造纸废水处理技术现状

雷兆武

（中国环境管理干部学院环境工程系，河北秦皇岛066004）

造纸废水处理技术现状

雷兆武

（中国环境管理干部学院环境工程系，河北秦皇岛066004）

由于造纸废水组分复杂、污染物浓度高、可生化性差，需要联合运用多种处理方法对其进行处理，实现废水的达标排放和降低废水处理成本。对于造纸过程，应推行清洁生产，通过源头削减和生产过程控制，减少原辅材料消耗，减少废水的产生量和排放量，降低废水中的污染物浓度，从而实现造纸废水的有效控制和处理。

造纸废水；处理技术；清洁生产

随着造纸工业的迅速发展，造纸废水已成为重要污染源之一。目前我国有大中小型造纸厂10000余家，年排放废水量高达40多亿立方米，占全国废水总排放量的10%；BOD5年排放量200多万吨，占全国废水总排放BOD5的25%[1]。

造纸生产过程主要产生3类废水[2]：蒸煮液、中段废水、纸机白水。蒸煮液即碱法制浆的黑液或酸法制浆的红液，污染最严重，占整个造纸工业污染的90%。纸机白水中主要有细小纤维、填料和胶料（松香等），以不溶性CODGr为主，可生化性较低。造纸废水排放量大、组分复杂、污染物浓度高，特别是含有木质素、纤维素、半纤维素、单糖等难降解有机物，易造成严重污染，是难处理的高浓度有机废水之一。

1 生化处理法

生化处理由于其成本低，成为有机废水处理的主要选择，主要工艺有厌氧处理及厌氧和好氧联合处理。

郭方峥等[3]采用内循环（IC）反应器处理造纸废水，重点考察了进水量、外回流量和pH等运行参数的影响，在其它因素不变的条件下，在水里停留时间（HRT）为5.5h，pH为7.0时，CODCr可从2000～2500mg/L降至340～425mg/L，CODCr去除率在83%左右。涂勇等[4]采用EGSB反应器处理废纸造纸废水，在进水CODCr负荷为10.03kg/（m3·d），上升流速为0.92m/h的情况下，CODCr去除率可达72.41%，同时EGSB反应器还可以去除部分氮磷，对废水中的脂类、醇类、烷烃、烯烃、酮类物质有比较好的降解效果，但是对苯及酚类物质、醛类物质等基本无去除效果。

乔维川等[5]采用曝气吸附生物滤池，对制浆造纸废水处理工艺进行了研究，在水里停留时间20～30h，吸附填料∶废水（V/V）=1∶1，污泥∶废水（V/V）=1∶1，曝气量300L/h，温度为20～30℃，废水的CODCr和色度去除率分别可达到85%和90%。以铁炭（1∶1）为吸附填料更有利于废水CODCr和色度的去除。某纸业公司采用内循环厌氧（IC）+表面曝气工艺处理造纸废水，表明此工艺能有效处理造纸废水，CODCr、BOD5和SS平均去除率分别达93.8%、97.1%和97.6%，出水水质达到现行制浆造纸工业水污染物排放标准[6]。IC反应器的运行稳定后，当CODCr进水在900～1200mg/L时，CODCr出水350～480mg/L，IC反应器对CODCr的平均去除率为47.8%。

2 高级氧化技术

高级氧化技术（Advanced Oxidation Processes，简称AOPs）又称深度氧化技术，是20世纪80年代发展起来的一种用于处理难降解有机污染物的新技术。在氧化剂、电、声、光辐照、催化剂等作用下产生氧化能力极强的·OH，再通过·OH与有机化合物间的加成、取代、电子转移、断键、开环等作用，使废水中难降解的大分子有机物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接分解成CO2和H2O，达到无害化的目的。该技术具有反应速度快、处理效率高、对有毒污染物破坏彻底、无二次污染、适用范围广、易操作等优点[7]。

