（轻工技术与工程专业论文）速生材高得率制浆废水的脱色处理技术研究.pdf

s t u d yo nd e c o l o r i z i n gm e t h o d so f l 埝s t _ g r o w i n gw o o dh i g h y i e l d p u l p i n ge f f l u e n t at h e s i ss u b m i t t e dt o s h a a n x iu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n d t e c h n o l o g y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n tf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro f e n g i n e e r i n g t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rz h a n g a n l o n g m a y , 2 0 1 0 3m 舛 m 9m 9 舢7 舢1脚y 速生材高得率浆制浆废水的脱色处理技术研究 摘要 速生材高得率制浆技术是近年来发展较为迅速的一种制浆手 段，随着这项技术的不断发展，随之而来的环境问题也日益引起了 人们的关注。相对于传统的化学制浆方法，高得率制浆技术具有磨 浆耗能低，废水排放量少、污染小，纸浆得率高和强度好等特点。 但是，由于它所排放的废水c o d 和b o d 仍旧很高，且废水中仍含 有多种成分复杂的有毒化学物质，其废水污染问题仍旧不可忽视。 并且，随着新的国家造纸废水排放标准的出台，对排放废水的色度 也做了新的要求，原有的物化+ 生化的处理工艺已经无法满足污水处 理排放标准。因此，寻找一种既经济又可行的速生材高得率制浆废 水脱色处理方法具有重要的现实意义。 本研究采用f e n t o n 试剂法、微电解法和微电解f e n t o n 法三种工 艺分别处理杨木p r c a p m p 制浆中段废水。研究的主要内容有：针 对每种工艺，通过静态试验的方法分别研究其处理中的影响因素， 考察其对试验用废水的脱色效果，并通过单因素试验和正交试验结 合的方法确定出各影响因素的主次关系以及反应的最佳工艺参数。 通过试验，得出如下结论： f e n t o n 试验中有四个影响因素，分别为p h 值、反应时间、h 2 0 2 用量、f e 2 + 用量；四个因素对脱色率影响的先后顺序为：h 2 0 2 用量 p h 值 f e 2 + 用量 反应时间。其最佳反应参数是：p h 值为3 、f e 2 + 用 量2 m m o l l 、h 2 0 2 用量2 5 m m o l l 、反应时间为4 0 m i n ，此时脱色率为 6 3 2 。反应后的废液p h 值偏酸性，需要加碱进一步处理，在实际运 行中考虑到经济因素，此方法单独使用可行性不高。 微电解反应中，主要影响因素有四个，分别为p h 值、反应时间、 铁炭比、铁水比。这四个因素对脱色率影响的先后顺序为：铁炭比 p h 值 反应时问 铁水比。本试验中最佳反应条件为：在曝气( 或 搅拌) 条件下，p h 值为4 、铁屑用量为1 0 9 l 、粉煤灰用量为2 0 9 l 、 反应时间为6 0 m i n ，此时脱色率为6 6 3 。但其不足之处是，反应中 存在铁屑消耗大、易出现板结、表面氧化等现象，需要对铁屑进行 酸化再生，并且反应产生大量的铁泥增加了后续处理的负担。 微电解- f e n t o n 试验中，主要影响因素有四个，分别为p h 值、反 应时间、铁炭比和h 2 0 2 用量。这四个因素对脱色率影响的先后顺序 为：h 2 0 2 用量 p h 值 铁炭比 反应时间。本试验的最佳反应参数 是：p h 值为3 、铁炭比为l ：2 ( 铁屑用量l0 9 l 、粉煤灰用量2 0 9 l ) 、h 2 0 2 用量l0 m m o l l 、反应时间为6 0 m i n ，此时脱色率为8 0 2 。微电解 f e n t o n 反应后的废水用氧化钙调节p h 值到8 ，在分别加k 2 0 m g l 的 p a c 和o 2 m g l 的p a m ，脱色率达到9 7 5 ，色度为5 倍。 由以上三种方法比较可以看出，微电解一f e n t o n 法处理杨木 p r c a p m p 制浆废液的脱色效果最好，且该工艺占地面积小，投资和 运行费用较低，适合用于造纸企业废水的深度处理。 