生物技術(shù)在造紙廢水處理中的應(yīng)用

1、tips 本文由李雪梅老師精心收編，值得借鑒。此處文字可以修改。生物技術(shù)在造紙廢水處理中的應(yīng)用摘要：造紙廢水排放量大，而且污染嚴(yán)重，成為水處理中的重中之重。造紙廢水的綜合治理一直是國內(nèi)外造紙工業(yè)和環(huán)保界的研究熱點，而生物法處理造紙廢水具有效率高、成本低、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點，今后隨著造紙工業(yè)和生物技術(shù)的迅猛發(fā)展以及對環(huán)境質(zhì)量要求的提高，生物法是解決我國造紙工業(yè)水污染的最終出路。本文主要介紹生物處理技術(shù)在制漿造紙工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用以及發(fā)展。關(guān)鍵詞：造紙廢水生物技術(shù)污染中圖分類號：X703文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-0745（2013）06-0020-02目前，造紙行業(yè)是世界六大工業(yè)污染源

2、之一，它產(chǎn)生的廢水量約占國內(nèi)工業(yè)總廢水量的10%造紙廢水的綜合治理一直是國內(nèi)外造紙工業(yè)和環(huán)保界的研究熱點。造紙廢水處理應(yīng)著重于提高循環(huán)用水率、減少用水量和廢水排放量，同時也應(yīng)積極探索各種可靠、經(jīng)濟(jì)和能夠充分利用廢水中有用資源的廢水處理方法。目前造紙廢水處理方法主要有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法。物理法和化學(xué)法大部分是作為造紙工業(yè)廢水的前處理工藝，能有效的去除懸浮顆粒物，方便生物法進(jìn)一步處理造紙廢水。而生物法廣泛應(yīng)用于造紙廢水二級處理中，且能有效的處理廢水的CODBO有污染物，使污染物達(dá)標(biāo)排放。一、生物處理技術(shù)在造紙廢水處理中的應(yīng)用廢水的生物處理技術(shù)就是利用微生物的新陳代謝功能，使廢水中的

3、有機(jī)污染物（主要是有機(jī)氯化物）被降解并轉(zhuǎn)化為無害穩(wěn)定的物質(zhì)。而生物處理制漿工業(yè)廢水還可分為好氧法、厭氧法、酶處理法和光合細(xì)菌法等。（一）好氧生物處理好氧生物處理法是指在有氧參與的條件下，利用好氧微生物（主要是好氧菌）將廢水中復(fù)雜的有機(jī)物加以分解的方法。好氧法主要有活性污泥法、好氧生物流化床法、缺氧一好氧兩段活性污泥法、升流式曝氣生物濾池、接觸氧化法、循環(huán)式活性污泥系統(tǒng)等。1 .活性污泥法活性污泥法是應(yīng)用最為廣泛的廢水生物處理技術(shù)。它是利用懸浮生長的微生物絮體吸附、吸收、氧化和降解廢水中的有機(jī)污染物，使之轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，從而使廢水得以凈化的一種好氧生物處理法。活性污泥法主要降低廢水的BOD直，

4、但傳統(tǒng)活性污泥法會排放出大量剩余污泥，這些污泥中飽含著各種污染物，所以處理和處置這些污泥也是一大難題，現(xiàn)在的活性污泥法發(fā)展趨勢是污泥減量化和與厭氧法組合處理工藝。2 .序批式活性污泥法（sBR）序批式活性污泥法（sBR）是一種間歇運行的廢水處理工藝，它是在一個反應(yīng)器內(nèi)按時間順序先后完成普通連續(xù)流活性污泥法中多個處理單元所進(jìn)行的工藝環(huán)節(jié)。SBR技術(shù)的核心是SBR&應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。利用SBRLC藝對造紙廢水進(jìn)行處理，COD去除率可達(dá)82.5%,且運行比較穩(wěn)定，處理效果良好，出水水質(zhì)達(dá)到國家規(guī)定的造紙行業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。3 .高效生物反應(yīng)器（

5、HcR）高效生物反應(yīng)器（HcR）是活性污泥法的一種發(fā)展，其特點是高效、高濃、高負(fù)荷，占地小、污泥少、能耗低，很適合于CODB度較高的造紙工業(yè)廢水的處理。HcR的反應(yīng)效率較常規(guī)活性污泥法高，接近到純氧曝氣的水平，其容積負(fù)荷可達(dá)5070kgc0D/m3·d,是常規(guī)活性污泥法的1030倍；反應(yīng)時間為12h,是常規(guī)活性污泥法的l/20l/4;污泥負(fù)荷可達(dá)510kgcoD/kg（ss）·d,是常規(guī)活性污泥法的23倍。（二）厭氧生物處理厭氧生物處理法是指在沒有氧氣參與的條件下，通過厭氧生物對有機(jī)物進(jìn)行酸性發(fā)酯和堿性發(fā)酪兩個階段的分解處理，從而完成整個代謝過程。主

6、要有厭氧濾池、厭氧流化床等。1 .厭氧濾池（AF）厭氧生物濾池是一種內(nèi)部裝填有微生物載體的厭氧生物反應(yīng)器，厭氧微生物部分附著生長在濾料上，形成厭氧生物膜，水中的有機(jī)物擴(kuò)散到生物膜表面，使生物膜中的微生物降解。厭氧濾池分開流式和降流式2種，目前降流式已取代了升流式，因為降流式避免了懸浮物的堵塞問題和短路問題，它特別適合于處理硫化合物含量高和低BOD硫化值（小于1015:1）的造紙黑液。BOD勺去除率達(dá)85%COD?除率為70%負(fù)荷率為12.7kgC0D/m3·d。2 .厭氧流化床（AFB）厭氧流化床是使附著微生物的填充材料的有效表面積最大，體系內(nèi)附著的活性微生物濃度最大的反

