由于廢紙再生造紙能有效地利用資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，因而越來越受到人們的重視。隨著廢紙制漿技術(shù)的不斷成熟，廢紙已成為生產(chǎn)紙漿的一種重要原料。1995年國外廢紙已占制漿原料的30%～34%。 近年來我國的廢紙再生造紙工廠也在不斷增多。

為使廢紙中纖維相互分離、油墨從纖維中脫除，在生產(chǎn)過程中常需加入大量化學(xué)藥劑，并用洗滌的方法去除廢紙中的各種雜質(zhì)。因此廢紙再生造紙將產(chǎn)生大量含有細(xì)微纖維油墨、樹脂、色料、化學(xué)藥品和機(jī)械雜質(zhì)等污染物的廢水。

與直接利用植物纖維制漿的工藝相比，廢紙再生造紙廢水的污染負(fù)荷相對較輕，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過排放標(biāo)準(zhǔn)，若不加處理而直接排放，將對環(huán)境帶來污染和危害〔2〕。隨著廢紙再生利用比重的不斷提高，廢紙造紙廢水這一新污染源已引起人們的重視。近年來，針對廢紙造紙廢水的特性已開發(fā)出了一系列處理技術(shù)，為該類廢水的有效治理奠定了基礎(chǔ)。

1廢紙造紙廢水的特性

廢紙再生造紙工藝可分為制漿和抄紙兩大部分。在制漿部分的除渣、洗漿、漂洗等過程中，產(chǎn)生大量的洗滌廢水。根據(jù)廢紙來源和生產(chǎn)工藝的差別，洗滌廢水的特性有所不同，其污染物含量大致為：CODCr 600～2400 mg/L, BOD5 125～585 mg/L，SS 650～2400 mg/L，色度 450～900倍，外觀呈黑灰色。洗滌廢水量為100～200 t/t紙〔3～5〕;與通常的抄紙工藝一樣，在廢紙再生造紙的抄紙部分，也產(chǎn)生含有纖維、填料和化學(xué)藥品的“白水”。對該廢水常采用氣浮法進(jìn)行處理，回收纖維和填料，并使處理后的“白水”得以循環(huán)使用。在我國，“白水”處理技術(shù)已趨成熟。

由此可知，廢紙再生造紙的廢水主要來源于制漿部分的洗滌廢水。該廢水不僅SS含量高、色度大，而且還含有大量成分復(fù)雜的COD物質(zhì)。這些COD物質(zhì)由可溶性的漿料、化學(xué)添加劑及不溶的纖維等有機(jī)物組成。在可溶性的COD成分中，基本由分子量低于1000的低分子量組分(如廢紙漿料中的可溶物)和分子量高達(dá)10萬以上的高分子量組分(如化學(xué)藥品、樹脂等)構(gòu)成，分子量居中的組分甚少〔6〕。

由于廢紙造紙廢水中COD組分間的分子量差異較大，采用單一的處理方法只能去除其中一部分COD物質(zhì)，難以取得滿意的效果，所以必須采用綜合處理技術(shù)。

采用混凝沉淀的方法可以去除廢水中分子量較高的COD組分，而采用生化、吸附等方法則可去除分子量較低的COD組分。

我國較早開發(fā)出的廢紙造紙廢水處理技術(shù)為混凝沉淀法。隨著新型有機(jī)和無機(jī)高分子絮凝劑的應(yīng)用，采用混凝沉淀法不僅可有效地去除廢水中的SS和顏色，而且可大大降低廢水的COD含量。該方法已在一些工廠得到應(yīng)用。由于混凝沉淀法不能去除分子量較低的COD組分，所以難以實現(xiàn)對廢水的有效治理。近年來，科研人員已對廢紙造紙廢水的深度處理進(jìn)行了研究，相繼開發(fā)出混凝沉淀—生化法、化學(xué)處理—混凝沉淀法等技術(shù)。下面對這些處理技術(shù)進(jìn)行介紹。

2廢紙造紙廢水的處理方法

2.1混凝沉淀法

混凝沉淀法具有過程簡單、操作方便、效率高、投資少的特點。其基本原理是：在混凝劑的作用下，通過壓縮微顆粒表面雙電層、降低界面ζ電位、電中和等電化學(xué)過程，以及橋聯(lián)、網(wǎng)捕、吸附等物理化學(xué)過程，將廢水中的懸浮物、膠體和可絮凝的其它物質(zhì)凝聚成“絮團(tuán)”;再經(jīng)沉降設(shè)備將絮凝后的廢水進(jìn)行固液分離，“絮團(tuán)”沉入沉降設(shè)備的底部而成為泥漿，頂部流出的則為色度和濁度較低的清水。