关键词：速生材高得率浆，脱色，f e n t o n 氧化法，微电解法，微电解 f e n t o n 法 s t u d yo nd e c o l o r i z i n gm e t h o d so f i 溘s t _ g r o w i n gw o o dh i g h y i e l d p u l p i n ge f f l u e n t a b s t r a c t f a s t - g r o w i n gw o o dh i g h - y i e l dp u l p i n gi s ar a p i d l yi m p r o v i n g t e c h n o l o g yi nr e c e n ty e a r s t h ee n v i r o m e n tp r o b l e m sa r ec a u s e db yt h i s p r o c e s s ，a l s oa t t r a c t e dp e o p l e sa t t e n t i o n c o m p a r e dw i t hc o n v e n t i o n a l c h e m i c a lp u l p i n gm e t h o d s ，h i g h y i e l dp u l p i n gt e c h n o l o g yh a sm a n y a d v a n t a g e s ，s u c ha sl o we n e r g yc o n s u m p t i o n ，l e s sw a s t e w a t e rd i s c h a r g e ， l i t t l ep o l l u t i o n ，h i g hp u l py i e l da n dh i g hs t r e n g t h h o w e v e r ，d u et ot h e c o da n db o do fd i s c h a r g ew a s t e w a t e ri ss t i l l v e r yh i g h ，a n dt h e w a s t e w a t e rs t i l lc o n t a i n sa v a r i e t y o f c o m p l e x t o x i cc h e m i c a l s u b s t a n c e s ，t h e i rw a s t e w a t e rp o l l u t i o np r o b l e mi ss t i l ln o tb ei g n o r e d w i t ht h en e wn a t i o n a ld i s c h a r g es t a n d a r d so f p a p e r m a k i n ge f f l u e n t p r o m u l g a t e d ，t h ed i s c h a r g ec o l o ro fw a s t e w a t e ri s a l s om a d en e w d e m a n d s ，t h e o r i g i n a lp h y s i c o c h e m i c a l + b i o l o g i c a l t r e a t m e n t p r o c e s s e sh a v eb e e nu n a b l et om e e tt h ee m i s s i o ns t a n d a r d sf o rs e w a g e t r e a t m e n t t h e r e f o r e ，i ti sv e r ys i g n i f i c a n tt of i n da ne c o n o m i c a la n d f e a s i b l ew a s t e w a t e rd e c 0 1 0 r i z a t i o nt r e a t m e n tm e t h o d t h i s s t u d yu s e sf e n t o nm e t h o d ，m i c r o e l e c t r o l y s i sm e t h o d ，a n d m i c r o - e l e c t r o l y s i s f e n t o nm e t h o dt od e a lw i t hp o p l a rp r c a