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摘要：工业造纸产生的废水水质成分复杂，所含污染物浓度高，需要采用深度处理工艺对其进行有效处理。本文结合具体工程实例，从造纸废水的现状入手，通过进行造纸废水深度处理实验，对造纸废水生化性及生化处理效果进行研究分析，以期为有关方面提供参考借鉴。
关键词：造纸废水；深度处理；效果；成本
在造纸工业进行造纸生产过程中，其废水排放量及COD排放量较高，如不按规定进行处理排放，将导致环境出现一系列的污染问题，因此造纸工业废水处理成为了工业废水处理的重要研究课题之一。针对于多种不同的废水处理方式，下面主要介绍基于混凝气浮和生化或化学处理相结合的深度处理组合工艺，重点分析其工艺废水处理效果及成本，以选择最具处理效果的造纸废水处理工艺，达到废水排放的标准要求，从而促进造纸工业生产与社会环境的和谐发展。
1 材料及方法
1.1 造纸废水现状
实验处理造纸厂污水水质见表1。出水要求达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》GB3544-2008的新建企业水污染物排放限值要求（其中COD和氨氮执行特别排放限值）。
1.2 实验方法
通过微生物好氧利用速率（OUR）探究废水的生化性，分析出水中可降解性COD和难降解性COD组分，同时采用0.45μm滤膜过滤废水后测定溶解性COD，为进行生化处理提供数据支持。
采用处理量为400m3/d的混凝气浮、活性污泥法（A2O工艺）和二沉池组合工艺，开展中试废水生化处理研究，考察废水生化处理性能。实验过程中在混凝气浮池中投加浓度为0.2%的PAM以强化废水中颗粒态污染物的去除效率，废水经过混凝气浮池后直接进入生化池进行生化处理，生化池内污泥浓度约为3500mg/L，厌氧池、缺氧池和好氧池水利停留时间分别为3h、3h和10h，污泥内回流控制在200%，外回流在100%。
废水经过生化处理后进行臭氧氧化、活性炭吸附和DF膜过滤深度处理实验研究，探究深度處理效果，同时对活性炭吸附和DF膜过滤深度处理的成本进行分析，为选择最优废水处理工艺提供参考。
1.3 分析方法
实验过程中COD、BOD5、TN、NH4+-N、TP、SS、镉、六价铬、锰浓度的测定均采用国家标准方法，pH测定利用WTW的pH3110便携式测定仪现场测定。
2 结果与讨论
2.1 造纸废水可生化性分析
取污水处理厂好氧区污泥1L，进行曝气处理24h，并利用蒸馏水冲洗污泥2?3次，去除污泥表面附着的有机物，清洗完后曝气使微生物处于内源呼吸状态。取造纸厂出水500mL，分别加入以上处理过的污泥中，同时加入20mg/L丙烯基硫脲（ATU）；对其进行曝气，测定OUR变化直到微生物再次进入内源呼吸状态，同时采样分析实验前后COD，OUR曲线如图1所示。
经曝气处理后，实验前后COD分别为5430mg/L和486mg/L。生化后的造纸厂废水COD为384mg/L，实验后COD为248mg/L。因此，造纸废水中约有90%的可降解性有机物和10%不可降解有机物；生化处理后的造纸废水生化性较差，仅有约25%为可降解有机物，其中大部分为不可降解有机物。
2.2 造纸废水生化处理效果分析
造纸废水经过混凝气浮和生化处理后的出水COD为290.5mg/L，TN、NH4+-N、TP、SS质量浓度分别为10.39、1.504、2.45、63.5mg/L。经生化处理后，出水水质得到很大程度的改善，但出水中的COD、TP和SS还需进一步处理才能达到GB3544-2008的限值要求。
2.3 污水处理厂出水臭氧、膜及活性炭实验
2.3.1 臭氧氧化
