_造纸废水的处理技术及研究进展

造纸废水的处理技术及研究进展褚华宁1,张仁志2,韩恩山1(1.河北工业大学化工学院天津300130;2.中国环境管理干部学院,河北秦皇岛066004)摘要:文章简述了国内外造纸废水常用处理方法,并对各种方法进行了评价和分析。介绍了处理造纸废水的新技术,以及可行性和发展前景。关键词:造纸废水;膜分离技术;高级催化氧化中图分类号:X703.1文献标识码:C文章编号:10062009(2006)01-0036-02收稿日期:2005-11-20作者简介:褚华宁(1980—),女,河北石家庄人,在读硕士研究生。目前,我国造纸业正处于高速发展的时期,近10年来平均增幅为18%。造纸行业污染物排放量仅次于化工行业,废水排放量为31.8亿t,占全国工业废水排放量的16.1%,COD排放量为148.8万t,占全国工业COD排放量的33%。开发造纸废水处理新技术,提高处理效果,降低处理成本,改善生态环境,实现清洁生产和可持续发展已成为世界各国造纸业和环境保护部门的研究重点。1造纸废水处理的一般方法1.1生物处理法造纸废水的生物处理技术是利用微生物的新陈代谢功能,使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害稳定的物质,从而使造纸废水得以净化。根据参与作用的微生物种类和供氧情况,其生物处理过程分为好氧、厌氧和好氧厌氧组合生物处理三大类。根据好氧微生物在处理系统中的状态不同可分为活性污泥法和生物膜法两类。活性污泥法处理技术比较成熟,运行费用低,但对高浓度造纸废水处理效率不高,用于处理造纸废水容易出现污泥膨胀,因而逐渐被其他新的处理技术所取代或在其原有工艺基础上加以改进。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冲击负荷能力,无须污泥回流,处理设施紧凑。在造纸废水处理中逐渐得到了广泛应用[1]。厌氧生物处理法目前常用的有厌氧生物滤池、上流式厌氧滤池、升流式厌氧污泥床、厌氧流化床、厌氧附着膜膨胀床、厌氧浮动生物膜反应器和厌氧折流板反应器等。厌氧生物处理法适用于高浓度造纸废水的处理。单一方法处理造纸废水往往得不到较好的效果,独立的好氧处理成本高,独立的厌氧处理其出水达不到排放标准。实践证明,厌氧一好氧处理法既能获得良好的处理效果,又可降低成本,具有单一方法不可比拟的优点,因此在实际工程中应用十分广泛。1.2物化处理法物化处理法常用的方法包括混凝气浮法和混凝沉淀法。混凝气浮法是在废水中加入混凝剂,通入空气,产生细小气泡,使水中细小悬浮物形成的矾花粘附在空气泡上,随气泡一起上浮到水面上,形成浮渣,从而回收水中的悬浮物质改善水质。在气浮法中,超效气浮工艺、涡凹气浮工艺等克服了以往气浮运行能耗高的缺点,以节约能源、占地空间小、净化效率高等优点备受瞩目[2]。混凝沉淀法主要以去除SS为目的,同时消减部分COD浓度,减轻后续生物处理工艺进水的悬浮物负荷及有机污染物的负荷。刘斌[3]等用聚合氯化铝PAC,聚硅硫酸铝PASS,聚合硫酸铁PFS处理造纸废水,经实验研究证明,其混凝效果的次序为:PAC>PASS>PFS;单一无机混凝剂低药剂投量下SS去除效果不佳;pH值对混凝效能具有显著影响,酸性条件下混凝效果最好。1.3化学处理法化学处理法是利用化学药剂的氧化还原作用,将废水中的某些溶解性污染物转化为容易从水中—36—第18卷第1期环境监测管理与技术2006年2月分离的形态。常用于造纸废水的化学氧化法包括ClO2氧化、臭氧氧化、KMnO4氧化等。由于各种处理方法自身的局限性以及造纸废水中COD相对分子量较大的差异,常常将各种处理方法组合,如化学氧化-混凝沉淀处理法、气浮-好氧生物处理法、混凝沉淀-好氧处理法等[4]。2造纸废水处理的新技术2.1膜分离法膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称。常用的膜分离方法有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)等。膜分离法具有分离效率高,且将滤后的净化水重复利用于生产,实现零排放,装置简单,操作容易,易维修、控制等优点[5]。采用膜分离法进行造纸废水的处理,是目前的研究热点和难点。黄江丽等[6]采用0.8μm微滤(MF)与50nm超滤(UF)无机陶瓷膜组合工艺对造纸废水进行处理,在温度为15℃、压力为0.1MPa的操作条件下,0.8μm膜对比COD去除率为30%～45%,50nm膜对COD去除率为55%～70%。谭绍早[7]等以聚丙烯腈为基膜,壳聚糖为改性剂采用紫外辐射法制备了一种新型纳滤膜,处理CTMP废水,其对钠的截流率为40.1%,且浓缩液中的固形物含量、燃烧热比原废液大大增加,可满足碱回收工段的要求。虽然膜分离在造纸废水的处理具有一些优势,但也存在一定的问题。如膜的污染和分离效果降低,膜组件价格较高等。随着膜分离技术研究的深入,这项技