p m pp u l p w a s t e w a t e rs e p a r a t e l y t h ee f f e c t so fr e a c t i o nf a c t o r sw e r ei n v e s t i g a t e d ； s i n g l e - f a c t o re x p e r i m e n t sa n do r t h o g o n a lt e s tw e r ea p p l e dt od e t e r m i n e t h eo p t i m u mr e a c t i o np a r a m e t e r s t h er e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： f e n t o np r o c e s sh a sf o u rf a c t o r s ，n a m e l yp h ，r e a c t i o nt i m e ，h 2 0 2 d o s a g e ，f e 竹d o s a g e t h e o r d e ro f s i g n i f i c a n c ea f f e c t i n g t h e d e c o l o r i z a t i o nr a t e si s h 2 0 2d o s a g e p h f e h d o s a g e r e a c t i o nt i m e t h eo p t i m u m t r e a t i n gc o n d i t i o n sa r e ：p hv a l u e3 ，f e 什d o s a g e2 m m o l l ， h e 0 2d o s a g e2 5 m m o l l ，r e a c t i o nt i m e4 0 m i n ，d e c o l o r i z a t i o nr a t e6 3 2 i i i t h ep ho ft r e a t e de f f l u e n ti si na c i da n dn e e dt oa d da l k a l if o rf u r t h e r t r e a t m e n t t a k i n gi n t oa c c o u n te c o n o m i cf a c t o r s ，t h i sm e t h o ds h o u l dn o t u s ea l o n ei nt h ea c t u a lo p e r a t i o n m i c r o e l e c t r o l y s i sr e a c t i o nh a sf o u rf a c t o r s ，n a m e l yp h ，r e a c t i o n t i m e ，i r o n c a r b o nr a t i o ，h o tm e t a lr a t i o t h eo r d e ro fs i g n i f i c a n c e a f f e c t i n gt h ed e c o l o r i z a t i o nr a t e si s ：i r o n c a r b o nr a t i o p h r e a c t i o n t i m e h o tm e t a lr a t i ot h eo p t i m u mr e a c t i o nc o n d i t i o n sa r e ：i nt h e a e r a t i o n ( o rm i x i n g ) c o n d i t i o n s ，p hv a l u e4 ，i r o nf i l i n g sd o s a g e10 9 l ， f l ya s hd o s a g e2 0 9 l ，r e a c t i o nt i m e6 0 m i n ，d e c o l o r i z a t i o nr a t e6 6 3 b u ti t s s h o r t c o m i n g s a r et h a t l a r g ei r o nf i l i n g sc o n s u m p t i o n ，e a s y h a r d e n ，e a s i l yo x i d i z e d ，a n de t c l a r g ea m o u n t so