制浆造纸废水深度处理方法研究.pdf

第43 卷第1期2024年1月造纸科学与技术Paper Science and TechnologyVol.43No.1Jan.2024制浆造纸废水深度处理方法研究路程（陕西工业职业技术学院，陕西咸阳，7 12 0 0 0摘要：制浆造纸废水深度处理是实现对废水的降解和净化的重要环节。采用深度处理技术，不仅可以使得制浆造纸废水达到国家标准排放要求，还可以最大化地利用并回收水资源，降低环境污染和资源浪费的情况。在分析制浆造纸废水来源以及处理难点的基础上，介绍了几种制浆造纸废水的深度处理方法，旨在发挥深度处理的技术优势和效益，提升制浆造纸企路程先生关键词：制浆造纸废水；高级氧化；膜分离；仿生物酶中图分类号：X793文献标识码：AD0I:10.19696/j.issn1671-4571.2024.1.014引文格式：路程.制浆造纸废水深度处理方法研究 J.造纸科学与技术，2 0 2 4，43（1）：6 8-7 0+7 1.Research on Advanced Treatment Methods for Pulp and Paper Making WastewaterAbstract:The advanced treatment of pulp and paper wastewater is an important link in achieving the degradation and purification ofwastewater.By adopting advanced treatment technology,not only can pulp and paper wastewater meet the national standard dischargerequirements,but it can also maximize the utilization and recovery of water resources,reduce environmental pllution and resourcewaste.On the basis of analyzing the sources and treatment difficulties of pulp and paper wastewater,this article introduces severaladvanced treatment methods for pulp and paper wastewater,aiming to leverage the technological advantages and benefits of advancedtreatment and enhance the sustainable development ability of pulp and paper enterprise wastewater treatment.Key words:pulping and papermaking wastewater;advanced oxidation;membrane separation;biomimetic enzyme0引言随着经济的发展，社会文明的进步，人们对于纸张的需求量呈现出逐年增长的势态。我国造纸行业不仅具有悠久的发展历史，且发展迅猛。相较于欧美等国家采用木质纤维为主要造纸原料，我国造纸原料主要为草浆等非木质纤维,因此造纸废水中的成分更为复杂多样。如何进行制浆造纸废水的处理关乎生态保护以及造纸行业的持续性发展。本文综合分析制浆造纸废水的深度处理方法，希望能够为造纸废水的有效处理和回收利用提供借鉴意义。作者简介：路程，生于19 8 5年，硕士研究生，讲师，主要从事化学工程，社会培训。E-mail:FZ。基金项目：陕西工业职业技术学院院级科研课题（2 0 2 0 YKYB-036）。业废水处理的可持续发展能力。