實踐證明，用混凝沉淀法處理廢紙造紙廢水，其SS去除率可達(dá)85%～98%，色度去除率可達(dá)90%以上，CODCr去除率可達(dá)60%～80%。由于處理后的清水水質(zhì)較好，可將其回用于洗漿和抄紙;而得到的泥漿可作為箱板夾層紙紙漿回用〔7〕?；炷恋矸ㄌ幚韽U紙造紙廢水的工藝流程如圖1所示。

圖1　混凝沉淀法處理廢紙造紙廢水工藝流程

混凝沉淀法處理廢紙造紙廢水的效果，取決于混凝過程的好壞。首先，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)幕炷齽Ｄ壳?，主要采用無機(jī)和有機(jī)高分子混凝劑，如：聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、二元或三元金屬鹽的復(fù)合物、聚丙烯酰胺及其衍生物等?？梢晱U水情況選用其中的一種或兩種。作者的研究表明，無機(jī)和有機(jī)高分子混凝劑合理地搭配使用能有效提高廢水的絮凝質(zhì)量，得到的“礬花”大而致密，處理效果好。影響混凝過程的其它因素如混凝劑的加量、混凝劑的加入方式、混凝反應(yīng)時間等可通過實驗來確定。

如果處理的廢紙漿和清水都能回用，混凝沉淀法還具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。正常運行情況下，處理1 t廢水消耗混凝劑費用為0.1～0.2元、總處理費用應(yīng)在0.5元左右。但由于回用水和紙漿能取得收益，同時減少了排污費、資源使用費等項支出，所以，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

由于混凝沉淀法只能去除部分COD物質(zhì)，所以經(jīng)處理后的廢水COD含量難以達(dá)到排放要求。這是導(dǎo)致混凝沉淀法在實際應(yīng)用中存在較大局限性的原因。

2.2生化處理法

由于高分子量的COD物質(zhì)可生化性差,所以對廢紙造紙廢水不經(jīng)前處理而直接進(jìn)行生化處理是不合適的。生化處理去除COD的效果隨廢水BOD/COD比值的變化而變化。目前，已經(jīng)提出了幾個指標(biāo)判斷能否進(jìn)行生化處理。例如，若BOD/COD>0.6即能生化處理;若BOD/COD<0.2，則不能進(jìn)行生化處理。資料指出，對于廢紙造紙廢水，BOD/COD=0.4～0.7時宜于生化處理。

實驗表明，廢紙造紙廢水經(jīng)混凝沉淀處理后，其BOD/CODCr幾乎均在0.4～0.7以內(nèi)，適合于生化處理。同時，通過混凝沉淀處理還可除去能降低生化污泥活性的細(xì)微無機(jī)質(zhì)顆粒(如顏料、填料等)。因此，廢紙造紙廢水在生化處理前進(jìn)行混凝沉淀處理(即所謂一級處理)是必要的，生化處理只能作為廢水的深度處理(二級處理)過程。

生化處理中，通過下列機(jī)理去除廢水中的有機(jī)物(BOD成分)：

⑴有機(jī)物氧化;⑵活性污泥中微生物細(xì)胞質(zhì)的生成與增長，即活性污泥的增殖;⑶活性污泥微生物的細(xì)胞質(zhì)氧化，即活性污泥的自身分解。

因此，生化處理中，所培養(yǎng)馴化的活性污泥的活性及供氧能力是決定其處理效果的重要因素。

用于處理廢紙造紙廢水的活性污泥應(yīng)進(jìn)行培養(yǎng)馴化，在適宜條件下培養(yǎng)出的活性污泥才具有較好的活性及沉降性能。研究表明，用未經(jīng)培養(yǎng)馴化的污泥處理混凝沉淀出水，其BOD去除率僅為28.2%，COD去除率為68.9%;而用培養(yǎng)馴化的污泥處理該廢水，其BOD去除率可達(dá)76.1%，COD去除率達(dá)81.2%〔8〕。

生化處理的供氧方式有多種，如活性污泥法采用向廢水中加空氣或富氧的方法(即曝氣)為系統(tǒng)提供所需的氧;而生物轉(zhuǎn)盤則利用盤體旋轉(zhuǎn)交替與廢水和空氣接觸，使吸附在盤體生物膜上的微生物和有機(jī)物充分和空氣接觸而得到所需的氧。當(dāng)被處理廢水的性質(zhì)一定時，可通過提高氣液相間的接觸面積、接觸時間和氣液相間氧的濃度差來提高裝置的供氧能力。由于廢紙再生造紙產(chǎn)生的廢水量大，采用富氧作氧化劑的成本較高，所以一般采用通空氣的方法。為此，在設(shè)計供氧裝置時，應(yīng)著重考慮空氣的良好分布和攪拌能力的提高(或氣液相接觸時間的增長)〔9〕?；钚晕勰喾ㄌ幚韽U紙造紙廢水的工藝流程如圖2所示。