fi r o ns l u d g e a r e p r o d u c e da n di n c r e a s et h eb u r d e no fd e a l i n gw i t ht h ea f t e r m a t h m i c r o e l e c t r o l y s i s f e n t o ne x p e r i m e n t h a sf o u rm a i n f a c t o r s ， n a m e l yp h ，r e a c t i o nt i m e ，i r o n c a r b o nr a t i oa n dh 2 0 2d o s a g e t h eo r d e r o fs i g n i f i c a n c ea f f e c t i n gt h ed e c o l o r i z a t i o nr a t e si s ：h 2 0 2d o s a g e p h i r o n c a r b o n r e a c t i o nt i m e t h eo p t i m u mr e a c t i o nc o n d i t i o n sa r e p h v a l u e3 ，i r o n c a r b o nr a t i o1 ：2 ( i r o nf i l i n g sd o s a g e10 9 l ，f l ya s hd o s a g e 2 0 9 l ) ，h 2 0 2d o s a g e 10 m m o l l ，r e a c t i o nt i m e6 0 m i n ，d e c o l o r i z a t i o n r a t ew a s8 0 2 a d j u s t i n gt h er e a c t i o nw a s t e w a t e rt op hv a l u et o8 ，a n d a d d i n gp a c2 0 m g la n dp a mo 2 m g l ，d e c o l o r i z a t i o nr a t er e a c h e d 9 7 5 o v e r a l l ，m i c r o e l e c t r o l y s i s f e n t o nt e c h n o l o g yi st h eb e s tm e t h o d f o rw a s t e w a t e rd e c o l o r i z a t i o n t h et e c h n o l o g yh a sl o wi n v e s t m e n ta n d r u n n i n gc o s t s i n o p e r a t i o n ，a n d s u i t a b l ef o rf u r t h e rt r e a t m e n to f w a s t e w a t e rf r o m p a p e rm i l l k e y w o r d s ：f a s t g r o w i n gw o o dh i g h y i e l dp u l p i n g ，d e c o l o r i z a t i o n ， f e n t o n o x i d a t i o nm e t h o d ，m i c r o - e l e c t r o l y s i sm e t h o d ，m i c r o - e l e c t r o l y s i s f e n t o nm e t h o d 目录 摘j 要i a b s t r a c t i i i 、 1 绪论一1 1 1 我国造纸企业废水污染现状及其治理1 1 2 速生材高得率制浆废水来源、特征及处理技术1 1 2 1 速生材高得率浆废水的来源及特性2 1 2 2 速生材高得率制浆废水处理技术发展现状2 1 3 现行国家造纸行业废水排放标准3 1 4 制浆废水色度成因及脱色原理4 1 5 制浆废水脱色处理方法4 1 5 1 吸附脱色法一4 1 5 2 混凝脱色法6 1 5 3 氧化法脱色9 1 5 4 电化学法脱色一：1 1 1 5 5 生物法脱色1 2 。 1 5 6 膜分离法脱色小13 1 6 本课题的选题意义与研究内容1 3 1 6 1 选题意义13 1 6 2 研究内容一l4 2 杨木碱性过氧化氢机械浆( p r c a p m p ) f 1 i 浆废液成份分析一15 2 1 试验原料。