_造纸废水深度处理技术的应用研究进展

中国造纸学报TransactionsofChinaPulpandPaperVol.25,No.1,2010造纸废水深度处理技术的应用研究进展李志萍1刘千钧1,2林亲铁1孙斌1(1.广东工业大学环境科学与工程学院,广东广州,510006;2.华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640)摘要:造纸工业废水排放标准的日益严格,使造纸废水的深度处理变得十分必要。目前国内外研究的造纸废水深度处理方法多种多样,但只有部分工艺在造纸企业废水治理中得到应用。本文就深度处理方法(如物理化学法、生物化学法和物理化学-生物化学联用法)的应用情况进行了综述。关键词:造纸废水;深度处理中图分类号:X793文献标识码:A文章编号:1000-6842(2010)01-0102-06收稿日期:2009-10-26(修改稿)本课题为中国博士后科学基金(20060390201),制浆造纸工程国家重点实验室开放基金(200701),广东工业大学博士启动基金(053010),国家“十一五”水体污染控制与治理科技重大专项东江项目(2009ZX07211-005-03),广东省产学研项目(2009B090300342)资助课题。作者简介:李志萍,女,1984年生;硕士研究生;目前主要从事造纸废水深度处理的研究工作。E-mail:lipingzhil.sky@163.com造纸工业不仅是用水大户,还是产生工业水污染物的主要产业之一。随着水资源日益紧缺、水污染物排放总量控制加严以及《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544—2008)的发布、实施,相对于原有标准,新标准CODCr、BOD5、SS的排放指标降低了约50%～70%。许多造纸企业现有的废水排放水平与新排放标准相比存在相当大的差距。一般经过二级生化处理的造纸废水大多数不能达到新标准的排放要求,主要存在CODCr>100mg/L、色度仍然较高的问题,因此有必要对其进行深度处理以实现达标排放,甚至能够回用。这对减少废水的排放、削减企业的排污费、减少水资源的消耗方面具有十分重要的意义。造纸废水深度处理就是将二级生化处理出水再进一步用物理、化学或生物法处理,去除造纸废水在二级处理中没有除去的溶解性污染物及悬浮物,以达到更加严格的排放要求,甚至能够实现水的回用。1废水深度处理方法研究1.1物理化学法在造纸废水的深度处理中,物理化学法具有治理快、处理效果好等优点,一般采用的方法包括:高级氧化法、电化学法、絮凝沉淀法、膜分离法、吸附法等。1.1.1高级氧化法高级氧化法是近年来兴起的水处理技术,它能将水中的污染物直接氧化成无机物,如CO2和H2O,或转化为易于生物降解的物质。在高级氧化过程中产生的·OH是一种强氧化剂,它可以氧化大部分有机物和还原性无机物。高级氧化法具有以下特点:氧化性强、反应快速、可降低TOC和DOC、提高生物降解性。该技术主要包括:臭氧(O3)氧化技术、过氧化氢(H2O2)氧化技术、O3/H2O2氧化技术、紫外光(UV)/H2O2氧化技术、O3/H2O2/UV氧化技术、二氧化钛(TiO2)/UV氧化技术等。光催化法可以大大降低纸板生产废水的有机污染物负荷,在COD含量较高的封闭回路里,它的处理效果最好[1]。在优化的实验条件下,用TiO2溶胶在太阳光下深度处理造纸中段废水,可有效脱除废水的颜色,CODCr的去除率高达90%。这个光降解体系除了可在阳光和荧光高压汞灯下进行废水的降解外,在阴天也具有一定的降解能力[2-3]。在以活性炭纤维(ACF)为载体的TiO2光降解体系中,废水CODCr的去除率随着TiO2/ACF的表面积增大而提高,40min后CODCr可从215mg/L降到100mg/L以下并逐渐达到平衡,但若该体系循环再用时,TiO2/ACF的表面积过大反而会导致造纸废液CODCr的上升[4]。传统臭氧法可用于造纸废水的一级处理[5],其对有机物起到部分氧化作用,因而COD和TOC的去除率比较低,若将臭氧与催化剂联合使用,则能保证有机物的完全矿化,尤其是COD和TOC。实验表明,102第25卷第1期造纸废水深度处理技术的应用研究进展催化臭氧法适用于造纸废水的三级处理,在处理过程中COD与TOC呈线性相关,处理效果不受废水性质的影响[6-7]。对于废纸造纸废水中有机碳的去除,光Fenton法则具有良好的处理效果[8]。将Fenton和光Fenton结合处理造纸漂白废水是非常有效的,处理过程所采用的光源中,太阳光对TOC的去除效果更好。这一方法中,温度起着重要作用,少量的O2就可确保反应的进程,而溶解的Fe2+不可超过400mg/L[9]。Fenton法的处理效果好,但H2O2价格较高。在确保处理效果的前提下,若与其他处理工艺联用,可以适当地降低成本。在造纸废水的深度处理方面,填充电极