废纸造纸废水处理技术的发展

环保与综合利用200年2月第29卷第2期进入滤料深层，污水中可生物降解的有机物质逐渐减少，底物浓度成为反应速率的限制因素[3,4]。经简单的经济分析，深度处理废水成本为0.78元·t-1。与单纯的物理化学方法的深度处理方法相比，运行成本较为低廉，可为广大制浆造纸企业所接受。　结论（1）采用生物沸石滤池深度处理麦草制浆造纸废水，确定滤池工艺参数为：表面负荷0.24m3·(m2·h)-1，BOD有机负荷0.144kgBOD·(m3·d)-1，水力停留5h。该系统对CODCr和SS的去除率可分别达到60%和90%。（2）实验表明生物沸石滤池深度处理造纸废水是可行的。参考文献：[1]洪卫，冯晓静，蒋文强.造纸中段废水深度处理的研究[J].中国造纸，2006，25(2)：65-66．[2]水处理工程师手册.[3]王立立，刘焕彬，胡勇有.填料层高度对曝气生物滤池工作性能的影响明[J].中国沼气，2002，20(4):11-16．[4]Fdz-Polanco，MendezE，VillaverdeS.StudyofNitrifyingbiofilmsinsubmergedbiofiltersbyexeperimentaldesignmethods[J].Wat.Sci.Tech.,1995,32(8):227-233．废纸回收利用具有良好的经济及社会效益，对环境保护和资源合理利用都有十分重要的意义[1]。但是废纸造纸产生的废水量大，污染物种类多，如废纸中约50%的填料、20%的细小纤维和95%的油墨进入废水，对环境也会造成严重的危害；另外，脱墨剂的加入也增加了废水处理难度[2]。所以，近年来，人们针对废纸造纸废水的特性已开发出了一系列的处理技术。　废纸造纸废水的特性废纸造纸废水主要产生于脱墨、洗涤、净化筛选、浓缩和抄纸系统。其废水的特性与原料结构、生产设备、工艺过程、产品品种、水资源及用水水质等因素有关，废水中含有的污染物主要有4类[3]：还原性物质，如木素、无机盐等；可生物降解物质，为半纤维素、树脂酸、低分子糖、醇、有机酸和腐败性物质等；悬浮物，如细小纤维、无机填料等；色素类：如油墨、染料和木素等。不同废纸种类及不同制浆方法所产生的污染物总量不同[2]，非脱墨再生纸厂废水的CODCr浓度为800~1500mg·L-1、BOD5浓度150~350mg·L-1、TSS浓度为900~1200mg·L-1；脱墨再生纸厂废水的CODCr浓度为200mg·L-1、BOD5浓度为300~900mg·L-1、TSS浓度为500~1500mg·L-1；另外，在一些使用次氯酸钠漂白废纸浆的废水中还发现有三氯甲烷，所以废纸造纸废水具有一定的毒性。2　废纸造纸废水处理技术目前废纸造纸废水的处理方法有物理法、化学法、生物法和物理化学法，实际应用的工艺往往是几种方法组合而成。但由于废纸来源、产品用途及本研究论文由陕西科技大学研究生创新基金资助。作者简介:迟金娟女士（1983-），满族，陕西科技大学硕士研究生，主要研究方向水污染控制工程；E-mail:[e-mail]。废纸造纸废水处理技术的发展●迟金娟，李志健2，彭　涛（1.陕西科技大学资源与环境学院，西安710021；2.陕西科技大学制浆造纸工程学院，西安710021）摘要：废纸的回收具有良好的经济和社会效益，但废纸造纸产生的废水也会对环境造成污染。因此，为了使其产生的废水达标排放，应采用合理的处理技术。本文对废纸造纸废水污染特性、目前比较成熟的处理技术及零排放清洁生产工艺进行总结，并对废纸造纸处理技术的进一步发展提出建议。