1 5 2 2 实验结果与讨论15 2 2 1 废液分子量分布的测定1 5 2 2 2 废液中沉淀物的红外分析。l7 2 2 3 废液的g c m s 分析18 2 3 小结2 0 3f e n t o n 试剂在速生材高得率制浆废水脱色处理中的应用2 1 3 1 引言2 1 3 1 2f e n t o n 氧化法的基本原理2 1 3 1 3 反应中的影响因素2 3 3 2 试验原料及检测方法。2 4 3 2 1 试验原料2 4 3 2 2 检测方法2 4 3 3f e n t o n 氧化试验结果与讨论2 5 3 3 1p h 值对脱色效果的影响2 5 3 3 2h 2 0 2 用量对脱色效果的影响。2 6 3 3 3f e 2 + 用量对脱色效果的影响2 7 3 3 4 反应时间对脱色效果的影响2 8 3 3 5h 2 0 2 投加方式对脱色效果的影响2 9 3 3 6 正交优化试验设计及结果分析2 9 3 4 卅、结j 31 4 微电解在速生材高得率制浆废水脱色处理中的应用3 2 4 1 引言一3 2 4 1 1 微电解法的提出及发展3 2 4 1 2 微电解的基本原理。3 2 4 1 3 反应中的影响因素：3 3 4 2 试验原料及检测方法3 4 4 2 1 试验原料3 4 4 2 2 检测方法3 5 4 3 微电解试验结果与讨论3 5 4 3 1 反应方式对脱色效果的影响j 3 5 4 3 2 阴极材料对脱色效果的影响。3 6 4 3 3p h 值对脱色效果的影响一3 6 4 3 4 铁炭比对脱色效果的影响3 8 4 3 5 铁屑用量对脱色效果的影响。3 9 4 3 6 铁水比对脱色效果的影响3 9 4 3 7 反应时间对脱色效果的影响一4 0 4 3 8 正交优化试验设计及结果分析一4 1 4 4 j 、结4 2 5 微电解f e n t o n 法在速生材高得率制浆废水脱色处理中的应用4 4 5 1 弓l 言4 4 5 1 1 微电解f e n t o n 法工艺的特点4 4 5 1 2 微电解f e n t o n 法的基本原理厶4 4 5 2 试验原料及检测方法一4 5 5 2 1 试验原料4 5 5 2 2 检测方法。4 6 5 3 微电解f e n t o n 氧化试验结果与讨论4 6 5 3 1p h 值对脱色效果的影响4 7 5 3 2 铁屑用量对脱色效果的讨论一4 8 5 3 3 铁炭比( f e c ) 对脱色效果的影响4 9 5 3 4h 2 0 2 用量对脱色效果的影响5 0 5 3 5 反应时间对脱色效果的影响5 l 5 3 6 正交优化试验设计及结果分析一5 2 5 3 7 后絮凝试验一5 3 5 4 小结5 6 6 结论与建议5 7 6 1 结论5 7 6 2 论文创新5 8 6 3 建议5 8 6 4 展望5 8 致谢一5 9 ， 参考文献6 0 攻读学位期间发表的学术论文目录6 4 原创性声明及关于学位论文使用授权的声明6 5 i i i 窜 1 绪论 造纸技术是我国的四大发明之一，为世界文明做出了巨大的贡献，但因造纸而产生 的大量废水和污染物，对我们赖以生存的地球造成了重大环境污染i l 】。并且，近年来随 着国民经济的高速发展，造纸工业也迅速发展起来，在国民经济中占有着重要地位。因 此解决造纸行业废水处理问题也在全球范围内引起了人们的广泛关注。 1 1 我国造纸企业废水污染现状及其治理 众所周知，造纸企业是传统的耗水大户，也是造成水污染的重要源头之一。每生产 1 t 纸浆就需要排放约1 0 0 3 0 0 t 废水i l 】，废水中含有糖类、有机酸、木素和纤维素等有机 物及其降解产物，使得废水中c o d 、b o d 和s s 含量都很高，直接排放后会对水体造成 很大污染。目前，我国造纸工业废水的污染物排放量均居我国各类工业废水排放量之首， 对水环境造成的污染十分严重。因此，要解决工业废水达标排放的问题，关键是要对造 纸工业废水的达标排放进行有效治理。据资料统计，2 0 0 7 年造纸工业废水排放量为3 6 7 亿吨，约占全国重点统计企业废水排放总量的1 7 o ，c o d 排放量1 5 9 7 万吨，占全国 重点统计企业c o d 排放总量的3 2 4 。其中革浆生产线有碱回收装置的产量仅占草浆总 产里的3 0 0 ，草类制浆c o d 排放量占整个造纸工业排放量的6 0 以上，仍然是主要的 污染源。 近年来，随着国家对环保力度的加大，造纸行业水污染防治已经取得了一定的成绩， 但随着造纸行业废水排放标准的日益严格，废水污染防治工作还相当艰巨。 1 2 速生材高得率制浆废水来源、特征及处理技术 目前，制浆造纸行业都普遍存在着“三高”和“三低”的追求。