造纸废水特点及常见处理工艺
造纸废水特点及常见处理工艺
1、造纸废水特点
造纸生产废水中含有大量的有机污染物和有毒有害物质，是一种危害很大的工业废水，因此，世界各国都致力于研究解决该种废水的污染问题。近年来这方面的研究受到了人们的普遍重视。但由于造纸废水的成份复杂，变化多样，处理难度较大，目前的工艺技术还有待进一步提高。因此，寻求可在实际工程中大规模推广应用的，经济而有效的造纸废水治理工艺及方法，特别是废水的综合处理与利用方法，一直是国内外研究部门和使用部门的努力方向。
目前人们试验研究和工程实践的废水处理方法很多，归纳起来主要有生物处理法、化学处理法和物理处理法等三大类。在生物处理法中，主要有好氧法和厌氧法；在化学处理法中，主要有混凝沉淀法和化学氧化法；在物理处理法中，主要有沉淀过滤法和超滤法。这些方法有些已在实际工程中采用，或单独使用或多种方法联用。它们各具特色，但实践结果表明，相比较而言，以生物法为主的方法来处理造纸废水则更胜一筹，因此，在实际工程中采用以生物法为主的工艺技术居多。
我国对造纸废水处理的研究和工程实践虽然起步较晚，但进展很快，不仅采用了传统的废水处理方法，而且也实践了一些近年来出现的一些变种的生物处理方法。一些造纸厂、大专院校和研究部门，对深井曝气法、厌氧生物法、生物流化床法、氧化沟法、普通活性污泥法、生物接触氧化法、CASS法、SBR法、化学混凝沉淀法、气浮法、化学氧化法、灰渣过滤法、膜分离法等多种废水处理工艺以及联合废水处理工艺，进行了小试或中试研究，有些研究成果进行了生产性试验研究，部分在实际工程中得到了应用。这些废水处理方法各有不同的优缺点，但总体看，采用多种方法联合的处理工艺，其实用性和经济性更好些。
近年来，在常规的连续流活性污泥生物处理法和间歇性活性污泥生物处理法的基础上，涌现出许多新型的污水处理工艺（CAST、ICEAS、UNITANK、DAT-IAT、MSBR、BAF、UASB、AF、IC、EGSB、UFB、UBF等），显示出不同的工艺特性，也具有不同的适应条件和优缺点。
从工程应用的现状看，好氧法应用的最为广泛，运行也最为稳定，但是能耗较高；厌氧法停留时间较长，占地面积大，但运行费用较低，并且可以回收能源。
近年来出现的多种复合式生物处理法表现出强大的生命力。
2、常见处理工艺
（1）废水处理基本工艺
多年的实验研究与工程实践结果表明，对于造纸废水，采用以生物处理为主的联合处理工艺是可行的。在联合处理工艺中，主要有厌氧生物处理—好氧生物处理组合。
综合看，以厌氧生物处理—好氧生物处理为主的组合工艺，突出的特点是运行费用较低，并可回收能源，缺点是操作条件要求高；以化学处理—好氧生物处理组合工艺，运行稳定性比较好，操作管理相对简单，但由于主要采用曝气氧化的方式降解有机物，因此，能量消耗较大，运行费用较高。
（2）厌氧生物处理工艺
厌氧生物处理工艺是近年来发展较快的废水处理技术，尤其是新型厌氧反应器的出现，提高了厌氧反应器中的微生物量和生物活性，改善了传质条件并强化了传质过程，突破了HRT长、容积负荷低的障碍，使得厌氧处理工艺迅速推广应用。厌氧法具有能耗低、对营养物质需求量少，对POPs物质降解效率高和剩余污泥少等特点，特别适合于高浓度难生物降解有机废水的处理，并且可以回收产生的沼气资源，运行成本较低。此外，近年来，人们除了重视中温厌氧技术外，对常温厌氧也进行了较多的研究，取得了令人满意的研究成果。
近年来出现的典型新型厌氧反应器有：AF、UASB、AFBR、UBF、EGSB、IC等。这些新型厌氧反应器主要是通过微生物生长形式的变化、布局的不同以及气水的提升作用来达到高效、稳定和广谱的目的，但也各有其优缺点：