7、應(yīng)器。實驗室和中試研究都表明用AFB處理制漿造紙廢水能達(dá)到比其他高效厭氧反應(yīng)器高得多的負(fù)荷率.同時保持相似的處理效果，其BODF口COD勺去除率分別可達(dá)53.3麻口72.2%,負(fù)荷率可達(dá)35kgC0D/m3·d。（三）生物酶處理技術(shù)生物酶處理有機(jī)物是先通過酶反應(yīng)形成游離基，然后游離基發(fā)生化學(xué)聚合反應(yīng)生成高分子化合物沉淀。與其他微生物相比，酶處理技術(shù)具有催化效能高、反應(yīng)條件溫和、對水質(zhì)及設(shè)備情況要求較低、反應(yīng)速度快、對溫度、濃度和有毒物質(zhì)實用范圍廣、可以重復(fù)使用等優(yōu)點。喬慶霞等進(jìn)行了選育優(yōu)勢菌處理含氯漂白廢水的研究，實驗結(jié)果表明：優(yōu)勢菌在漂白中段水相對濃度為50%pH為7.

8、0、菌液量為2mL時，對廢水中有機(jī)氯化物和C0D的綜合處理效果較好。（四）光合細(xì)菌處理技術(shù)自然界中光合細(xì)菌對污水的自然凈化起著重要作用，光合細(xì)菌中紅螺菌科的一些菌種，具細(xì)胞內(nèi)具有能進(jìn)行光合作用的載色體，可進(jìn)行光合磷酸化反應(yīng)和光氧化還原反應(yīng)。在好氧黑暗條件下，紅螺菌的這種載色體不起作用，此時它通過三磷酸循環(huán)來進(jìn)行有機(jī)酸代謝。在厭氧光照時又很快激活載色體，上述循環(huán)受阻，迅速轉(zhuǎn)換代謝途徑，并將有機(jī)酸異化與同化的氧化還原反應(yīng)和光氧化還原反應(yīng)緊密地銜接起來。這種隨著生長條件的變化而靈活地改變代謝類型的特性，促使PSB不像好氧活性污泥那樣受溶解氧的影響，可利用光能進(jìn)行高效的基質(zhì)代謝；又不像厭氧甲烷細(xì)菌那樣

9、對氧的存在非常敏感，即使環(huán)境中的氧增加，其降解活性不受影響。PS的厭氧、好氧條件下均可降解有機(jī)化合物，PSB處理草漿廢水已經(jīng)得到實質(zhì)性的應(yīng)用，取得了驚人的效果。二、一些新技術(shù)的應(yīng)用（一）高速上流式厭氧污泥床反應(yīng)器聯(lián)合供氣式低壓射流曝氣氧化溝工藝采用目前在國內(nèi)制漿造紙廠廣泛應(yīng)用的厭氧一好氧一深度處理工藝。例如河南新密某造紙廠經(jīng)過實際運行結(jié)果表明，該工藝設(shè)計合理，運行穩(wěn)定可靠。總排放口出水COD≤90mg/L、SS≤30mg/L、BOD5≤20mg/L,出水水質(zhì)可達(dá)到造紙工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)（GB3544-2008）的要求。且該工藝基本達(dá)到封閉運行，實現(xiàn)了系

10、統(tǒng)的零排放。（二）液膜法目前我國造紙工業(yè)普遍采用堿法制漿，制漿過程中產(chǎn)生的黑液含有大量的難降解的有機(jī)物。潘碌亭等人將液膜法用于黑液的處理，以LMA-1為表面活性劑，稀硫酸為內(nèi)相試劑，煤油為溶劑組成較穩(wěn)定的乳化液膜，取得了很好的分離效果，COD勺去除率達(dá)98%。進(jìn)一步研究表明，加入載體如TOA會增加COD勺去除率。朱亦仁等人進(jìn)一步研究了乳狀液膜法處理草漿廠黑液的傳質(zhì)過程及膜組成，對破乳提出了很好的思路，不僅消除了污染還回收了木質(zhì)素，為中小造紙企業(yè)的黑液處理提出了新的途徑。(三)高級氧化法高級氧化法泛指氧化過程中有大量羥基自由基參與的化學(xué)氧化過程，包括光催化氧化法、濕式催化氧化法、超臨界水氧化法、

11、電催化氧化法等。木質(zhì)素是紙漿造紙廢水中重要的污染物之一，也是難降解的有機(jī)高分子，Tinucci等用光催化氧化法處理含木素磺酸鹽的酸法制漿廢水，濁度完全消失，COD勺去除率高達(dá)99.6%。崔玉民等利用復(fù)相催化劑WO3a-Fe2O3/W深度處理堿法草漿造紙廢水，廢水COC?口色度去除率分別為68.3%和71.2%。三、結(jié)束語生物法處理造紙廢水具有效率高、成本低、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點，今后隨著造紙工業(yè)和生物技術(shù)的迅猛發(fā)展以及對環(huán)境質(zhì)量要求的提高，生物法是解決我國造紙工業(yè)水污染的最終出路，生物處理技術(shù)必將在制漿造紙工業(yè)廢水處理中得到更廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)：1池玉杰，鮑甫成.木質(zhì)素生物降解與生物制漿的研究現(xiàn)狀分析J.林業(yè)科學(xué)，2005,40(3):170.2李漢全，何江7尋，陳勝軍.造紙工業(yè)中生物制漿和生物漂白技術(shù)研究J.九江報，2003,125(6):2123.3伍健東.制漿造紙廢水的生物處理技術(shù)田.造紙科學(xué)與技