制桨造纸废水处理新技术

何昕燃

摘要：近些年来人们对于生态环保相关工作内容有了越来越深入的认识，传统造纸废水处理技术污染较为严重，文章综合分析制浆造纸废水处理的相关技术，希望可以给有关从业人员以启发。

关键词：制浆造纸;处理技术;多相光催化

1、前言

多相光催化氧化技术是高级氧化技术，实际应用的过程中可以对于工业废水的处理有着良好的应用效果，有着良好的应用前景，文章从这一点出发，分析了制浆造纸废水处理相关技术内容。

2、制浆造纸废水

制浆造纸废水作为我国工业废水的主要来源之一，每年不仅向环境排放大量的COD，而且还会有有机氯化物等毒性物质排放。对这些毒性物质的去除越来越受到广大科学工作者的关注。1976年Carey瞳3等在光催化降解废水中污染物方面进行了开拓性的工作，开辟了光催化技术在环保领域的应用前景。锛达綁0。光催化氧化技术作为废水处理新技术对去除制浆造纸废水的毒性效果显著，发展前景可观。

3、多相光催化氧化

作为多相光催化剂多是半导体材料，与金属相比，它的能带是不连续的，在填满电子的低能价带和空的高能导带之间存在一个禁带。用作光催化剂的半导体大多是金属的氧化物和硫化物，一般具有較大的禁带宽度。如被经常研究的锛达綁0，在酸碱指示剂为l时的带隙为3.2，相当于波长为400nrn的光的能量，在波长小于400nm的光的照射下，能吸收能量高于其禁带宽度的波长的辐射，产生电子跃迁，价带电子被激发到导带，形成空穴一电子对，并吸附在其表面的H：O和Oz，由于能量传递，形成活性很强的自由基和超氧离子等活性氧，诱发光化学反应，具有光催化能力。多相光催化氧化技术主要有以下优点：其氧化作用是无可选择性的，因而可使大多数有机污染物光催化氧化降解;采用的催化剂锛达綁0，无毒价廉，其化学、光学性质都较稳定，而且可回收并易于得到。因此光催化氧化法比传统的化学氧化法更受到世人注目。

4、光催化剂

常见的半导体光催化剂有Ti02、ZnO、Cds、W03、Fe203、PbS、Sn02、In03、ZnS、SrTi03、LaCoO。、SiOz等十几种。根据其成分可分为氧化物光催化剂（如TiO。、ZnO）、硫化物光催化剂（如CdS、ZnS）和复合氧化物光催化剂（如SrTiO。、LaCoO。），根据光催化剂的存在状态可分为悬浮态的和固定态的光催化剂。与其他的半导体光催化剂相比，TiO。无毒，光化学性质稳定，光催化效果好，因而广泛地受到材料学家和环境工作者的极大关注，成为光催化中最常用的催化剂。TiO。主要有两种晶型，锐钛矿型和金红石型。实验研究表明，锐钛矿型TiOz催化性能优于金红石型，因为锐钛矿型Ti02比表面积大，吸附O。能力强，光生电子一空穴的简单复合发生较慢。就半导体催化剂来说，不同的厂家生产的TiO。具有不同的光催化能力。

5、见光催化

20世纪80年代中期有人对芳香族化合物及苯环上有取代的化合物进行光催化研究，确定21种有机化合物可以完全无机化，含硫、含磷和含氮的有机物在二氧化钛浊溶液中光催化氧化可完全无机化。目前有关有机污染物的光催化技术研究更多的致力于水相体系，主要的研究对象是水中的常见的和难以生物降解的有机物。木质素是纸浆造纸废水中重要的污染物之一，～一般认为它是一种以苯丙烷为结构单元的高分子聚合物，是一类典型的难降解的有机高分子化合物。造纸废液主要是有机物和无机物，一般黑液的有机物占65%70%，无机物占30%35%，黑液碱回收，对草浆黑液由于回收过程中存在黏度过大，蒸发难，燃烧值低，致命的还是存在硅干扰，使回收低效和高难度。但如果能把Ti02运用于降解黑液中的有机物，意义重：大。黑液经TiO。光催化氧化，其中的大部分催化降解，甚至完全降解，只剩下绝大部分无机物，将其净化、稍加化学试剂，经简单的流程，可以完全回收以完成蒸煮液循环使用。对制浆黑液和漂白介质的净化研究，实验证明，经过高温热处理后的TiOz，光催化活性更大，在紫外光的照射下能降低黑液的色度和化学耗氧量COD值，对次氯酸盐漂白产生的有机氯有除毒净化的作用。利用中压汞灯作光源u引，研究了氯代二苯并对二恶英（CDDS，包括DCCD，PcDD和oC叻）在二氧化钛催化下的光解反应，结果表明，二氧化钛能有效地催化CDDS，在室温下，4h内DCCD、PcDD和OCDD分别降解了87.2%、84.6%和91.2%。刘飞跃uu等使用溶胶～凝胶法制得Ti02粉末，并对其进行热处理。该粉末是一种纳米晶半导体金属氧化物。用该粉末作光催化荆，以高压汞灯为紫外光源，对制浆黑液进行降解处理，结果表明，TiO：用量和氧流量均有一个最佳值。催化剂的用量过低，光源的能量得不到充分利用，过高则无助于光子的吸收，反而因过多的光散射而降低效率。等用光催化氧化法处理含木素磺酸盐的酸法制浆废水，将废水稀释100倍后，经UV/TiO。光催化氧化15h，浊度完全消失，COD的去除率高达99.6%。Mansillau副等将硫酸盐法制浆废水稀释250倍后，用2%的ZnO作催化剂，汞灯作光源，通过石英玻璃窗照射lh后，COD和浊度去除率分别达57%和80%。研究得出通过对催化剂的改性（包括光敏化、掺杂、复合等）可提高其活性。例如崔玉民H"等利用复相催化剂WOa/a-Fe。0。/w深度处理碱法草浆造纸废水，讨论了催化剂的组成、用量、试液的pH、光照时间对COD及色度去除率的影响，结果表明当w03用量为0.5009/L，W03：a—Fe203：W=75：24：1，酸碱指示剂为6.5，光照时间为22h时，废水COD和色度去除率分别为68.3%和71.2%。

6、结束语

近些年来人们对于光催化的基础研究有了越来越深入的研究和应用，主体集中在环境保护相关方面，可以有效用于空气净化和水处理方面，改善人们的生活环境，有着良好的应用效果。

参考文献：

[1]  刘鸿斌.造纸废水处理过程的动态故障检测[C]//2019中国制浆造纸自动化技术与智能制造研讨会论文集.2019.

[2]  马书雨.废纸制浆造纸废水脱钙研究[D].2019.

（作者单位：新疆中测测试有限责任公司）