造纸废水处理中的絮凝剂研究进展

2011年1月第1期(总第146期)广西轻工业GuANGXIJouRNALoFLIGHTINDusTRY资源与环境造纸废水处理中的絮凝剂研究进展徐金霞1,2(1．莆田市产品质量检验所，福建莆田3511o0；2．国家浆纸产品质量监督检验中心，福建莆田351100)【摘要】介绍了几种常用絮凝剂及其在造纸废水处理中的应用，阐述了仿酶一絮凝剂的研究进展。【关键词】造纸废~；4h-酶一絮凝；絮凝剂【中图分类号】X703．5【文献标识码】A【文章编号】1003—2673(2011)01—91—02造纸工业废水含有大量带负电荷的木质素、细小纤维和填料等多种化学品，使得COD、BOD、色度污染负荷大，难以直接生物降解。混凝法适应性强、基建投资低，是最简单易行、高效经济的造纸废水处理方法。混凝法处理造纸废水的关键是要选取适当和经济合理的絮凝剂，高分子絮凝剂具有良好的絮凝效果、脱色能力和操作简单等优点I11，为人们优先考虑选用，仿酶一絮凝剂则由于可以降解废水中的难降解可溶性木素，成为处理造纸废水的一种很有前景的絮凝剂。本文介绍了几种常用絮凝剂及其在造纸废水处理中的应用，阐述了仿酶一絮凝剂的研究进展。1无机高分子絮凝剂一般认为，造纸废水中的胶体离子主要带有负电荷，加入的无机盐类絮凝剂多为阳离子型，中和造纸废水中带有负电荷的胶体粒子，离子间的斥力消失形成大块颗粒而沉降。无机高分子絮凝剂不仅具有电中和能力，同时还具有较强颗粒物间的架桥能力，沉淀效果好。常用聚合氯化铝(PAC)做絮凝剂以除去纸浆中的悬浮物和胶体粒子。其优点是可以同时除浊和除色，而且用量少，絮凝效果受水温变化影响不大。缺点是生成絮聚团较慢，矾花轻、疏松，沉降慢，较难进行固液分离，纸浆回收效率较低，而且水中铝盐超过0．5mg／L会带来环境伤害。聚合硫酸铁(PFS)水解快，生成矾花速度快，易沉降，强度好；但矶花小，出水不清、残余色度高。黄胜、刘根凡等f人采用聚铝和聚铁联合使用处理麦草爆破制浆废水，结果表明先加入聚铁，搅拌1min，是聚铁混凝的凝聚阶段，水中生成细而重的矶花；再加入聚铝此时聚铁处于絮凝阶段，矶花成长变粗，以它们为核心，聚铝产生的沉淀物会生长成粗大的矶花，所以絮凝效果好。如果投加混凝剂顺序相反，絮凝效果相对较差。联合投加聚铝和聚铁，一定程度上可取长补短，增加絮凝效果。2有机高分子絮凝剂有机高分子絮凝剂由于分子上的链节与水中胶体微粒有极强的吸附作用，絮凝效果优异。同无机高分子絮凝剂相比，有机高分子具有用量少、絮凝速度快、受共存盐和pH值及温度影响小、生成污泥量少且易于处理等优点。有机高分子絮凝剂的加入量具有一个最佳值，浓度过高时胶体的颗粒表面吸附了大量的高分子物质，就会在表面形成空间保护层，阻止了架桥结构的形成，反而比较稳定使得絮凝不易发生。同时絮凝剂也存在一个最佳离解度，高分子电解质的离解程度越大，电荷密度越高，分子就越扩展这有利于架桥；但另一方面倘若高分子电解质的带电符号与微粒相同，则高分子带电越多，越不利于它在微粒上的吸附，就越不利于架桥。一般用阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)，但由于PAM价格昂贵，且其单体有毒，工业一般将PAM与无机絮凝剂复配使用。选用PAM作助凝剂可能会在排水或排泥中带入二次污染，所以近年来有人提出用超细滑石粉(SFT)替代PAM助凝[31。3其它絮凝剂除无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂外，还有改性高分子絮凝剂如淀粉改性絮凝剂、聚丙烯酰胺接枝共聚物等。采用60Co射线预辐照法制备淀粉一丙烯酰胺接枝物，将其用于造纸废水的处理中，结果表明其具有良好的去浊及去COD的性能，处理后水浊度及COD值都达到了排放标准，避免了环境污染。当单独使用絮凝剂不能取得良好效果时，可投加某些助凝剂。助凝剂可以调节或改善混凝的条件，例如当采用硫酸亚铁作混凝剂时可加氯气将亚铁Fe氧化成Fe。助凝剂也可用以改善絮凝体的结构，利用高分子助凝剂的强烈吸附架桥作用，使细小松散的絮聚体变得粗大而紧密，常用的有聚丙烯酰胺、活化硅酸、海藻酸钠。4仿酶一絮凝剂4．1仿酶简介在制浆与洗、选、漂过程中及造纸工段所排放废水的总和统称为综合废水。综合废水中难以处理的物质主要来自难降解的水溶性木素，由于仿酶体系对木素有较强的氧化作用，故可以用来降解造纸废水中的可溶性木素I6]。仿酶就是从天然酶中拣选出起主导作用的一些因素，如活性中心结构、疏水微环境、与底物的多种非共价键相互作用及其协同效应等，用以设计合成既能表现酶的优异功能又比酶简单、稳定得多的非蛋白质分子或分子集合体。模拟酶对底物的识别、结合及催化作用。仿酶催化不仅兼具酶催化与化学催化两者的优点，而且是实现绿色化学目标直接而有效的途径171。仿酶能使木素和多糖发生缩合反应和降解。其中缩合反应是仿酶絮凝的基础，该反应可使造纸厂废水中的水溶性难降解的多酚类化合物