(Shaanxi Polytechnic Institute,Xianyang 712000,China)1制浆造纸废水概述1.1废水来源及特点制浆造纸废水的来源主要包括原料处理、制浆、造纸、印染等环节，其特点表现为废水排放量大，有机物质含量高，颜色深,pH值低，化学需氧量（COD)等指标高，可能含有铜、铬、镍、锌等重金属元素，需要进行专业的处理以达到排放标准1-2(1)原料处理废水原料中通常含有大量的泥沙、木屑、杂质等，需要对原料进行搅拌、筛选和清洗等处理。这些处理产生的废水混有大量有机物和悬浮颗粒物，导致水文章编号：16 7 1-457 1(2 0 2 4)0 1-0 0 6 8-4LU Cheng第1期质浑浊,COD较高，会对水环境造成不良影响。(2)制浆废水制浆工序主要包括浸出、蒸煮、漂白等过程，产生的废水中含有大量的有机物和化学药剂,如碱液、酸液、氧化剂等,导致pH值低,COD 和高,有强烈的腐蚀性和毒性 3 4(3)造纸废水造纸工序主要包括浆料制备、造纸、加工整理等环节,其中浆料制备过程中的淘洗工序产生的废水中含有木浆、污泥和机油等被油污染的悬浮颗粒物，而造纸过程中产生的废水中含有大量的纤维、填料、洗涤剂、粘合剂等，导致废水COD和总悬浮颗粒物含量高。(4)印染废水印染工序通常涉及广泛的染料、助剂，如草酸、盐酸、碱液等,产生的废水中含有大量的有机物质和重金属离子,如铜、铁、铬等,废水COD和色度较高。1.2废水处理难点制浆造纸废水处理是一个比较复杂的过程,难点较多，分析如下：（1)处理水量大，含杂质多制浆造纸废水处理的废水量比较大，一般是工业生产废水的几倍甚至更多。这些废水含有大量的有机物、无机盐、杂质等，其中有机物的含量尤其高，难以处理。而且这些有机物中含有苯酚、酚类、硫酸盐等对人体有害的物质，直接排放会对环境和人类健康造成严重影响 56 (2)难以降解有机物制浆造纸废水中含有大量的有机物，这些有机物经过处理后一般不能完全降解。在处理废水中，若不能进行有效的降解，那么将会使得处理后的废水含有大量未降解物质，直接排放到环境中将会对环境和人类健康造成影响。(3)处理难度大,影响环境制浆造纸废水处理难度大，主要是因为废水的pH值、颜色、浊度等指标难以达标,要达到国家规定的排放标准非常困难。而想要达到这些指标，需要投人大量的资金和人力，并采用先进的技术和设备来进行处理，这些都将对环境和经济造成很大的影响。(4)废水中含有毒有害物质制浆造纸废水中含有一些有害物质,如氰化物、硫酸盐等,如果直接排放到环境中会对环境和人类健康造成极大的影响。这些物质的处理需要很高的路程：制浆造纸废水深度处理方法研究技术和设备的支持,因此,处理起来难度较大。2制浆造纸废水深度处理技术分析2.1过硫酸盐高级氧化处理废水过硫酸盐高级氧化技术是利用过硫酸盐作为氧化剂,在适当的条件下产生自由基,进而将有机污染物降解为无害的物质。该技术具有强氧化能力、高效率、环境友好等优点，已经广泛应用于制浆造纸废水处理领域 7 8 。过硫酸盐高级氧化工艺流程如图1所示。聚合氯化铝加药泵硫酸亚铁加药泵过硫酸钠加药泵进水泵高高级氧化塔排泥泵一药液及废水流向图1过硫酸盐高级氧化工艺流程过硫酸盐高级氧化技术处理制浆造纸废水的工艺流程如下：（1)调节pH值：将制浆造纸废水调节至适宜的pH 值范围，一般在2-4 之间,以利于过硫酸盐的活化和自由基的产生。(2)加入过硫酸盐：将适量的过硫酸钠或过硫酸铵加人废水中,与有机污染物反应产生自由基,进行氧化降解。（3)加人催化剂：加入催化剂可以促进反应速率,提高氧化效率，常用催化剂为铁离子或铜离子。（4)进行氧化反应：将调节好pH值和加入适量过硫酸盐、催化剂的废水进人氧化反应池，进行氧化反应。(5)絮凝:因过硫酸盐氧化反应产生了大量的胶状物质,需要进行絮凝处理,以便后续处理。(6)沉淀:将絮凝后的物质放置静置,使之产生沉淀,最终可以将废水中的颜色、浊度、化学需氧量（CO D）等物理化学指标降至标准排放要求。过硫酸盐高级氧化技术处理制浆造纸废水的方法如下：（1）光催化：将紫外线或可见光照射到废水中，可激发光敏剂的电子，使之产生自由基反应，促进过硫酸盐的活化。该方法具有处理速度快、效果好等69氢氧化钠加药泵达标排放离子沉淀塔铁泥流向70优点，但需要大量能量支持。