取生化处理后二沉池10L造纸废水，通入70%的臭氧（O3）对废水进行臭氧氧化，同时每5min取样测定COD和色度。实验持续1h，结果如图2所示。臭氧对COD的去除效率较低，仅从139mg/L降低到120mg/L，去除率约为13.7%。臭氧对色度的去除效果较好，色度随着臭氧氧化时间的增加而不断降低，当废水与臭氧接触时间为30min后色度基本维持在15倍（达到GB3544-2008的限值要求）。
2.3.2 DF膜过滤
使用DF30膜对生化后二沉池出水进行膜过滤处理，探究膜过滤对废水的处理效果。研究过程中测定COD和TP，同时测定不同回收率下的膜通量和脱盐率。生化处理后造纸废水COD为88.8mg/L，TP质量浓度为1.7mg/L，膜出水具体数据见表2。DF30在0.35MPa压力下进行，回收率为15%，系统回收率通过浓水回流实现。
由表2可知，DF膜过滤能够有效降低废水中COD和TP，对COD和TP去除率分别大于80%及85%。出水水质稳定达到GB3544-2008的限值要求。随着系统回收率的增加出水污染物浓度出现先减少后增加的趋势，说明系统回收率在90%时为最优状态。
2.3.3 活性炭吸附
生物活性炭深度处理是指采取活性炭吸附，并利用活性炭表面生长微生物的生物降解作用，完成对水中有机污染物的有效去除。活性炭去除有机污染物的机理是，活性炭具有发达空隙结构和巨大比表面积，其中由微孔构成内表面积约占总表面积90%以上，所以COD、TP和SS主要靠微孔吸附作用去除。实验过程中，颗粒态活性炭工艺水力停留时间（HRT）为30min，结果表明，COD、TP和SS经活性炭吸附后去除率分别为53.58%、48.8%和67%，具有一定的去除效果。但出水TP不能达到GB3544-2008的限值要求。若处理数量和水质波动较大时，存在水质超标风险。
2.4 不同深度处理成本分析
造纸厂废水SS浓度较高，可先利用混凝气浮去除部分颗粒态的污染物。废水具有较好的可生化性、pH为6.9且出水不存在危害微生物的物质，故可采用活性污泥法对废水进行处理。经生化处理后出水水质仍达到GB3544-2008的限值要求。利用DF膜和活性炭吸附进行进一步深度处理，2种深度处理成本见表3。
按处理量为5000m3/d的成本计算，活性炭和DF膜处理综合成本分别约为0.399元/m3和0.838元/m3。DF膜的处理成本约为活性炭吸附的2.1倍。
3 实验总结
（1）废纸造纸厂出水COD和BOD5平均为5610mg/L和3270mg/L，TN、NH4+-N、TP、SS平均质量浓度及色度为32.4、12.7、3.05、1165mg/L及206倍。BOD5/COD、C/N和C/P比分别为0.55、100.9和1072，pH为6.9。废水中可降解COD和不可降解COD组分分别占90%和10%，废水适用于活性污泥法进行处理。
（2）废水经生化处理后污染物浓度有很大程度的降低，但仍然不能达到GB3544-2008的限值要求。利用臭氧、DF膜及活性炭进行三级处理发现，臭氧效果对COD的去处效果较差，仅为13.7%，对色度去除效果较好；DF对COD和TP去除率分别为80%及85%，出水水质稳定达到GB3544-2008的限值要求；活性炭对COD、TP和SS有一定的去处效果，但未能达到要求。
（3）DF膜的处理成本约为活性炭吸附的2.1倍。
4 结语
综上所述，根据以上对造纸废水的处理试验可得，该废水处理工艺结合多种技术方法，对废水进行深度处理，使其达到排放标准，经处理效果分析可得，应根据废水水质进行处理方法选择，针对性地进行废水深度处理，通过对该工艺技术的进一步完善，可在同类处理项目中予以應用。
参考文献
[1]赖旭情.制浆造纸废水深度处理新技术分析[J].科技创新与应用.2016（10）.
[2]董亚荣.造纸废水深度处理技术现状及应用案例探析[J].河北能源职业技术学院学报.2016（01）.