提高廢水COD、BOD的去除率，使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。但生化法存在占地面積大、基建投資費用高等問題，限制了該方法的推廣應(yīng)用。因此，開發(fā)其它更為簡單易行的處理工藝對企業(yè)(特別是中小企業(yè))更具有現(xiàn)實意義。

2.3化學(xué)處理法

廢水中的某些溶解性的污染物，可通過化學(xué)氧化還原過程將其轉(zhuǎn)化為容易從水中分離的形態(tài)，然后再用常規(guī)的處理工藝(如混凝沉淀、吸附等)將其從水中除去;或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害的新物質(zhì)(如CO2)，以達(dá)到去除COD、BOD的目的。

通常的作法是將化學(xué)處理與混凝沉淀結(jié)合在一起。化學(xué)處理劑(即氧化劑)可以先加入到廢水中以進(jìn)行預(yù)氧化，然后再進(jìn)行混凝沉降;也可以與混凝劑同時投加，以產(chǎn)生混凝劑與氧化劑的協(xié)同作用效果;還可以在混凝沉淀后的某個處理階段投加，以進(jìn)行廢水的深度處理〔10〕。

化學(xué)處理法所采用的氧化劑主要有高錳酸鉀、次氯酸鈉、二氧化氯、Fonton試劑等。對于不同性質(zhì)的廢水，使用不同氧化劑所取得的效果存在較大差異〔11～13〕。筆者曾對高錳酸鉀、次氯酸鈉、Fonton試劑處理廢紙造紙廢水的效果進(jìn)行研究，結(jié)果表明，高錳酸鉀是良好的預(yù)處理劑，而次氯酸鈉則是較好的深度處理劑。

采用高錳酸鉀預(yù)氧化的方法處理廢紙造紙廢水，具有過程簡單、操作方便、投資省、效果好等優(yōu)點。其工藝流程與混凝沉淀法的流程完全相同，只需在調(diào)節(jié)池中加入適當(dāng)量的高錳酸鉀溶液，保持一定的反應(yīng)時間，即可進(jìn)行混凝沉淀操作。對某工廠的廢紙造紙廢水進(jìn)行處理實驗，取得了滿意的效果，其結(jié)果見表1。處理1t廢水所耗費的高錳酸鉀藥劑費用約為0.08～0.10元。

表一

用次氯酸鈉對混凝沉淀后的出水進(jìn)行深度處理，也能取得較好的效果(見表1)。但與高錳酸鉀預(yù)氧化法相比，表現(xiàn)為藥劑投加量較大、效果稍差。因此，采用高錳酸鉀預(yù)氧化法較為適宜。

從表1可知，廢紙造紙廢水經(jīng)化學(xué)處理法處理后，其各項指標(biāo)均優(yōu)于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，同時也滿足回用水水質(zhì)的要求。由于化學(xué)處理法減少了有害物質(zhì)的積累，因此，在實際應(yīng)用中要盡量提高回用水量，以降低生產(chǎn)成本、減少水資源的浪費。

3結(jié)束語

當(dāng)前，廢紙再生造紙在造紙業(yè)已占有相當(dāng)重要的地位。因此，人們對廢紙造紙廢水這一新污染源進(jìn)行治理的要求也日益高漲。從本文的分析可知，廢紙造紙廢水治理技術(shù)已日趨成熟，對加快該廢水的有效治理具有積極的促進(jìn)作用。

混凝沉淀法對懸浮物和色度的去除有較好的效果，同時也能去除部分溶解性的COD,但廢水經(jīng)處理后COD指標(biāo)仍較高，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。所以，混凝沉淀法只能作為廢紙造紙廢水的一級處理過程，或與化學(xué)預(yù)氧化法聯(lián)合使用。

廢紙造紙廢水經(jīng)混凝沉淀處理后適宜于生化處理。由于生化處理能去除較低分子量的有機(jī)物，彌補了混凝沉淀法的缺陷，因此，由這兩種方法組成二級處理流程是合理的。廢紙造紙廢水經(jīng)此流程組合處理后，各項指標(biāo)均能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。該方法的優(yōu)點是處理效果好、運行費用低;但不足之處是處理周期長、裝置占地面積大、一次性投資高。

用化學(xué)法處理廢紙造紙廢水不僅克服了生化法存在的不足，而且同樣具有處理效果好、處理費用低等優(yōu)點。特別是高錳酸鉀預(yù)氧化法，在混凝沉淀法的基礎(chǔ)上幾乎無須增加設(shè)備，就可實現(xiàn)對廢水的有效處理;同時由于預(yù)氧化法能減少有害物質(zhì)的積累，有利于提高回用水的循環(huán)利用率，并且可望實現(xiàn)用水的閉路循環(huán)。因此，該方法比較符合我國國情，有必要進(jìn)行進(jìn)一步研究和開發(fā)。

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