对设备要求偏高，因此还有一些实际的技术问题需要解决。
3 造纸废水治理技术展望
随着全球可持续发展战略的实施，循环经济和 清洁生产技术越来越受到人们的关注，造纸工业废水治理从末端治理向清洁生产工艺、物质循环利用、废水回用综合防治方向发展。未来造纸工业废水治理将突出以下几个方面：
(1)贯彻循环经济理念、重视清洁生产技术的开发与应用，提高物质的转化率和循环使用率，从源头上削减各污染物的产生量并在厂内将大量废水循环回用，实现封闭循环，结合废水综合治理，最终实现废水零排放。
(2)综合目前国内外技术发展情况，应重视开发和引进先进的治理技术：重视黑液 处理技术(主要为碱 回收 技术)、重 视 SS、BOD、COD 的去除技术及脱色技术。
(3)应重视 生物处理方法在造纸工业废水处理中的应用，生物技术具有成本低、效益高、与其他方法组合可大大提高造纸废水的处理率，随着分子生物学技术、物种微生物技术的发展和应用，具有高效、耐毒性的菌种不断培育成功，为生物技术的广泛应用提供了前提条件。
(4)人工湿地处理系统作为一种成本低廉、节能降耗、简单易行、效果显著、无二次污染的废水处理技术，是造纸废水处理的新方法[15]。
(5) 废纸造纸企业均存在诸多设计、建造、管理问题，阻碍废水回用现状的进一步改善。节水空间仍然很大。生产过程中，应加强管理，培养员工节水意识。调动员工积极性，根据实际生产经验，提出合理的回改进措施[16]。
参考文献
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[15] 朱光灿，吕锡武，宋海亮，等，造纸废水治理技术研究现状及展望[J]，污染防治技术，
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[16] 张金红，废纸造纸废水回用工艺现状及改造实例[J]，湖北造纸，2010．3：38．