“三高”指的是：高得 率、高强度和高白度：“三低”指的是：低污染、低能耗和低水耗。我国是一个水资源人 均占有率比较低的国家，制浆造纸要消耗大量的水资源，针对目前制浆造纸行业存在的 问题及现状，能够实现“三高”和“三低”这一目标的浆种就是高得率浆【2 】。我国是个森林资 源比较缺乏的国家，所以长期以来，在造纸原料中非木材纤维原料一直占有很大的比重。 因此，如何能够合理有效的利用我国的木材资源，因地制宜的发展高得率制浆技术，并 且不断提高浆料及成纸产品质量，一直是我国制浆造纸工业发展过程中需要研究的重要 课题。 目前，根据高得率浆种的发展现状，主要包括以下几种：c m p 、s c m p 、c t m p 、 b c t m p 、a p m p 和p r c a p m p 等。高得率制浆技术的主要特点是：先用化学药品对纤 维原料做温和的预处理，然后在进行机械磨浆。因此，相对于传统的化学制浆方法，具 有磨浆耗能低，废水排放量少、污染小，纸浆得率高和强度好等特点【3 j 。但是，由于它 所排放的废水c o d 和b o d 仍旧很高，且废水中仍含有多种成分复杂的有毒化学物质， 其废水污染问题仍旧不可忽视，因此，研究高得率浆废水污染特性及其处理技术具有重 要的意义。 1 2 1 速生材高得率浆废水的来源及特性 随着速生材高得率制浆技术在中国的不断发展，随之而来的环境问题日益引起人们 的关注。高得率制浆废液中，其污染物质主要来源于生产过程中溶出的一些有机化合物， 残余化学药品和流失的细小纤维；溶解性有机化合物的含量主要取决于制浆方法和原料 的种类。废水中的主要污染物来自于预浸渍废水和磨浆废水，废水中的主要物质为抽出 物，并且低分子量有机物所占的比例很大【4 j 。 通常，高得率制浆废水中的污染负荷随化学药剂用量的增加而增大，随制浆得率的 升高而减小。一般来说，高得率制浆过程中，生产每吨纸浆造成的废水排放量约为2 0 - 3 0 m 3 t 浆，b o d 5 为4 0 9 0 k g t 浆，c o d 盯为6 5 - - - 2 1 0 k g t 浆，废液的色度较高并且含 有大量的悬浮物。制浆废液中，构成b o d 和c o d 主要成分的是一些木素降解后的产物、 多糖类和有机酸类等。其中，木素的降解产物占c o d 总量的3 0 4 0 ，多糖类为1 0 1 5 ，有机酸类为3 5 4 0 3 , 5 1 。并且，高得率制浆废水中还含有一些对水生生 物毒性很大的物质如树脂酸、脂肪酸、酚类和邻苯二甲酸酯类等睁t l 。从c t m p 和a p m p 废水对鱼类的急性毒性研究可以发现，高得率制浆废水的毒性与原料种类有很大关系。 根据原料种类的不同，制浆过程中溶出物的种类和浓度就有很大的不同。例如，在相同 的制浆工艺条件下，杨木和杉木的溶出物浓度要低于桉木和松木的溶出物浓度，因而其 制浆废水中有毒物质含量也较少，则杨木和杉木废水的生物毒性相对较小嘲。根据测定， 每生产lt 杨木高得率浆，c o d 盯排放量约为2 5 0 , 、- 3 0 0 k g t ，废水量为2 0 一- 4 0 m 3 t 浆， p h 值在9 左右，废水中的主要成份是低分子木材抽出物和少量的低分子有机可溶物，这 种废水用生化方法即可以进行处理 9 1 。 1 2 2 速生材高得率制浆废水处理技术发展现状 大量资料表明，速生材高得率浆废水与化学浆废水一样，有其污染特征，废水中污 染物负荷随着制浆所用原料、化学药剂量和漂白情况的不同而不同。一般来说，化学机 械浆厂没有化学药品回收利用设施。在制浆和漂白过程中，从木材中溶出的物质就全部 进入制浆废液中，而即使经过传统的“絮凝+ 生化”处理，这些废液中残留c o d 和色度指 标仍然较高，直接排放后会对周围的环境造成严重的影响。 2 目前，针对造纸废水的处理主要在一、二级处理上，包括：物理法、化学法、物化 法、生化法等。物理法是造纸废水处理中必不可少的处理方法，主要包括沉淀法、过滤 法、气浮法等，其处理对象主要为水中的固形物。化学法主要包括化学还原法、臭氧氧 化法、光催化氧化法和超临界水氧化法等；其主要原理是：在特殊的条件下或者利用适 当的化学药剂，以此来分解废水中的污染物及有害物质，使其降解达到无害化的过程。 物理化学法主要包括吸附法、萃取法、中和法、混凝沉淀法、离子交换法、膜分离法等， 主要起到降低废水的c o d 、b o d 、s s ，以及脱色等作用。生物化学法主要包括好氧处理 法、厌氧处理法和生物酶法等；其作用机理是利用微生物吸附、代谢降解，沉降等作用 从污水中去除有机污染物。 