生物技术在造纸废水处理中的应用

姜力

摘 要：我国在工业发展过程中，工业废水的过量排放已经成为了制约工业发展的主要因素之一，造纸工业是污水排放量占据首位的主要生产行业，对于该行业所排放的废水如何进行有效处理是社会各方共同致力研究的领域，在进行废水排放处理的同时还要最大程度的实现水资源的循环利用，这对于废水处理领域无疑是一项更为重大的挑战。生物技术的开发和应用为废水处理带来了新的契机，使用新型生物技术可以有效降低造纸废水的排放量，提高废水的利用率，不失为一种极为有效的解决问题的途径。

关键词：淤泥法；生物酶处理；光合细菌处理；新型生物技术

1 目前在造纸废水处理中主要采用的生物技术

造纸废水较其他工业排放废水而言在处理上具有较高的难度，这是由于其所产生的废水中含有大量难以降解的纤维性物质和污染度较高的色素物质，因此，给废水处理带来了极大的困难。但与此同时，如果不仅是对造纸排放的废水进行及时有效的处理，其带来的污染后果又是极其眼中的。因此，采取有效的技术和方法来实现对造纸废水的处理具有十分重大的社会意义。下文将列举一些常见的废水处理方法以供参考。

1.1 氧化生物接触法

该种方法是一种较为传统也是十分常见的污水处理方法之一。其作用原理是通过在污水区域中创造一定的淤泥环境，培养大量的微生物菌群，使之在表面形成一层生物膜，膜体对污水中的污染物进行隔离和吸收，以达到污水处理的效果。

1.1.1 活性污泥法。活性污泥法是应用最为广泛的废水生物处理技术。它是利用悬浮生长的微生物絮体吸附、吸收、氧化和降解废水中的有机污染物，使之转化为无害的物质，从而使废水得以净化的一种好氧生物处理法。活性污泥法主要降低废水的BOD值，但传统活性污泥法会排放出大量剩余污泥，这些污泥中饱含着各种污染物，所以处理和处置这些污泥也是一大难题，现在的活性污泥法发展趋势是污泥减量化和与厌氧法组合处理工艺。

1.1.2 序批式活性污泥法（SBR）。序批式活性污泥法（SBR）是一种间歇运行的废水处理工艺，它是在一个反应器内按时间顺序先后完成普通连续流活性污泥法中多个处理单元所进行的工艺环节。SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。利用SBR工艺对造纸废水进行处理，COD去除率可達82.5%，且运行比较稳定，处理效果良好，出水水质达到国家规定的造纸行业废水排放标准。

1.1.3 高效生物反应器（HcR）。高效生物反应器（HcR）是活性污泥法的一种发展，其特点是高效、高浓、高负荷，占地小、污泥少、能耗低，很适合于COD浓度较高的造纸工业废水的处理。HcR的反应效率较常规活性污泥法高，接近到纯氧曝气的水平，其容积负荷可达（50～70）kgCOD/m3·d，是常规活性污泥法的10～30倍；反应时间为（1～2）h，是常规活性污泥法的1/20～1/40；污泥负荷可达（5～10）kgCOD/kg（ss）·d，是常规活性污泥法的2～3倍。

1.2 厌氧生物处理

厌氧生物处理法是指在没有氧气参与的条件下，通过厌氧生物对有机物进行酸性发酵和碱性发酵两个阶段的分解处理，从而完成整个代谢过程。主要有厌氧滤池、厌氧流化床等。

1.2.1 厌氧滤池（AF）。厌氧生物滤池是一种内部装填有微生物载体的厌氧生物反应器，厌氧微生物部分附着生长在滤料上，形成厌氧生物膜，水中的有机物扩散到生物膜表面，使生物膜中的微生物降解。

1.2.2 厌氧流化床（AFB）厌氧流化床是使附着微生物的填充材料的有效表面积最大，体系内附着的活性微生物浓度最大的反应器。实验室和中试研究都表明用AFB处理制浆造纸废水能达到比其他高效厌氧反应器高得多的负荷率。

