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(guó)內(nèi)外造紙工業(yè)和環(huán)保界的研究熱點(diǎn)，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(diǎn)，今后隨著造紙工業(yè)和生物技術(shù)的迅猛發(fā)展以及對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的提高，生物法是解決我國(guó)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(hào)：X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(guó)內(nèi)工業(yè)總廢水量的10%造紙廢水的綜合治理一直是國(guó)內(nèi)外造紙工業(yè)和環(huán)保界的研究熱點(diǎn)。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(shí)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(jí)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(wú)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(zhǎng)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(wú)害的物質(zhì)，從而使廢水得以凈化的一種好氧生物處理法?；钚晕勰喾ㄖ饕档蛷U水的BOD直，

4、但傳統(tǒng)活性污泥法會(huì)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(shì)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(yùn)行的廢水處理工藝，它是在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)按時(shí)間順序先后完成普通連續(xù)流活性污泥法中多個(gè)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(wú)污泥回流系統(tǒng)。利用SBRLC藝對(duì)造紙廢水進(jìn)行處理，COD去除率可達(dá)82.5%,且運(yùn)行比較穩(wěn)定，處理效果良好，出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)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(diǎn)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(shí)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(guò)厭氧生物對(duì)有機(jī)物進(jìn)行酸性發(fā)酯和堿性發(fā)酪兩個(gè)階段的分解處理，從而完成整個(gè)代謝過(guò)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(zhǎng)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?yàn)榻盗魇奖苊饬藨腋∥锏亩氯麊栴}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(shí)驗(yàn)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(shí)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(guò)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(duì)水質(zhì)及設(shè)備情況要求較低、反應(yīng)速度快、對(duì)溫度、濃度和有毒物質(zhì)實(shí)用范圍廣、可以重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。喬慶霞等進(jìn)行了選育優(yōu)勢(shì)菌處理含氯漂白廢水的研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：優(yōu)勢(shì)菌在漂白中段水相對(duì)濃度為50%pH為7.

8、0、菌液量為2mL時(shí)，對(duì)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(duì)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(shí)它通過(guò)三磷酸循環(huán)來(lái)進(jìn)行有機(jī)酸代謝。在厭氧光照時(shí)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(lái)。這種隨著生長(zhǎng)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(duì)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(shí)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(guó)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(guò)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，該工藝設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行穩(wěn)定可靠?？偱欧趴诔鏊瓹OD≤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(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了系

10、統(tǒng)的零排放。（二）液膜法目前我國(guó)造紙工業(yè)普遍采用堿法制漿，制漿過(guò)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(huì)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(guò)程及膜組成，對(duì)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(jí)氧化法高級(jí)氧化法泛指氧化過(guò)程中有大量羥基自由基參與的化學(xué)氧化過(guò)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(yǔ)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(diǎn)，今后隨著造紙工業(yè)和生物技術(shù)的迅猛發(fā)展以及對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的提高，生物法是解決我國(guó)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(bào)，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