几十年来，比较成熟的造纸废水处理工艺是以活性污泥或生物膜法为代表的好氧生 物处理工艺和厌氧生物处理技术，并辅助以物理或物化方法进行处理。实践证明，这是 治理造纸废水比较成熟的技术，处理后的造纸废水一般可以达到国家现行排放标准。但 是，生化处理方法也存在着一定的缺陷。例如，制浆造纸废水中存在很多发色的木质素 碎片及其衍生物，而这些物质都难于被普通活性污泥中的微生物所降解脱色( 其中包括对 难降解的毒性物质有机氯化物降解效果差) ；对废水中各类有机物的降解效果不好，去除 率不太高；对废水色度去除效果不高，处理后出水色度依然很高，严重阻碍了纳受水体 的太阳光的透射，使水生生物的生长繁殖受到影响【l o 】；并且，国家新出台的造纸工业污；。 染排放标准把色度列为了排放检测指标之一，也对c o d 和b o d 排放标准有了更高的要， 求。因此，速生材高得率制浆废液的污染问题不容忽视。研究废液的污染特性对于确立 更为合理的制浆工艺和有针对性地选择污染控制技术具有重要的意义。 ，、 1 3 现行国家造纸行业废水排放标准 随着国家提倡建设资源节约性、环境友好型社会，提高造纸行业废水的排放标准， 大幅度削减造纸行业有机污染物排放量是大势所趋。2 0 0 8 年6 月2 5 日，国家环保部颁 布了最新的造纸工业水污染排放标准( g b 3 5 4 4 2 0 0 8 ) ，其内容如表l 一1 。 相对于2 0 0 1 年的排放标准，2 0 0 8 年8 月1 日正式实施的新标准中，对制浆造纸废 水排放提出了更为严格的标准，并且首次把废水色度作为排放指标之一写入标准中，可 见国家对于废水排放的管理更加严格了。而目前大部分企业都只停留在二级生物处理阶 段，只有很少的企业进行废水的脱色或者深度处理，一方面的原因是脱色及深度处理成 本较高，许多企业难以承受高额的处理费用；另外的原因是新政策刚颁布实施，许多企 业正处于原有污水处理系统的改造过程中。因此，寻找一种既经济又可行的速生材高得 率废水脱色处理方法具有重要的现实意义。 3 表1 1 造纸工业水污染排放标准值 t a b1 1t h ee m i s s i o ns t a n d a r dv a l u eo f p a p e r m a k i n gi n d u s t r i a lw a s t e w a t e r 制浆和造纸联合生产企业 制浆企业 废纸制浆和造其他制浆和造纸 造纸企业 企业生产类型 污染物排放监控位置 纸企业企业 原有 新建原有新建原有新建原有新建 p h 值 6 96 9 6 9 6 9 6 96 96 96 9 色度( 稀释倍数) 8 05 05 05 05 05 05 05 0 悬浮物( m g l ) 7 05 0 5 03 05 03 05 05 0 五日生化需氧量 5 02 03 02 03 02 03 02 0 ( b o d “m g l ) 徘 一 企业废水总排放口 敞 化学需氧量 限2 0 01 0 01 2 09 0 1 5 09 01 0 08 0 值( c o d 。，m e l ) 氨氮( m e l ) 1 51 21 081 081 08 总氮( m g l ) 1 81 5 1 5 1 21 5 1 21 51 2 总磷( m g l ) 1 o 0 81 00 81 0 0 81 00 8 可吸附有机卤素车间或生产设施废水排 1 51 21 51 2 1 51 21 51 2 ( a o x ，m g l ) 放口 单位产品基准排水量， 8 05 02 06 02 0 吨吨( 浆) 排水量计量位置与污染 物排放监控位置一致 1 4 制浆废水色度成因及脱色原理 制浆造纸废水中含有大量难于被微生物降解的木素及其衍生物，尤其是氯化木素使 得废水颜色进一步加深，并且这些物质难于用微生物方法脱色而除去。因此，要使废水 色度降低，就要对废水中的发色有机物质进行处理。废水脱色主要有两个基本途径：一 种方法是把发色有机物从废水中分离处理，从而使废水色度降低，比如絮凝法、吸附法 和膜分离法等；另外一种方法是破坏废水中有机物的发色和助色基团，从而使废水色度 降低，如化学氧化法、光化学法和生物法等。 1 5 制浆废水脱色处理方法 1 5 1 吸附脱色法 吸附法就是利用多孔性的固体物质，使水中一种或者多种物质被吸附在固体物质表 面上而除去的过程 1 1 1 。它主要用于去除废水中的微量污染物，达到深度净化的目的；或 4 者是从高浓度废水中吸附某些物质达到资源回收和治理的目的。把具有吸附能力的多孔 性固体物质称为吸附剂。吸附剂的吸附机理是：吸附剂对有机物分子或对大颗粒物质的 过滤和沉积作用【t o l 。