制漿造紙廢水深度處理技術及應用實例探討

王丹彤+++陳煜才

摘 要：制漿造紙行業具有廢水產生量大、水質組分復雜、污染物濃度高、處理難度大等特點。文章簡述了制漿造紙廢水水質特征，歸納了該行業目前常用的廢水深度處理技術的作用機理、去除效率及優缺點。結合工程應用實例，說明深度處理技術在確保廢水達標排放中的重要作用，為新建制漿造紙廢水處理工程設計及其他相關環保工作提供參考。

關鍵詞：制漿造紙廢水；深度處理；高級氧化

1 概述

制漿造紙工業是一個能耗高、污染物產排量大、對環境污染較為嚴重的行業之一；主要原因是該行業廢水排放量大，且廢水中污染物成分復雜，濃度高，去除難度大[1]。目前，國內常采用“一級物化+二級生化”的方式處理制漿造紙綜合廢水，可有效去除廢水中的大部分污染物。然而，隨著環保要求的不斷提高，廢水中污染物允許排放濃度降低，僅采用“物化+生化”的處理方式，廢水中污染物排放濃度達不到《紙漿造紙工業水污染物排放標準》（GB3544-2008）的限值要求。

2 水質特征

制漿造紙廢水中的主要污染物有4類：還原性類（如木素及衍生物等），用COD表征；可生物降解類（如半纖維素、寡糖、有機酸及醇等），用BOD表征；懸浮類（如細小纖維、無機填料等），用SS表征；色素類（如油墨、染料、木質素等），用色度表征[2]。

二級生化處理后，廢水中仍含有多種有機物質，主要包括木素、木素衍生物、纖維素、漂白藥劑及施膠過程中的添加劑等，不同污染物各具特點，構成了二級生化出水水質的多樣性[3]。二級生化處理后，廢水中COD、色度等污染物的濃度仍然較高，仍達不到GB3544-2008的排放限值要求。因此，需對二級生化出水進行深度處理，確保污染物達標排放。

3 深度處理技術

目前，制漿造紙廢水常用的深度處理技術包括：混凝處理技術、吸附處理技術、生物處理技術（如好氧法、厭氧法、酶處理法、光合細菌法等）、膜分離處理技術（如微濾、納濾、超濾、反滲透、電滲析等）、氧化處理技術（如Fenton氧化、臭氧氧化、光催化氧化、電化學氧化等）。深度處理技術的作用機理、去除效率及優缺點見下表1。

由表1可以看出，混凝法、吸附法對COD的去除效率相對較低，色度的去除率也不高；膜分離法雖然對COD、色度的去除效率高，但需經常更換濾膜，成本高，不適合應用在大規模的廢水處理中。生物法、氧化法的COD去除率相差不大，但生物法對色度的去除率相對低一些，且單獨的好氧或厭氧處理法對色度和COD的去除效率低、反應時間長。因此，目前研究及應用較多的深度處理技術是氧化法。

4 應用實例分析

廣東省肇慶市某造紙廠，以廢舊報紙為原料制漿造紙。企業自建污水處理站處理項目產生的綜合廢水，排污口距離Ⅱ類水體約200m，且納污水體環境容量較小，為確保污染物達標排放，降低對附近水環境的影響，項目采用“物化+生化+高級氧化”的處理工藝，污水處理站設計處理能力1200m3/d，具體處理工藝流程見圖1。

圖1 廢水處理工藝流程圖

污水處理工藝簡介：

（1）斜篩：經斜篩裝置過濾攔截廢水中的纖維渣，降低后續處理負荷。

（2）調節池：起到均化水質、水量的作用，為后續處理做準備。

（3）混凝氣浮池：利用水力作用自動完成廢水與藥劑的混合、反應、泥水分離，達到去除廢水中SS、膠體的目的。

（4）中間水池：設在需要二次提升的地方，為中間水泵提供水量調節。經過一級物化處理后的出水流入中間水池，大部分回用至制漿車間，剩下部分進入生化處理系統進一步處理。

（5）水解酸化池：改善廢水的可生物降解性，以利于后續生化處理；水解是利用發酵細菌的作用，將污水中的難降解復雜大分子有機物水解為易于生物降解的簡單小分子有機物，如脂肪酸、醇類等；廢水可生化性可提高20%左右。

（6）接觸氧化池：主要進行有機物的生物降解，池內設組合填料及曝氣系統，大量好氧微生物附著在生物填料上生長，通過好氧生物呼吸與繁殖消耗有機物，降解BOD。

（7）二沉池：主要是將生物處理后的混合液進行泥水分離。上清液部分回用于抄紙車間噴網清洗，剩余部分進入高級氧化深度處理裝置。

（8）高級氧化塔：項目采用的是PS高級氧化技術，PS高級氧化技術是采用零價鐵（ZVI）活化過硫酸鈉（PS）產生硫酸根自由基的高級氧化技術。通過化學的方法將廢水中的大分子難降解有機物降解成低毒或無毒小分子的物質。高級氧化技術是廢水深度處理中常用的方法之一。

（9）離子沉淀塔：通過絮凝沉淀作用將水體中的大部分SS去除，上清液溢流達標排放。

（10）污泥處理：混凝氣浮池和二沉池的剩余污泥排入污泥池，污泥濃縮后經壓濾機壓成泥餅，由有相應資質的單位定期收集處理。

根據企業委托當地有資質的監測單位對各工段水質進行采樣監測結果進行分析，具體見表2。

由表2可以看出，若僅采用“一級物化+二級生化”的處理工藝，廢水中的色度、COD、SS的排放濃度均不到GB3544-2008中的排放限值要求。經高級氧化深度處理后，外排廢水中COD、BOD、NH3-N、SS、色度的濃度均符合GB3544-2008中排放標準限值要求。可見，高級氧化深度處理技術能有效去除制漿造紙綜合廢水中的COD、色度、SS等污染物，確保廢水達標排放。因此，高級氧化深度處理技術具有很強的實用價值，須進一步加大研究，并將研究成果推廣應用。

5 結論及建議

制漿造紙行業具有廢水產生量大、水質組分復雜、污染物濃度高、處理難度大等特點，僅采用“一級物化+二級生化”的處理工藝，難以確保廢水中污染物排放濃度達到GB3544-2008中標準限值要求。深度處理工藝可進一步降解廢水中難降解有機物污染物，彌補物化、生化處理工藝的不足，確保廢水穩定達標排放。因此，制漿造紙廢水深度處理工藝具有很強的實用價值，可廣泛推廣。

參考文獻

[1]萬金泉，馬邕文.造紙工業廢水處理技術及工程實例[M].北京：化學工業出版社，2008：1-2.

[2]張漢峰.淺析生物技術在造紙廢水中的應用[J].新農村（黑龍江），2012（3）：92.

[3]趙登，張安龍，羅清.制漿造紙廢水深度處理新技術[J].黑龍江造紙，2013（3）：36-39.