生物技術在造紙廢水處理中的應用

姜力

摘 要：我國在工業發展過程中，工業廢水的過量排放已經成為了制約工業發展的主要因素之一，造紙工業是污水排放量占據首位的主要生產行業，對于該行業所排放的廢水如何進行有效處理是社會各方共同致力研究的領域，在進行廢水排放處理的同時還要最大程度的實現水資源的循環利用，這對于廢水處理領域無疑是一項更為重大的挑戰。生物技術的開發和應用為廢水處理帶來了新的契機，使用新型生物技術可以有效降低造紙廢水的排放量，提高廢水的利用率，不失為一種極為有效的解決問題的途徑。

關鍵詞：淤泥法；生物酶處理；光合細菌處理；新型生物技術

1 目前在造紙廢水處理中主要采用的生物技術

造紙廢水較其他工業排放廢水而言在處理上具有較高的難度，這是由于其所產生的廢水中含有大量難以降解的纖維性物質和污染度較高的色素物質，因此，給廢水處理帶來了極大的困難。但與此同時，如果不僅是對造紙排放的廢水進行及時有效的處理，其帶來的污染后果又是極其眼中的。因此，采取有效的技術和方法來實現對造紙廢水的處理具有十分重大的社會意義。下文將列舉一些常見的廢水處理方法以供參考。

1.1 氧化生物接觸法

該種方法是一種較為傳統也是十分常見的污水處理方法之一。其作用原理是通過在污水區域中創造一定的淤泥環境，培養大量的微生物菌群，使之在表面形成一層生物膜，膜體對污水中的污染物進行隔離和吸收，以達到污水處理的效果。

1.1.1 活性污泥法。活性污泥法是應用最為廣泛的廢水生物處理技術。它是利用懸浮生長的微生物絮體吸附、吸收、氧化和降解廢水中的有機污染物，使之轉化為無害的物質，從而使廢水得以凈化的一種好氧生物處理法。活性污泥法主要降低廢水的BOD值，但傳統活性污泥法會排放出大量剩余污泥，這些污泥中飽含著各種污染物，所以處理和處置這些污泥也是一大難題，現在的活性污泥法發展趨勢是污泥減量化和與厭氧法組合處理工藝。

1.1.2 序批式活性污泥法（SBR）。序批式活性污泥法（SBR）是一種間歇運行的廢水處理工藝，它是在一個反應器內按時間順序先后完成普通連續流活性污泥法中多個處理單元所進行的工藝環節。SBR技術的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統。利用SBR工藝對造紙廢水進行處理，COD去除率可達82.5%，且運行比較穩定，處理效果良好，出水水質達到國家規定的造紙行業廢水排放標準。

1.1.3 高效生物反應器（HcR）。高效生物反應器（HcR）是活性污泥法的一種發展，其特點是高效、高濃、高負荷，占地小、污泥少、能耗低，很適合于COD濃度較高的造紙工業廢水的處理。HcR的反應效率較常規活性污泥法高，接近到純氧曝氣的水平，其容積負荷可達（50～70）kgCOD/m3·d，是常規活性污泥法的10～30倍；反應時間為（1～2）h，是常規活性污泥法的1/20～1/40；污泥負荷可達（5～10）kgCOD/kg（ss）·d，是常規活性污泥法的2～3倍。

1.2 厭氧生物處理

厭氧生物處理法是指在沒有氧氣參與的條件下，通過厭氧生物對有機物進行酸性發酵和堿性發酵兩個階段的分解處理，從而完成整個代謝過程。主要有厭氧濾池、厭氧流化床等。

1.2.1 厭氧濾池（AF）。厭氧生物濾池是一種內部裝填有微生物載體的厭氧生物反應器，厭氧微生物部分附著生長在濾料上，形成厭氧生物膜，水中的有機物擴散到生物膜表面，使生物膜中的微生物降解。