目前，用于水处理中的吸附剂有可再生吸附剂和不可再生吸附剂。 常用的可再生吸附剂有活性炭、离子交换纤维和大孔吸附树脂等。不可再生吸附剂有膨 润土、硅藻土、煤渣和粉煤灰等。吸附法的特点是：处理效果好，吸附剂可再生。 1 ) 活性炭吸附剂 活性炭具有很强的吸附性能和催化性能，具有原料充足，安全性高，耐酸碱、耐热、 不溶于水和有机溶剂、易再生等优点，是一种环境友好型的吸附剂1 1 2 ) 。因具有发达的孔 隙结构和巨大的比表面积，因此是水处理中最常用的吸附剂1 1 3 。活性炭主要包括两种： 粉末活性炭( p a c ) 和颗粒活性炭( g a c ) 。活性炭主要用于吸附分子量在1 0 0 到1 0 0 0 0 之间的化合物【1 4 】，因此也可以用于废水脱色剂，能够有效地去除废水的色度和c o d o s - m 。 活性炭不但含有碳，而且在其表面还含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢，例如羧 基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。被吸附的物质可以与活性炭表面上含有的这 些氧化物或络合物发生化学反应，从而结合聚集到活性炭的表面【叼。活性炭处理造纸料 废水在国内外都有研究，但大多数是和其他工艺结合，并且活性炭吸附多用于深度处理 或将活性炭作为载体和催化剂，单独使用活性炭处理造纸废水的研究很少。李启良，杨 凯等人研究了活性炭h 2 0 2 催化氧化处理氨基酸工业废水，活性炭具备吸附和催化的双 重作用，处理后使得废水的脱色率达到9 4 6 ，c o d 盯去除率达到6 2 4 ，具有很好的氧 化脱色效果【悖l 。一般活性炭在制浆造纸废水的三级处理阶段应用，吸附脱色后出水色度 较低，大部分废水可直接排放或者回用到生产过程中。 活性炭作为水处理药剂的最大优点就是可再生性强，能够再生高达3 0 次或者更多， 而且吸附容量不会有明显的下降。虽然其吸附性能优良，但是由于再生困难，成本较高， 且再生损失率较高，因此一般用于低浓度废水处理或深度处理中【2 0 】。 2 ) 矿物吸附剂 膨润土作为吸附剂，在环境污染治理中得到了广泛应用。它主要用于废水废气净化、 城市垃圾、放射性物质的处理等，其中在废水处理中应用最多。膨润土的主要成份是硅 铝酸盐，其晶体有铝氧八面体和硅氧四面体层状结构组成。膨润土表面具有电荷，因而 有良好的吸附性、较大的比表面积、较强的吸附能力和离子交换能力。 目前，对彭润土的研究主要集中在其改性方面，以提高对于特定污染物的吸附选择 性，解决应用过程中膨润土受到其他污染物干扰的问题。孙家寿等用有机交联膨润土吸 附的方法处理造纸黑液，用量为2 4 9 l m ，常温下搅拌吸附1 2 0 m i n ，脱色率高达9 9 8 6 ， 具有非常好的脱色效果【2 l 】。夏新奎等将钙膨润土酸性活化，然后对印染废水脱色处理，当 p h 值为7 8 ，加入量达到3 0 9 l 时，在室温条件下搅拌时间为3 5 m i n 时，其一次性c o d 盯 5 去除率达7 6 ，色度去除率达8 7 ；若经双层滤料柱进行过滤处理，色度去除率达9 3 以上，c o d 盯去除率达7 8 ，处理后的印染废水达到国家规定的排放要求阎。 有机膨润土水处理药剂具有原料丰富、制备方法简单、吸附性能良好、价格低廉等 特点。天然膨润土中由于其表面具有硅氧结构，这个结构具有很强的亲水性和层间大量 可交换性阳离子的水解，结果使其表面经常存在一层薄的水膜，因而不能对疏水性有机 污染物进行有效地吸附，限制了其在水处理领域中的应用。因此，对天然膨润土的改性受 到了广泛的重视。现阶段的主要任务是是：提高改性膨润土对特定污染物吸附的选择性， 寻找合适的再生方法和开发完善的改性膨润土吸附法处理工艺，并且解决应用过程中改 性膨润土吸附性能可能受到其它污染物干扰的问题等。改性膨润土作为一种环保材料， 其储量丰富、价格低廉、易获得、活化和改性方法相对简单，并且具有很高的物理、化 学和生物稳定性、比较容易再生等特点。因此，作为取代传统废水污染治理材料的一个 理想选择，必将得到广泛的应用。 3 ) 粉煤灰吸附剂 粉煤灰表面呈多孔结构，孔隙率达6 0 - 7 0 ，并且表面积大；同时粉煤灰还含有少 量沸石、活性炭等具有交换特性的微粒，因此粉煤灰具有较强的物理和化学吸附性能。 当粉煤灰微孔与被吸附物质的颗粒直径大小越相近时，吸附效果越好。粉煤灰是一种不 需要再生，不需要费用的吸附物质。粉煤灰用于废水处理中，可以有效去除废水中的色 度、c o d 和重金属等，投资和运行费用较低，并且还具有“以废治废”的作用