关键词：废纸造纸废水；废水特点；处理现状中图分类号：X793文献标识码：A文章编号：1001-6909(2010)12-0046-04DOI:10.13472/j.ppm.2010.12.014环保与综合利用PaperandPaperMakingVol.29No.12Dec.2010AdvancedTreatmentofPaperWastewaterbyBiologicalZeoliteFilterZHANGAn-long,PANHong-yan,FANDi-gang,ZHANGJia(CollegeofResourceandEnvironment,ShaanxiUniversityofScience,Technology,Xi'an,ShaanxiProvince,710021China)Abstract:Biologicalzeolitefilterwasutilizedtotreatwastewaterfrompapermaking.Thestartingofbiologicalzeolitefilterandremovalefficienciesoforganics,SSandtheaffectingfactorswereinvestigated.Theresultsshowedthatwithsurfaceloadingabout0.24m3·(m2·h)-1,organicloadingabout0.144kgBOD·(m3·d)-1,HRTabout5h,theremovalefficienciesofCODandSSwere60%and90%respectively.Keywords:Zeolite;Biofilter;PapermakingWastewater收稿日期(修改稿)：2010-11-06生产工艺各异，废水水质差异较大，因此废纸造纸厂废水的处理也必须根据各企业废水水质的特点进行设计。2.1　物化处理方法气浮和沉淀均为物化处理方法，采用气浮或沉淀方法，通过投加混凝剂，可去除绝大部分SS，同时去除大部分非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD5。其典型的处理工艺流程如下：废水→筛网→集水池→气浮或沉淀→排放气浮或沉淀处理效果与选用的设备、工艺参数、混凝剂等有关，其COD去除率一般高于制浆中段水的COD去除率，通常能达到70%~85%。吨纸废水排放量150m3，浓度较低的中小型废纸造纸企业，通过气浮或沉淀处理，出水水质指标可达到或接近国家排放标准[4]。杨崇豪[5]等采用超细滑石粉强化混凝处理废纸造纸废水，结果表明：超细滑石粉（SFT）作为强化混凝的助凝剂与PAC或PFS配合使用处理废纸造纸废水是可行的。用SFT作废纸造纸废水强化混凝处理的助凝剂时，混凝处理的化学品成本比PAM作助凝剂时降低约0.188元·m-3，降低约23%。德国一家利用废纸生产纸板的工厂采用气浮过滤法处理脱墨废水，SS从1000mg·L-1和2000mg·L-1下降到20mg·L-1和50mg·L-1，进一步过滤后，SS下降到5mg·L-1，同时去除约50%的COD[6]。曾建忠[7]等在实验室制备了一种高效微生物混凝剂（MBF26），并将其用于废纸造纸废水的处理，结果表明，在较宽pH值范围内，微生物混凝剂MBF26对废水有很好的处理效果。在常温、pH值7.0、MBF26用量25mL·L-1的条件下，SS、CODCr的去除率分别为95%、83%；温度对SS去除率的影响不大，但对CODCr去除率的影响较大，且低温有利于提高CODCr去除率；与传统混凝剂Al2(SO4)3和FeCl3相比，微生物混凝剂MBF26具有混凝沉降速度快且效果好的特点。韩爱民[8]等采用涡凹气浮法对废纸造纸废水进行处理，实践表明，以涡凹气浮为主的方法应用于废纸再生造纸工艺的废水治理是成功的。经混凝涡凹气浮处理的工艺废水，COD去除率达到92%，BOD去除率达到87.5%，SS去除率达到93.3%。可达标排放也可作为工艺用水回用。刘晓静[9]等利用高速旋转的涡叶轮后部会产生一股吸引力的原理，经混凝、涡凹气浮处理的废水，COD去除率达到92%，BOD去除率达87.5%，SS去除率达到93.3%。废水处理后可达标排放，也可在工艺中回用。