1.3 生物酶处理技术

生物酶处理有机物是先通过酶反应形成游离基，然后游离基发生化学聚合反应生成高分子化合物沉淀。与其他微生物相比，酶处理技术具有催化效能高、反应条件温和、对水质及设备情况要求较低、反应速度快、对温度、浓度和有毒物质实用范围广、可以重复使用等优点。乔庆霞等进行了选育优势菌处理含氯漂白废水的研究，实验结果表明：优势菌在漂白中段水相对浓度为50%、pH为7.0、菌液量为2mL时，对废水中有机氯化物和COD的综合处理效果较好。

1.4 光合细菌处理技术

该项处理技术又称作是PSB污水处理技术，其作用原理是通过培养可以进行光合作用的厌氧菌群，利用其可以在光合条件下进行光合反应来生成自身所需要的氧份，同时又在进入污水内部时进行自身氧份的补充，形成生物膜来实现对污染物降解的目的。由于该种菌群能够重复的进行光合和厌氧的操作，因此其本身的性质也介于有氧生物和厌氧生物之间，较其具有独特的优势。通过此种方法处理的污水能够最大限度的降低淤泥的含量，并且处理过程不受温度的影响，实施起来也较为灵活，而且，这种光合细菌技术的应用，可以在不增加处理成本的条件下，达到最佳的污水处理效果，是一种理想的造纸废水处理方法。

2 新型生物技术的开发和使用

2.1 新型厌氧处理技术

在造纸废水处理中，厌氧处理技术是一种新型的处理工艺，由于近几年来水资源污染程度加剧，因此，该项技术也日益受到社会的广泛重视。鉴于造纸废水处理的特殊性，各国的厌氧生物处理技术研发进程相对缓慢且各国的处理方法都不尽一致。我国在此方面起步较晚，目前还处于研发试验阶段。废水的厌氧处理主要是通过在废水中培养厌氧微生物群，使之将废水中毒污染物进行分解和消灭，来达到净化废水的目的的一种处理方法，其处理效果较为明显，但还需要技术人员的不断探索和研发，以提高其实际应用价值。

2.2 液膜分离技术

液膜分离技术也是一种有效解决造纸废水的途径。该种方法的作用原理是通过在午睡中建立一种膜状生物结构，将污水中的污染物进行完全隔离，并进行污染物的集中萃取，达到净化水源的目的。该种技术具有高分离性，分离速度快，处理水域面积大等优势，实现了废水中污染物的高效分离和排出，具有十分明显的实际污水处理效果。现阶段我国的液膜分离技术大多还处于研发阶段，一些过程控制还缺乏有效的控制手段，所以还需要技术人员不懈的努力，但此项新技术的应用具有极为光明的发展前景，其投入到实际应用领域也指日可待。

2.3 生物氧化处理技术

与上文提到的厌氧处理技术相对应，生物氧化处理技术是通过对悠扬生物的培养来达到污水处理效果的。该项技术的操作原理是采用适当方法在污水中进行好氧生物的培植，进而起到井水的作用。在使用此种方法时，要时刻保持微生物处于有氧的环境之中，因此，需要充足的提供水底的氧份条件，保证好养微生物群发挥其降低污染物浓度的功效。

3 结束语

在造纸废水处理过程中加入生物技术将大大提高废水处理效果，并带来最为经济有效的社会效益，为此，应该在废水处理领域充分开发利用这种新型方法，从根本上缓解我国废水处理难的问题，寻求更为环保，更为高效的废水处理新模式，实现水资源的可持续发展。

参考文献

[1]伍健东.制浆造纸废水的生物处理技术Ⅲ[J].造纸科学与技术，2002，21（1）：34.

[2]刘洋，陈双基，刘建国.生物强化技术在废水处理中的应用[J].环境污染治理技术与设备，2002，3（5）：36-40.

[3]武桐，付军，刘翔.ABR-SBR法处理草浆造纸中段废水试验研究[J].环境污染治理技术与设备，2004，5（1）：72-76.

[4]海英，李小明.固定化微生物处理造纸漂白废水[J].工业用水与废水，2001，32（5）：19-22.