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制浆造纸废水处理新技术的研发与应用

                            制浆造纸废水处理新技术的研发与应用
                                              王春华
                       ( 杭州市永佳纸业有限公司,浙江杭州, 310022)
    摘要:造纸工业排放的大量废水,已对我国环境造成了严重的破坏。新出台的制浆造纸工业水污染物排放标准推动了造纸企业加大废水处理的力度,传统的制浆造纸废水处理技术已达到新标准的要求。本文重点介绍了仿酶—混凝土、电化学—固定化微生物、白腐菌( Coriolus versicolor) 漆酶三种制浆造纸工业废水处理的新技术,实践结果表明,三种技术都达到了新标准的排放要求。
    关键词:纸浆造纸;废水处理;新技术
    1· 前言
    随着我国造纸产业的迅速发展,造纸企业排放的废水和COD 已对我国的环境造成了严重污染,据2007 年上半年的统计结果显示,造纸行业中COD的排放量约占全国工业COD 总量的1 /3,其已成为我国COD 减排的重点,2008 年我国新实施的制浆造纸工业水污染排放标准的排放限值比旧标准更为严格,更加重了造纸企业的负担,因此,造纸企业必须寻求废水处理的新工艺、新技术,加大废水处理力度,从而才能达到新标准的排放要求。
    2· 传统制浆造纸废水处理技术
    2008 年,我国出台了新的制浆造纸工业水污染物排放标准,对我国的制浆造纸废水处理技术提出了越来越高的要求。诸如混凝沉淀法、化学氧化法、吸附法、人工湿地处理技术、膜分离等传统制浆造纸废水处理技术所需成本较高,并且已达不到工业水污染物排放新标准的要求。因此,开展和研发新的废水处理技术已迫在眉睫。
    3· 仿酶—混凝土法处理造纸废水处理技术
    3. 1 简述
    酶处理在制浆造纸废水处理中是一种切之有效的方法,然而它存在酶提取费用高,容易失去活性,所需严格的环境条件等不足。采用仿酶( 主要为金属配位化合物) 处理则可弥补酶处理的不足,在功能上也能达到与前者相同的效果。采用Fe—CA 仿酶—混凝土处理技术处理混合在一起的废水和稀黑液,可显著去除掉废水中的COD,木素被大量的脱除,从而有效改善了废水的可生化性,为废水的进一步处理提供了条件。该技术所需费用低,工艺简单,达到了与木素过氧化酶的相同效果,草、木浆的制浆造纸废水处理大都采用这一技术。
    3. 2 废水处理工艺
    斜筛滤出制浆造纸废水中的细小纤维后,废水经由集水池进入混有仿酶复合物与过氧化氢溶液的混凝反应池中,同时向池中通过压缩空气,待反应1h 后,再将废水送入加有絮凝剂( 硫酸铝、CPAM等) 的初沉池中,约沉降3h,用污泥泵将沉降物从池中抽出,之后进行生化处理,完毕后出水即可进行排放。
    3. 3 优点
    此工艺比混凝沉淀法、气浮法工艺运行更稳定,费用更低,即使高浓度的COD 废水也能达到新标准的排放要求。仿酶—混凝土法提高了废水处理的效果,较彻底的去除了废水中的木素,极大降低了废水中的毒性,改善了废水的可生化性,为废水的进一步处理提供了条件。
    4· 电化学—固定化微生物技术
    4. 1 简述
    该方法是将电化学技术与固定化微生物技术有机结合起来,以此对制浆造纸废水进行处理。充分利用电化学技术显著降低废水污染负荷、提高废水生化性能和固定化微生物技术,显著降低废水污染物质,实现了对制浆造纸废水的深度处理。
    4. 2 废水处理工艺
    ( 1) 电化学处理阶段
    废水池中的废水经计量泵进入到电化学反应池中,其阴、阳极材料分别为不锈钢、碳钢极板,同时将液相电解器和极板调节按钮上电压值调至额定值,待反应一段时间后,废水进入加有少量聚丙烯酰胺的曝气氧化池中,之后废水进入到沉淀池,从而实现了清液与污泥的分离,分离后的清液先后进入到储水池、曝气生物滤池、生物炭池,以去除清液中的有机物和色度,从而提高了出水的质量。
    ( 2) 固定化微生物处理阶段
    将电化学处理后的废水通至曝气生物滤池和生物炭池中,同时向池中通入压缩空气和加入一定量的高效菌,每闷曝三天,向池中加入高效的微生物,连续三次后,开始向池中通水,定时检测出水中COD 的含量,并用显微镜观察池中微生物的生长情况。实践结果表明,微生物生长良好,出水水质也较为稳定,从而达到了微生物固定、驯化的目的,为后续实验工艺参数的测定创造了条件。
    5· 白腐菌( Coriolus versicolor) 漆酶废水处理技术
    5. 1 漆酶体系废水处理
    传统的制浆造纸废水处理通常采用一级沉降、二级生化的处理方法,经处理后的废水并不能满足新标准的排放要求。杂色云芝( 白腐菌) 产生的漆酶可对废水进行更为深度的处理,在催化氧化作用下,漆酶体系可使废水中多数的有毒木素发生聚合反应,从而显著降低了废水中COD 含量和色度,大量的实验结果表明,采用漆酶废水处理技术符合了回用水的使用标准。
    5. 2 漆酶—松柏醇体系废水处理
    漆酶—松柏醇体系在制浆造纸废水处理中能有效的减少漆酶的用量,松柏醇的脱氢聚合能力很强,其为木质素生物合成的母体物,在漆酶的作用下木质素生物合成为DHP。制浆造纸废水经传统二级生化处理后,废水中仍存有少量的不易降解的木质素,致使废水中色度的浓度很高,通过向废水中加入一定量的松柏醇,使得松柏醇在漆酶的催化作用下与制浆造纸废水中的木质素发生聚合反应,最后由絮凝沉淀的方式出去,从而提高了回水的水质。
    5. 3 漆酶—松柏醇体系废水处理机理分析
    漆酶是一种对苯二酚氧化酶,其独特的催化特性广泛应用于工业废水监测中,漆酶—松柏醇体系处理废水的机理具体为: 在有氧环境条件下,木质素和松柏醇在漆酶作用下生成游离基或是醌类物质,之后经偶合或是聚合反应生成高分子的化合物,最后以絮凝的形式沉淀下来。
    6· 结论
    制浆造纸废水的处理作为一项长期复杂的系统工程,需要造纸企业认真履行,制浆造纸工业水污染排放新标准,迫使企业加大造纸废水处理的力度,不断寻求新的造纸废水处理工艺,找到一种更为经济、更为高效的制浆造纸废水处理方法,从而能切实有效的满足造纸废水的排放标准,为我国造纸行业的节能减排贡献一份力量。  
参考文献
[1]张安龙. 造纸工业废水处理现状及技术进展. 国际造纸技术报告会论文集, 2012.
[2]谢益民,王磊. 制浆造纸废水处理新技术的研发与应用[J]. 湖北造纸, 2011.
[3]李凤亭,何艳. 造纸废水处理药剂及技术进展. 全国造纸化学品开发应用技术研讨会论文集, 2011.
[4]冯晓静,谢益民,洪卫. 电化学———固定化微生物技术联合深度处理制浆造纸废水. 山东环境科学学会年会论文集, 2012.


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