● AF反应器：采用微生物固定生长形式，污泥量比较大，对难降解物质去除效果好，但工程投资较大；
● UASB反应器：具有高活性的颗粒污泥，启动比较快，效率高，但运行的有效空间有限；
● AFBR反应器：微生物呈现流化悬浮状，生物量大，空间利用率高，效率高，但运行稳定性差；
● UBF反应器：微生物为固定与悬浮相结合的形式存在于反应器中，颗粒与附着污泥并存，稳定比较好，但构造相对复杂；
● EGSB反应器：污泥在反应器为膨胀悬浮状，生物量较大，空间利用率高，效率高，但是运行状态的控制要求较高；
● IC反应器：该反应器采用气体内循环，具有生物量大，占地小和容积负荷率高的特点，但对难生物降解物质的处理效果较差。
此外，近年来在上述厌氧反应器的基础上，人们进行了多项改进，形成了多种改进型，即保留了原型厌氧反应器的特色，又弥补了原型厌氧反应器的不足。
（3）好氧生物处理工艺
好氧生物处理工艺近年来出现了一些新工艺，尤其在SBR法的基础上发展起来的一些方法（CASS法、CAST法等）受到了人们的关注。为了克服间歇式运行的一些弊病，人们研究了UNITANK法、DAT-IAT法等一些既具有间歇式活性污泥法的特点，又可以连续稳定运行的处理工艺。此外，BAF工艺、复合式生物处理工艺等也表现出良好的运行结果。
● SBR工艺：活性污泥在一个池子内进行生物降解反应和泥水分离（由充水、曝气、沉淀、排水、闲置等过程组成一个周期，循环重复），不需要污泥回流设施，运行方式灵活，比较适合于小水量，且水量和水质不稳定的情况，但需要多个池子为一组，以使整个系统连续进水。
● CASS工艺：本废水处理工艺是SBR工艺的基础上增加了污泥回流装置，并增加了生物选择器。该工艺可以适应较高浓度的废水处理，运行更为稳定，但工艺过程控制较复杂，同样需要多个池子为一组，以使系统连续进水。
● UNTANK工艺：本处理工艺的最基本单元是一个被分成三格的矩形反应池，中间池始终处于曝气状态，两侧池交替做沉淀池和曝气池，不需要回流污泥系统和独立的二沉池，可使系统内各池污泥浓度保持较高的数值，该池可连续进水。但该工艺控制系统要求较高，控制系统较复杂。
● BAF工艺：该工艺通常以陶粒作为生物的载体，采用曝气形式供氧，具有生物接触面积大、供氧条件好、对悬浮物和有机物去除效果好的特点，但需要反冲洗系统，操作较麻烦。
● 复合式生物处理工艺：各种新型的好氧生物处理法都表现出显著的优点，但也存在着明显的缺点，因此，人们在实际工程中通常将生物处理工艺作成复合式，该工艺集中了悬浮生长法效率高的特点，发挥了固定生长法稳定广谱的长处。但工
艺流程较复杂。
（4）化学处理工艺
化学处理工艺比较简单，主要是通过加药（无机类、有机类）的形式来进行混凝、中和、氧化、还原等化学反应，具有运行灵活性大、适应范围广、工艺简单和运行稳定的特点，常被用来做废水的预处理或后续深度处理。但是采用化学处理工艺时，如果投药量较大则运行成本较高。
在造纸废水处理工程中，不仅要注重采用先进的工艺技术，而且要充分结合实际情况，因地制宜地选择可行和可靠的工程方案。这样才能使先进的工艺具有可操作性和可实现性，进而发挥出最佳的技术性能。
近来，为了深入了解废水水量和水质的变化情况，哈尔滨工业大学技术人员与工厂技术人员一起进行了废水水质和水量的实测，并且进行了补充试验。从试验研究结果看，造纸废水，尤其是高浓度造纸废水，处理难度是比较大的，各种处理方法都有其优缺点和适用性。综合技术经济指标，采用生物处理为主的废水处理工艺是比较适宜和现实的。