摘要：文章介绍了制浆造纸厂生产工艺及排放水的特性，按造纸废水的来源、分类及制浆方法的不同，介绍了国内外现有的制浆造纸工业废水治理方法及研究工作的进展情况。列举了国内外成功的造纸工业废水治理的工程实例。提出今后行业废水治理技术的研究重点和潜在的技术应用前景。
关键字：制浆造纸；工业废水；废水处理
前言
纸工业是投资大、能耗高，对环境污染严重的行业之一，其污染特点是废水排放量大、色度高。化学需氧量高，废水中纤维悬浮物多，造纸工业废水的治理对于保护水资源．保持生态平衡，促进经济发展，都具有重要意义。本文从废水的来源以及方法分类上来介绍国内外现有的制浆造纸工业废水治理方法及研究工作的进展情况。
1造纸废水的特征
造纸废水的产生与生产过程的各个工序有关，总的来说可以分为黑液、中段废水与白水三类。制浆黑液，包括木浆和草浆黑液目前都可以成功地使用传统的碱回收方法治理。国内外对造纸废水脱色有两个基本途径，一是把发色有机物从废水中分离出来，使色度降低，比如絮凝、吸附和膜分离等；二是破坏有机物的发色和助色基团，使废水色度降低，比如化学氧化法、光化学法、生物法和电化学法等。造纸白水中的成分几乎全部来自于纸浆，故绝大部分白水可以直接送回造纸车间的配浆工段用作浆料的稀释和配浆，多余的部分白水可以通过浮选池、白水塔和纤维分离机等方法回收纤维回用，再多余的部分可以与中段水混合处理。中段废水来源于制浆废水之后，包括洗浆的稀黑液、洗涤筛选废水、漂白废水、洗网、洗毯废水、造纸车间的多余白水等。因此中段废水是个来源复杂，成分复杂的系统，中段废水的脱色处理十分关键。
2絮凝法
絮凝法是通过絮凝剂的电中和、架桥、网卷等作用使得废水中胶体性悬浮污染物或呈细微状态，不易沉降、过滤的污染物凝聚、絮集成为较大的颗粒而从废水中分离出来，从而实现废水的脱色净化。使用的添加物不止一种，采用了多种絮凝剂复配使用则称为混凝。上世纪80年代末美国专利提出的混凝典型工艺用于中段废水脱色处理取得了良好的效果，该法是在二级生产处理后带有色度的水中，加入胺类聚合物，在絮凝反应设备中形成絮体，经加压溶气气浮后，使出水的色度达标排放。目前国内絮凝技术普遍应用于造纸厂的废水处理中，各种效果良好的絮凝剂也被不断地开发和运用。絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂三类。常见的无机单盐絮凝剂有铁盐、铝盐、镁盐等，优点在于成本低廉、来源广泛、操作简单；不足之处为用量较大，对设备有腐蚀性，受pH值影响大。有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比，具有用量少、絮凝速度快、受共存盐类、pH值及温度影响小，生成污泥少，容易处理等优点。微生物絮凝剂是一类由微生物产生的有絮凝活性的代谢产物(主要有糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素和DNA等)，是一种安全、高效却能自然降解的新型水处理剂。与目前普遍采用的天然高分子絮凝剂相比，微生物絮凝剂具有絮凝活性高，能产生絮凝剂的微生物种类多，生长快，易于采取生物工程手段实现产业化等特点。微生物絮凝剂处理废水可达理想目标，例如R.Kurane在80mL造纸厂废水中加入2mL协腹产碱杆菌(Alcaligeneslatus)培养物和1.5mL的聚氨基葡萄糖后，即可在废水中生成肉眼可见的絮凝浮于水面，脱色率为94.6%，下层清水透光率几乎与自来水相近。
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3化学法