涡凹气浮法在对废纸再生造纸废水治理中有着设备体积小、投资少、占地面积小、节约能源等优点。2.2　生化处理工艺废纸造纸废水中的BOD5值较低，BOD5与COD的比值一般为0.15~0.25，可生化性较差。混凝处理方法只能去除部分BOD5，绝大部分BOD5的去除主要应采用生化方法解决。肖继波[10]等采用生物漂带接触氧化工艺处理废纸造纸废水。结果表明：当进水CODCr为256~363mg·L-1时，出水CODCr≤100mg·L-1；该工艺对CODCr的去除率较原废水站生化处理系统和自制曝气池均高出3313%以上；气水比为5:1以上时，CODCr的去除率可达75%以上；对浊度的去除效率较高，所需二沉池的有效容积较小。马邕文[11]等介绍了模拟实际工艺流程的水解酸化预处环保与综合利用200年2月第29卷第2期理废纸造纸废水的小试研究。间歇进水实验表明，pH值在6~7范围内水解酸化效果较好；温度在20~40℃范围内每上升10℃，CODCr去除率平均增加10个百分点，50℃时，水解酸化效果明显下降。连续进水实验表明，随着HRT的增加，出水VFA呈先增加后降低的趋势，而CODCr去除率呈上升趋势，HRT为8h可定为不同水解酸化阶段的分界点。2.3　物化+生化法处理工艺物化与生化相结合的处理工艺，与单纯的生化法相比较，处理效率有所提高，处理后外排达标保证率高，与单纯的物理法相比较，废水处理成本大幅度降低。孙建平[12]等对某造纸厂采用混凝-A/O生化工艺处理废纸造纸废水，经过120d的运行表明，物化单元对于SS的去除率保持在90%以上，对废水中的CODCr的平均去除率基本稳定在50%左右，生化处理单元对SS的去除率保持在50%左右；对CODCr的去除率保持在90%以上。曹令通[13]等应用气浮和生物接触氧化相结合工艺，处理榆次某废纸再生加工厂的废水，处理规模300m3·d-1，工程设计考虑了对原有设施的利用，预处理采用气浮法去除造纸废水中大部分的悬浮物，生物处理单元采用生物接触氧化法，生物处理后的废水过滤后回用于造纸制浆车间，投入运行后效果良好。吴志敏[14]等采用高效气浮-水解酸化-生物铁强化接触氧化工艺处理废纸造纸废水，运行结果表明：此工艺能有效处理废纸造纸废水，COD去除率达到93.9%，BOD去除率达到85.4%，SS去除率达到96.6%，生物接触氧化池中投加适量亚铁离子形成的生物铁强化反应器，可以将废纸造纸废水的COD、BOD、SS去除率分别提高10%、13%、21%。徐洪斌[15]等对某造纸企业以废旧书报纸脱墨生产文化用纸，其生产废水污染物浓度高、处理难度大，设计采用收浆/混凝沉淀/水解/好氧处理工艺，实际运行结果表明，该工艺处理效果良好，出水可达到河南省《造纸工业水污染物排放标准》(DB41/389-2004)的一级标准。　废纸造纸废水零排放零排放工艺起源于欧洲，首次于1995年用于德国Zulpich造纸厂，因废水经过处理后分质全部回用，没有任何排水，所以称为零排放[16]。造纸废水量大，COD浓度高，废水中的纤维悬浮物多，而且含二价硫元素，色度高，有硫醇类恶臭气味，所以减少用水，降低排放污染物一直是企业和社会追求的目标。而在造纸工业中进行废水处理后封闭循环使用实现零排放，对于当前创建节约型社会、实行循环经济具有重要意义[17]。在北美，对零排放采取的是五级处理流程，即一级澄清，沉淀物送去压榨脱水；二级间歇反应生化处理，使TSS=30mg·L-1；三级过滤，过滤后的水55％返回脱墨系统；四级微滤，TSS进一步降至1mg·L-1；五级反渗透；四、五级处理可除去80%的钠离子和85％的总可溶性固形物。在欧洲，废纸废水则是通过气浮先去除细小纤维，再澄清去除较重的固体物，厌氧很容易去除脂肪酸和Ca2+离子，再好氧降解其余有机污染物。最后经砂滤，出水悬浮物已小于10mg·L-1，适于回用，实现了零排放[18]。在国内，孙丽娜[19]等采用内循环厌氧反应器/好氧活性污泥法处理废纸造纸废水，处理后水质达到企业生产的回用水水