姚淑华等[8]采用天然沸石负载TiO2光催化剂处理造纸废水。废水pH为4.0，光催化剂用量50g/L，光照时间8.0h，在此条件下造纸废水CODCr去除率可达81.93%，天然沸石负载TiO2光催化剂经4次使用仍具有较高的催化活性。全玉莲等[9]以纳米TiO2粉末作为光催化剂，在高压汞灯的光源照射下对某造纸厂废水进行了光催化降解。考察了TiO2光催化剂的热处理温度、用量、pH值、反应时间等因素对废水CODCr降解率的影响。研究表明，经460℃热处理1h的TiO2光催化效果较好，在CODCr浓度300mg/L、溶液的初始pH值为3.0、光催化剂用量1.0g/L、反应时间7h的条件下，CODCr去除率可达76%。经深度处理的造纸废水，可实现达标排放。

谭万春等[10]采用超临界水氧化（SCWO）反应装置，对造纸工业排放的黑液进行处理，考察了反应温度、反应压力、反应时间、过氧量等对黑液中CODCr去除率的影响。实验结果表明，处理黑液的最佳反应条件为：反应温度500℃，压力26MPa，过氧量500%，反应时间120s。在此最佳条件下处理CODCr为85000mg/L的造纸黑液，CODCr去除率可达99.9%。

姜忠峰等[11]采用臭氧光催化工艺对造纸中段废水生物处理出水的净化效果进行了研究，结果表明，臭氧单独作用于废水时，CODCr最大去除率为26.8%，脱色率最高可达90%；UV单独作用于废水时，色度去除有限，CODCr去除率随照射时间的延长而增加，但在40min后，趋势趋于平缓；臭氧+UV联合工艺对废水色度、CODCr去除均可达到满意效果，其工艺为臭氧氧化30min，UV作用5min。

马黎明等[12]用臭氧氧化法处理生化后造纸废水，考察了不同温度、初始pH值、臭氧通入量、反应时间等条件下臭氧氧化过程对废水色度和CODCr去除率的影响。结果表明，臭氧氧化过程CODCr和色度的去除随着初始pH值、臭氧通入量和反应时间的增加而增强；随着温度的升高，CODCr和色度的去除率先增大后减小，25℃时去除效果最佳。当初始pH值为8.12，臭氧通入量1.3g/L，温度在25℃时臭氧化反应10min，色度和CODCr平均去除率分别达到86.3%和38.9%，处理效果较好。

3 高级氧化与生化联合处理工艺

刘剑玉等[13]采用臭氧预氧化-BAF工艺对某钞票纸厂废水进行深度处理。结果表明，臭氧预氧化处理能提高废水的可生化性，废水经臭氧预氧化-BAF工艺处理后出水CODCr浓度约40mg/L，色度几乎完全去除，能够达到较高的废水排放标准或做为中水回收利用。

臭氧与废水接触时间为5min，臭氧用量为100mg/L，BAF水力停留时间为2.0h时，臭氧预氧化—BAF可将该造纸废水的CODCr浓度降至约40mg/L，色度几乎完全去除，造纸废水的出水达到排放标准或满足回用水要求。

冯晓静等[14]将电化学技术与固定化微生物技术联合用于制浆造纸废水的深度处理。组合工艺在进水CODCr368～394mg/L、色度320～400倍的情况下，处理后出水的CODCr浓度在32～39mg/L，色度8～10倍。电化学技术与固定化微生物技术联合，可有效实现制浆造纸废水的深度处理。在电流密度为100A/m2的条件下，电化学处理6min为最佳处理时间；固定化微生物曝气生物滤池停留5h、生物炭池停留3h为最佳生化停留时间。

谭磊等[15]研究了采用混凝沉淀+电氧化反应器联合处理造纸废水工艺。首先对造纸废水进行混凝沉淀，先投加聚合氯化铝（PAC）120mg/L，再投加聚丙烯酰胺（PAM）1.0mg/L，对废水的CODCr去除率可达到75%。出水再利用电氧化反应器处理，电氧化反应器反应级数为一级，当电流密度为15mA/cm2、反应时间为140min时，对废水CODCr的再次去除率可达90%以上，并可提高废水的可生化性。采用混凝沉淀与电氧化反应器联合处理造纸废水，处理效果好，出水稳定，对废水中CODCr、悬浮物、色度均有很高的去除效率，是造纸废水适宜的处理技术。

