造紙工業廢水基本處理方法

劉芳

【摘要】造紙工業是污染環境的主要行業之一，它所排放的高濃度有機廢水給生態環境造成極大的危害。目前造紙工業廢水處理主要有物理法、物理化學法、生物化學法、人工濕地法等。其中常用的方法是生物化學處理法，它又分為好氧生物處理法、厭氧生物處理法和厭氧-好氧生物處理法。

【關鍵詞】造紙工業廢水 物理法 物理化學法 生物化學法 人工濕地法

1概述

造紙工業是污染環境的主要行業之一，造紙工業的整個生產過程，包括從備料到成紙，紙張的加工等都要以新鮮水為介質，用于輸送、洗滌、分散和冷卻設備等用途，它所排放的高濃度有機廢水對環境污染嚴重。近幾年，造紙工業在污染防治方面采取了一系列措施，但隨著造紙工業的迅速發展，造紙工業廢水帶來的環境污染仍然不可小覷，必須重視對造紙工業廢水的處理。

2造紙工業廢水的危害

造紙工業廢水的特點是水量大、色度高、懸浮物含量大、有機物濃度高、組分復雜難處理。造紙廢水主要有三個來源：制漿廢液，中段水，紙機白水。制漿是把植物原料中的纖維分離出來，制成漿料，再經漂白；抄紙是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘干，制成紙張。這兩項工藝都排出大量廢水。洗漿時排出的廢水呈黑褐色，稱為黑水，黑水中含有大量纖維、無機鹽和色素。洗滌漂白過程產生的中段水水量最多，包含木質素、纖維素和樹脂酸鹽等較難生物降解的成分，且色度深。抄紙機排出的廢水，稱為白水，其中含有大量纖維和在生產過程中添加的填料和膠料。造紙工業廢水危害很大，其中黑水是危害最大的，它所含的污染物占到了造紙工業污染物排放總量的90％以上，由于黑水堿性大、顏色深、臭味重、泡沫多，并大量消耗水中溶解氧，嚴重的污染水源，給環境和人類健康帶來危害。而中段水對環境污染最嚴重的是漂白過程中產生的含氯廢水，例如氯化漂白廢水，次氯酸鹽漂白廢水等。漂白廢水中含有毒性極強的致癌物質二噁英，對生態環境和人體健康造成了嚴重威脅。

3造紙工業廢水處理方法

國內外造紙工業廢水的處理技術多種多樣，主要有物理法、物理化學法、生物化學法、人工濕地法。

3.1物理法

物理法是基于物理作用的原理，以去除不溶解的固體懸浮物為主，同時也有去除部分導致產生生化耗氧量的物質，降低和消除廢水色度的作用。處理過程中并沒有改變污染物的化學性質。

3.2物理化學法

在造紙廢水的深度處理中，物理化學法具有治理快、處理效果好等優點，一般采用的方法包括：高級氧化法、絮凝沉淀法、膜分離法、吸附法等。高級氧化法是將廢水中的污染物直接氧化成無機物或轉化為易于生物降解的物質。絮凝沉淀法是由絮凝劑形成的聚合產物，通過一系列作用，對水中懸浮、膠狀的大分子污染物加以去除的方法。膜分離法是用一種特殊的半透膜將溶質和溶劑分隔開，使一側溶液中的某種溶質透過膜或者溶劑滲透出來，從而達到分離溶劑的目的[1]。物理化學法的處理費用較高，屬于深度處理的方法，適用于排放標準要求較高的造紙工業廢水。

3.3生物化學法

生物化學法是利用微生物的新陳代謝來處理廢水。廢水中溶解的或者呈膠體狀態的有機污染物在微生物的作用下逐步降解，最終轉化成為無害的物質，使廢水得到凈化。生物化學法又分為好氧生物處理法、厭氧生物處理法和厭氧-好氧生物處理法。

（1）好氧生物處理法：好氧生物處理法是利用好氧微生物分解廢水中的有機污染物，使廢水無害化的處理方法。其機理是：當廢水同微生物接觸后，水中的可溶性有機物透過細菌的細胞壁和細胞膜而被吸收進入菌體內。膠體和懸浮性有機物則被吸附在菌體表面，由細菌的外酶分解為溶解性的物質后，也進入菌體內。這些有機物在菌體內通過分解代謝過程被氧化降解，產生的能量供細菌生命活動的需要；一部分氧化中間產物通過合成代謝成為新的細胞物質，使細菌得以生長繁殖。處理的最終產物是二氧化碳、水、氨、硫酸鹽和磷酸鹽等穩定的無機物。主要方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等。

（2）厭氧生物處理法：厭氧生物處理法又稱“厭氧消化”，是利用厭氧微生物降解廢水中的有機污染物，使廢水凈化的方法。其機理是在厭氧細菌的作用下將污泥中的有機物分解，最后產生甲烷和二氧化碳等氣體。完全厭氧生物處理可分三個階段：廢水中固態有機化合物借助于從厭氧菌分泌出的細胞外水解酶得到溶解，并通過細胞壁進入細胞，在水解酶的催化下，將多糖、蛋白質、脂肪分別水解為單糖、氨基酸、脂肪酸等；在產酸菌的作用下，將第一階段的產物進一步降解為較簡單的揮發性有機酸，如乙酸、丙酸、丁酸等；在甲烷菌的作用下，將第二階段產生的揮發酸轉化成甲烷和二氧化碳。影響因素有溫度、pH值、養料、厭氧環境等。厭氧生物處理的優點是處理過程消耗的能量少，有機物的去除率高，沉淀的污泥少且易脫水，可殺死病原菌，不需投加氮、磷等營養物質。但是，厭氧菌繁殖較慢，對毒物敏感，對環境條件要求嚴格。

（3）厭氧-好氧生物處理法：厭氧-好氧生物處理法是通過厭氧過程的產酸階段，將較難降解的大分子有機物分解為較簡單的小分子有機物，提高廢水可生化性，然后通過好氧生物處理過程進一步去除。厭氧-好氧生物處理法處理效果比單一的厭氧生物處理或好氧生物處理要好。

3.4人工濕地法

人工濕地是指通過模擬天然濕地的結構與功能，選擇一定的地理位置與地形，根據人們的需要人為設計與建造的濕地。其處理廢水機理為：利用基質-微生物-植物這個復合生態系統的物理、化學和生物的三重協調作用，通過共沉、過濾、吸附、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對廢水的高效凈化，同時通過營養物質和水分的生物地球化學循環促進綠色植物生長并使其增產，實現廢水資源化和無害化[2]。

4結語

隨著造紙工業的迅猛發展，造紙工業廢水對環境的污染日益嚴重，造紙工業廢水的處理技術也在不斷地改善，日趨成熟。造紙工業廢水處理主要有物理法、物理化學法、生物化學法、人工濕地法。在選擇處理方法時，需充分考慮各種處理方法的優缺點，同時根據實際技術水平和生產狀況，確定最佳處理方案，必要時采用幾種工藝聯合處理，優勢互補，以確保造紙工業廢水不影響生態環境。

參考文獻：

[1]李志萍，劉千鈞，林親鐵，孫斌.造紙廢水深度處理技術的應用研究進展[J].中國造紙學報，2010，25（1）：102-107.

[2]方偉忠，孫勝東.生物技術在制漿造紙廢水深度處理中的應用與發展[J].湖南造紙，2010，2：46-50.