(2)电催化：将电流加入废水中,可促进过硫酸盐的活化,提高氧化效率。该方法具有能量消耗少、氧化效率高等优点。(3)热催化:加热废水可以促进反应速率,提高氧化效率，但也需要消耗大量能量。过硫酸盐高级氧化技术处理制浆造纸废水具有高效、环境友好等优点，已被广泛应用。2.2膜分离技术处理废水膜分离技术是目前处理制浆造纸废水的一种主流技术。它是利用膜作为分离介质的一种高效、节能、环保的工艺,通过压力或化学势差将溶质或悬浮液分离成洁净的水和浓缩的溶质或悬浮液。通过预处理后，经过超滤、纳滤、反渗透等不同类型的膜分离膜组成的膜组件，利用膜对污染物质的大小、形态、极性、溶解度等性质的选择性分离作用，将污染物质与水体分离，达到净化水质、回收水分、降低污染物排放的目的。膜分离技术处理流程如图2所示。进水膜分离技术的主要优点包括：（1）去除污染物质的高效性：膜分离技术能够高效地去除制浆造纸废水中的有机物、固体颗粒、无机盐等各种污染物质，净化水质效果显著。（2）循环利用水源：膜分离技术能够实现水的回收再利用，节约用水,降低制浆造纸企业的用水成本,缓解了水资源短缺的压力 9-0 。（3）工艺简单，操作方便：膜分离技术具有设备布置灵活、系统运行稳定、操作维护方便等优点，可适应不同规模生产的需求,整个处理工艺较为简单，能够提高生产效率。但是，膜分离技术投资与运营成本较高，需要投人大量的设备购置、维护以及人员培训等费用，使得其投资成本大大增加，运营成本也相应增高。且由于制浆造纸废水中悬浮物和污染物较多，易发生膜面堵塞现象，需要经常进行膜清洗和更换，影响生产造纸科学与技术运行效率 1-12 ,2.3磁化技术处理废水磁化预处理技术前期主要包括材料准备、磁化装置的设计、磁化预处理过程等几个方面。首先需要收集制浆造纸废水的原始样本，并对其进行分析，以获取污染物或颗粒物的物理和化学特性。接着，根据实验结果，对磁化装置进行设计，包括选择磁性材料和磁场强度。最后，将制浆造纸废水经过磁化预处理后进人生化处理系统进行处理。磁化预处理技术一方面能够增加废水中污染物的稳定性，提高了污染物在处理过程中的去除率。另一方面其极大的减少废水处理中的化学药品使用量,降低成本。除此之外,磁化预处理技术减轻了废水处理系统的运行负担，提升了处理效率 13 14。但由于该技术仍处于实验室阶段，其在工业生产中的应用还需要进一步探索和研究。2.4仿生物酶技术处理废水仿生物酶技术是以生物酶反应机理为基础,利用化学合成酶类似的功能,通过研究、模拟和优化生物酶的结构和功能,开发新型酶催化剂,在环保领域诊透得到广泛应用。制浆造纸废水中含有大量有机物和化学物质,所以采用仿生物酶技术处理制浆造纸废废水水,可以达到高效、节能环保的效果 15-16 首先需要进行仿生物酶的筛选和优化，选择适合处理制浆造纸废水的仿生物酶，如氧化酶、脱硫酶、脱氢酶等。在优化酶反应条件时，考虑到制浆造透纸废水中的高浓度有机物和酸碱度等因素的影响，需要对反应条件进行调整和控制，以获取最佳的处图2 膜分离技术处理工艺流程理效果。其次是处理设备的设计和优化，需要考虑到处理过程中的水流量、反应温度、反应时间等因素,以确保废水可以充分接触到仿生物酶,在反应过程中发挥最大的效果。可以采用一系列的生化反应器,如活性池、好氧反应器等。此外,对于一些难降解的有机物,如酚类、苯系物等,可以采用生物处理和化学处理相结合的方法，通过利用仿生物酶技术和生物处理技术，将废水中的大部分有机物转化成较容易处理的物质，然后在采用化学处理等方法进行进一步处理,以达到最终的排放标准 17-18 3结语制浆造纸行业废水如果未经处理直接排放，会严重污染水环境，破坏生态平衡，危害人类身体健康。制浆造纸废水深度处理可以有效地去除废水中的有机物、悬浮物、色度等污染物,降低水环境污染，第43 卷第1期保护水资源。此外，深度处理还可以回收废水中的有用物质，如纤维素、纸浆等，提高资源利用率，促进造纸环保产业的发展。参考文献1 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