潘碌亭等[16]针对某制浆造纸废水的特性，采用铁炭微电解—厌氧—好氧组合处理工艺。实验结果表明：当进水CODCr为2500mg/L，色度为300倍时，铁炭微电解预处理不仅去除了40%的CODCr和80%的色度，还大幅提高了废水的可生化性，BOD5/CODCr从0.23提高到0.42；微电解出水经过厌氧和好氧处理，CODCr去除率分别为70%和55%，最终出水CODCr在250mg/L以下，色度为50倍，达到现行造纸工业水污染物排放标准中二级排放标准。

4 结语

由于造纸废水组分复杂，污染物浓度高、可生化性差，单一的废水处理方法，难以达到排放标准，或废水处理成本高。通过多种技术的联合运用，可以实现造纸废水的达标排放，降低废水处理成本。

对于造纸废水，应针对造纸的生产过程，推行清洁生产。一是从生产过程的源头减少原辅材料的消耗，降低废水中污染物的浓度，二是通过对生产过程的控制，减少生产过程中废水和污染的产生，并通过生产过程的循环回用，实现废水污染物排放的最小及废水中污染物浓度的最低。

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[3]郭方峥，刘伟京，涂勇，等.IC反应器处理废纸造纸废水的运行参数[J].环境科学研究，2011，24（3）：325-331.

[4]涂勇，郭方峥，刘伟京，等.EGSB反应器处理废纸造纸废水的实验研究[J].环境工程，2010，28（增刊）：102-105.

[5]乔维川，孙俊，陈丽萍.曝气吸附生物滤池处理制浆造纸废水工艺研究[J].中华纸业，2011，32（2）：22-25.

[6]冯晋阳，杨栋娟.内循环厌氧+表面曝气工艺处理造纸废水[J].水处理技术，2011，37（5）：126-128，131.

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[8]姚淑华，华丽，石中亮.TiO2覆膜沸石光催化剂制备及其降解造纸废水[J].过程工程学报，2007，7（4）：712-717.

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[10]谭万春，李芬，王云波.超临界水氧化法处理造纸黑液[J].化工环保，2010，30（5）：380-382.

[11]姜忠峰，范振林，李畅游，等.臭氧光催化工艺处理制浆造纸中段废水[J].环境工程，2010，28（增刊）：139-142.

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[13]刘剑玉，汪晓军，陈彦.臭氧预氧化-BAF深度处理造纸废水[J].中国造纸，2009，28（9）：36-38.

[14]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[J].中国造纸，2007，26（9）22-25.

[15]谭磊，王宝山，李德生，等.混凝沉淀+电氧化反应器联合处理造纸废水的试验研究[J].工业水处理，2006，26（11）：19-21.

[16]潘碌亭，余波，吴锦峰.铁炭微电解-厌氧-好氧工艺处理制浆造纸废水[J].工业水处理，2010，30（9）：43-45.

[17]杨德敏，谭婷.造纸工业深度处理新技术[J].纸和造纸，2011，30（2）：48-52.

The Status of Paper-making Wastewater Treatment Technology

Lei Zhaowu
（Department of Environmental Engineering，Environmental Management College of China，Qinhuangdao Hebei 066004，China）

Paper-making wastewater should be treated with multi-technique to reach discharge standard and decrease the cost because of its complicated components,higher pollutant concentration and bad biodegradability.Paper mill should apply cleaner production to the process of paper-making,reach effective control and treatment of wastewater by reducing raw and auxiliary materials consuming,reducing wastewater amount of production and discharging and decreasing the pollutants concentration.

paper-making；treating technology；cleaner production

X703

A

1008-813X（2011）05-0060-03

10.3969/j.issn.1008-813X.2011.05.018

2011-08-06

《阳离子掺杂型二氧化钛光催化降解造纸废水的研究》（201001A175）

雷兆武（1971-），男，江西九江人，毕业于江西理工大学环境工程专业，硕士，副教授，主要研究方向废水处理及资源化。