1.2.2 厭氧流化床（AFB）厭氧流化床是使附著微生物的填充材料的有效表面積最大，體系內附著的活性微生物濃度最大的反應器。實驗室和中試研究都表明用AFB處理制漿造紙廢水能達到比其他高效厭氧反應器高得多的負荷率。

1.3 生物酶處理技術

生物酶處理有機物是先通過酶反應形成游離基，然后游離基發生化學聚合反應生成高分子化合物沉淀。與其他微生物相比，酶處理技術具有催化效能高、反應條件溫和、對水質及設備情況要求較低、反應速度快、對溫度、濃度和有毒物質實用范圍廣、可以重復使用等優點。喬慶霞等進行了選育優勢菌處理含氯漂白廢水的研究，實驗結果表明：優勢菌在漂白中段水相對濃度為50%、pH為7.0、菌液量為2mL時，對廢水中有機氯化物和COD的綜合處理效果較好。

1.4 光合細菌處理技術

該項處理技術又稱作是PSB污水處理技術，其作用原理是通過培養可以進行光合作用的厭氧菌群，利用其可以在光合條件下進行光合反應來生成自身所需要的氧份，同時又在進入污水內部時進行自身氧份的補充，形成生物膜來實現對污染物降解的目的。由于該種菌群能夠重復的進行光合和厭氧的操作，因此其本身的性質也介于有氧生物和厭氧生物之間，較其具有獨特的優勢。通過此種方法處理的污水能夠最大限度的降低淤泥的含量，并且處理過程不受溫度的影響，實施起來也較為靈活，而且，這種光合細菌技術的應用，可以在不增加處理成本的條件下，達到最佳的污水處理效果，是一種理想的造紙廢水處理方法。

2 新型生物技術的開發和使用

2.1 新型厭氧處理技術

在造紙廢水處理中，厭氧處理技術是一種新型的處理工藝，由于近幾年來水資源污染程度加劇，因此，該項技術也日益受到社會的廣泛重視。鑒于造紙廢水處理的特殊性，各國的厭氧生物處理技術研發進程相對緩慢且各國的處理方法都不盡一致。我國在此方面起步較晚，目前還處于研發試驗階段。廢水的厭氧處理主要是通過在廢水中培養厭氧微生物群，使之將廢水中毒污染物進行分解和消滅，來達到凈化廢水的目的的一種處理方法，其處理效果較為明顯，但還需要技術人員的不斷探索和研發，以提高其實際應用價值。

2.2 液膜分離技術

液膜分離技術也是一種有效解決造紙廢水的途徑。該種方法的作用原理是通過在午睡中建立一種膜狀生物結構，將污水中的污染物進行完全隔離，并進行污染物的集中萃取，達到凈化水源的目的。該種技術具有高分離性，分離速度快，處理水域面積大等優勢，實現了廢水中污染物的高效分離和排出，具有十分明顯的實際污水處理效果。現階段我國的液膜分離技術大多還處于研發階段，一些過程控制還缺乏有效的控制手段，所以還需要技術人員不懈的努力，但此項新技術的應用具有極為光明的發展前景，其投入到實際應用領域也指日可待。

2.3 生物氧化處理技術

與上文提到的厭氧處理技術相對應，生物氧化處理技術是通過對悠揚生物的培養來達到污水處理效果的。該項技術的操作原理是采用適當方法在污水中進行好氧生物的培植，進而起到井水的作用。在使用此種方法時，要時刻保持微生物處于有氧的環境之中，因此，需要充足的提供水底的氧份條件，保證好養微生物群發揮其降低污染物濃度的功效。

3 結束語

在造紙廢水處理過程中加入生物技術將大大提高廢水處理效果，并帶來最為經濟有效的社會效益，為此，應該在廢水處理領域充分開發利用這種新型方法，從根本上緩解我國廢水處理難的問題，尋求更為環保，更為高效的廢水處理新模式，實現水資源的可持續發展。

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