化学氧化法脱色是指用氧化剂，如氯、ClO2、O3、H2O2、Fenton试剂及次氯酸盐甚至氧气等，氧化断裂或改变废水中的发色基团化学结构，从而达到废水脱色的目的。Cl2氧化法处理效果较好，但它易与水中有机物生成氯代有机物(AOX)，毒性很大，造成二次污染。O3因具有很高的氧化电位而对废水有很好的脱色性能，浓度为20mg/L时，只要90min就可以去除废水色度的90%，而且其中85%是在15min内完成的；但需采用O3发生器及一系列处理设备，造价高及投加量大。Fenton试剂是过氧化氢与亚铁离子的复合物，氧化性很强的氧化剂，特别适用于生物难降解的有机废水的处理，Fenton试剂法处理木浆废水虽然可以达到脱色的目的，但条件要求严格，处理流程复杂，成本较高。化学脱色通常分为氧化脱色和还原脱色，实质是阳离子、游离基和阴离子在酸性或碱性介质中的亲电作用和亲核作用。氧化脱色的特点是脱色药剂不可逆地破坏发色基团；还原脱色则可逆地消除发色基，它可以被空气中的氧再氧化而返色，因而在造纸废水脱色中主要应用化学氧化脱色。
4生物法
生物法脱色的实质是微生物以废水中所含的污染物作为营养源的生命活动，改变发色基团的化学结构或者降解发色大分子的有机物，达到脱色的目的。微生物具有来源广、易培养、对环境适应强、繁殖快、易变异等特性，因此可以在特定条件下驯化，使之适应造纸废水的水质条件。现在比较成熟的有活性污泥法(包括表面曝气和延时曝气)和生物膜法(包括生物接触氧化、塔式生物滤池和生物转盘)，而在纸浆工业废水脱色中应用最多的白腐菌脱色，已于1980年应用到对造纸废水的处理中。用白腐菌进行造纸废水脱色，是利用其产生的特殊酶系来催化氧化还原发色物质分子，破坏其不饱和共轭键，同时将部分降解产物代谢成菌体本身，从而消除废水中的发色基团，达到脱色目的。应用白腐菌处理漂白废水的脱色效果明显。美国林产研究室/北卡罗来那州真菌脱色研究组最先采用白腐菌phanerochaetechrysosporium处理漂白废水，随后设计了生物膜转盘反应器，脱色率在60%～70%。加拿大浆和纸研究协会，利用TrementorsVersicolor振荡培养菌丝球处理漂白废水也发现有脱色效果，他们接着研制出颗粒床固定化反应器，脱色率最高可达80%。生物法废水处理脱色费用低廉、运行简单、管理便利，现在被广泛应用于中段水的二级处理。但生化处理具有时间长、白腐菌的优势菌群难以维持、对废水酸性要求等缺点，使造纸废水脱色的生物处理法有待于进一步研究。
5膜分离法
膜分离法是以选择性透过膜为分离介质，使废水在以外界能量或化学位差为推动力下通过膜介质，进水侧的废水组分选择性地透过膜介质，从而达到脱色净化目的。目前膜分离常用的是人工合成或天然的高分子薄膜，膜介质包括中空纤维膜、有机高分子膜、无机陶瓷膜等多种。对不同的废水各有其适用性，需要根据废水特性和出水的水质要求确定膜介质及其组件。在造纸废水处理中，主要采用的膜技术有超滤和反渗透，它们是以压力差为推动力的液相膜分离方法。日本东京工业试验所利用低压反渗透法及超滤法处理硫酸盐纸浆废水，结果表明，膜分离法可以充分脱色。
结束语
总之，造纸废水作为量大面广的高浓度有机废水的一种，一直受到各方专家学者和社会各界人士的关注。国内外造纸废水脱色技术很多，研究也比较多，但适合我国目前造纸工业实际情况的低成本高效率脱色技术并不多，这有待我们广大造纸工作者的进一步研究。寻找适合于商业化、脱色效率高的工艺技术，还需要不断地更深入的研究，为我国造纸工业实现清洁生产和可持续发展创造更有利的条件。
参考文献
[1]佚名.电催化氧化技术处理含盐有机废水研究进展[J].化工环保，2019(1):6-10.
[2]杜博宇.生物质精炼在制浆造纸应用中的研究进展[J].农家参谋，2018，No.579(7X):231-231.
论文作者:邢珊珊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：废水论文; 絮凝论文; 絮凝剂论文; 水中论文; 白水论文; 生物论文; 工业废水论文; 《基层建设》2019年第15期论文;