当代制浆造纸废水深度处理技术与实践

当代制浆造纸废水深度处理技术与实践⊙万金泉a,b（华南理工大学a.环境学院；b.制浆造纸工程国家重点实验室，广州510640）万金泉，华南理工大学环境学院教授、博士生导师，教育部“工业聚居区污染控制”重点实验室副主任，制浆造纸工程国家重点实验室特聘教授，2009年国家科技进步二等奖获得者。因此有必要对其进行深度处理。近几年，随着环境工程技术的不断进步，制浆造纸废水的深度处理技术的研究与应用也取得了新的进展，无论是物理方法还是生物化学方法都产生了一些新的技术，其中物理化学新方法主要包括：高级氧化技术、电化学技术、膜分离法、吸附法、磁混凝沉淀技术等。生化新方法主要包括：固定化生物技术、生物絮凝技术、共代谢协同降解技术、生态法等。本文将对这些新技术进展以及国外制浆造纸废水深度处理相关情况作一介绍，供广大的造纸环保工作者参考。1的制浆造纸废水的物化深度处理新技术1.1高级氧化法高级氧化技术(AdvancedOxida-tionProcesses，简称AOPs)又称深度氧化技术，是20世纪80年代发展起来的一种用于处理难降解有机污染物的新技术，在氧化剂、电、声、光辐照、催化剂等作用下产生氧化能力极强的.OH（其电位2.80V，仅次于氟的2.87V），再通过.OH与有机化合物间的加成取代、电子转移、断键、开环等作用，使废水中难降解的大分子有机物氧化降解成低毒或为促进区域经济与环境协调发展，推动经济结构的调整和经济发展方式的转变，引导造纸工业生产工艺和污染治理技术的发展方向，我国在2008年8月1日起实施新的制浆造纸工业水污染排放标准（GB3544-2008）。相对于之前执行的造纸企业废水排放标准，新标准增加了色度、总氮、总磷等水污染物的排放限值，大幅度提高了污染物排放控制水平。以制浆造纸企业废水排放主要污染物COD排放浓度为例，2008年8月1日之前已有的制浆造纸企业COD排放浓度从350mg/L降到150mg/L，2008年8月1日以后新建的制浆造纸企业执行90mg/L标准。新排放标准首次设置了水污染物特别排放限值，加大了对环境敏感地区污染物排放的控制力度，提高了相关行业的环境准入门槛。新标准分两阶段实施，2008年8月1日至2011年7月1日为第一阶段，2011年7月1日以后为第二阶段。第二阶段执行更为严格的排放限值[1,2]。目前制浆造纸企业普遍采用预处理＋厌氧生物处理＋好氧生物处理＋化学混凝三级处理流程，处理后的COD一般可以降到150～200mg/L左右，色度仍然较高[3]，难以满足新标准的要求，中图分类号:TS7;X793文献标志码:B文章编号:1007-9211(2011)03-0018-06废水深度处理[综论]专题策划·Special第32卷第3期2011年2月1摘要：制浆造纸工业废水排放新国家标准的实施，使得废水深度处理十分必要。2011年7月1日以后，将执行第二阶段更为严格的排放限值。本文总结了当代制浆造纸废水深度处理的主要技术与实践，分析对比了不同处理方法的优缺点，以及各种工艺的应用案例、处理成本等；同时介绍了国外制浆造纸废水深度处理研究的新动向。这对促进国内造纸行业废水深度处理技术的应用及今后该领域的研究具有一定的导向意义。关键词：制浆造纸；废水；深度处理；技术方法；应用案例无毒的小分子物质，甚至直接分解成为CO2和H2O，达到无害化的目的。根据产生自由基的方式和反应条件的不同，可将其分为Fenton类氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法、超声氧化法、电催化氧化法、臭氧氧化法和湿式氧化法等。与传统的水处理方法相比，高级氧化技术具有氧化能力强、氧化过程无选择性、反应彻底、无二次污染、可连续操作及占地面积小等优点，对高浓度、难降解有机物废水的处理具有极大的应用价值，并被广泛应用于有毒难降解工业废水如制药、精细化工、印染等有机废水的处理中，已经逐渐成为难降解废水处理研究的热点。为此，高级氧化技术给成分复杂、污染物浓度高、难以处理的造纸废水处理开辟了新途径[4]。根据各类高级氧化技术在所研究的内容方面所起的作用，列于表1中分述。Fenton氧化法处理造纸废水效果比较明显，在实际生产上得到了应用，但缺点是造纸废水量大，在实际的工程应用中，通常需要加酸调节废水pH到3.5～4.5之间，废水调节酸性的费用在工艺总处理费用中占有较大的比例，加酸费用成为决定工艺经济上是否可行的重要因素。拓展Fenton氧化技术在造纸废水表1各类高级氧化技术优缺点比较Fenton类氧化法超临界水氧化法光催化氧化法超声氧化法电催化氧化法臭氧氧化法湿式氧化法项目优点反应条件温和，无二次污染，设备简单，处理费用低，适用范围广。反应速率快，处理效率高，无二次污染。反应条件温和，氧化能力强，无二次污染，易操作，适用范围广。反应条件温和，对设备要求低且在常温下