关键词：造纸废水；深度处理；效果；成本
在造纸工业进行造纸生产过程中，其废水排放量及COD排放量较高，如不按规定进行处理排放，将导致环境出现一系列的污染问题，因此造纸工业废水处理成为了工业废水处理的重要研究课题之一。针对于多种不同的废水处理方式，下面主要介绍基于混凝气浮和生化或化学处理相结合的深度处理组合工艺，重点分析其工艺废水处理效果及成本，以选择最具处理效果的造纸废水处理工艺，达到废水排放的标准要求，从而促进造纸工业生产与社会环境的和谐发展。
1 材料及方法
1.1 造纸废水现状
实验处理造纸厂污水水质见表1。出水要求达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》GB3544-2008的新建企业水污染物排放限值要求（其中COD和氨氮执行特别排放限值）。
1.2 实验方法
通过微生物好氧利用速率（OUR）探究废水的生化性，分析出水中可降解性COD和难降解性COD组分，同时采用0.45μm滤膜过滤废水后测定溶解性COD，为进行生化处理提供数据支持。
采用处理量为400m3/d的混凝气浮、活性污泥法（A2O工艺）和二沉池组合工艺，开展中试废水生化处理研究，考察废水生化处理性能。实验过程中在混凝气浮池中投加浓度为0.2%的PAM以强化废水中颗粒态污染物的去除效率，废水经过混凝气浮池后直接进入生化池进行生化处理，生化池内污泥浓度约为3500mg/L，厌氧池、缺氧池和好氧池水利停留时间分别为3h、3h和10h，污泥内回流控制在200%，外回流在100%。
废水经过生化处理后进行臭氧氧化、活性炭吸附和DF膜过滤深度处理实验研究，探究深度處理效果，同时对活性炭吸附和DF膜过滤深度处理的成本进行分析，为选择最优废水处理工艺提供参考。
1.3 分析方法
实验过程中COD、BOD5、TN、NH4+-N、TP、SS、镉、六价铬、锰浓度的测定均采用国家标准方法，pH测定利用WTW的pH3110便携式测定仪现场测定。
2 结果与讨论
2.1 造纸废水可生化性分析
取污水处理厂好氧区污泥1L，进行曝气处理24h，并利用蒸馏水冲洗污泥2?3次，去除污泥表面附着的有机物，清洗完后曝气使微生物处于内源呼吸状态。取造纸厂出水500mL，分别加入以上处理过的污泥中，同时加入20mg/L丙烯基硫脲（ATU）；对其进行曝气，测定OUR变化直到微生物再次进入内源呼吸状态，同时采样分析实验前后COD，OUR曲线如图1所示。
经曝气处理后，实验前后COD分别为5430mg/L和486mg/L。生化后的造纸厂废水COD为384mg/L，实验后COD为248mg/L。因此，造纸废水中约有90%的可降解性有机物和10%不可降解有机物；生化处理后的造纸废水生化性较差，仅有约25%为可降解有机物，其中大部分为不可降解有机物。
2.2 造纸废水生化处理效果分析
造纸废水经过混凝气浮和生化处理后的出水COD为290.5mg/L，TN、NH4+-N、TP、SS质量浓度分别为10.39、1.504、2.45、63.5mg/L。经生化处理后，出水水质得到很大程度的改善，但出水中的COD、TP和SS还需进一步处理才能达到GB3544-2008的限值要求。
2.3 污水处理厂出水臭氧、膜及活性炭实验
2.3.1 臭氧氧化
取生化处理后二沉池10L造纸废水，通入70%的臭氧（O3）对废水进行臭氧氧化，同时每5min取样测定COD和色度。实验持续1h，结果如图2所示。臭氧对COD的去除效率较低，仅从139mg/L降低到120mg/L，去除率约为13.7%。臭氧对色度的去除效果较好，色度随着臭氧氧化时间的增加而不断降低，当废水与臭氧接触时间为30min后色度基本维持在15倍（达到GB3544-2008的限值要求）。
2.3.2 DF膜过滤
使用DF30膜对生化后二沉池出水进行膜过滤处理，探究膜过滤对废水的处理效果。研究过程中测定COD和TP，同时测定不同回收率下的膜通量和脱盐率。生化处理后造纸废水COD为88.8mg/L，TP质量浓度为1.7mg/L，膜出水具体数据见表2。DF30在0.35MPa压力下进行，回收率为15%，系统回收率通过浓水回流实现。
由表2可知，DF膜过滤能够有效降低废水中COD和TP，对COD和TP去除率分别大于80%及85%。出水水质稳定达到GB3544-2008的限值要求。随着系统回收率的增加出水污染物浓度出现先减少后增加的趋势，说明系统回收率在90%时为最优状态。
2.3.3 活性炭吸附
生物活性炭深度处理是指采取活性炭吸附，并利用活性炭表面生长微生物的生物降解作用，完成对水中有机污染物的有效去除。活性炭去除有机污染物的机理是，活性炭具有发达空隙结构和巨大比表面积，其中由微孔构成内表面积约占总表面积90%以上，所以COD、TP和SS主要靠微孔吸附作用去除。实验过程中，颗粒态活性炭工艺水力停留时间（HRT）为30min，结果表明，COD、TP和SS经活性炭吸附后去除率分别为53.58%、48.8%和67%，具有一定的去除效果。但出水TP不能达到GB3544-2008的限值要求。若处理数量和水质波动较大时，存在水质超标风险。
2.4 不同深度处理成本分析
造纸厂废水SS浓度较高，可先利用混凝气浮去除部分颗粒态的污染物。废水具有较好的可生化性、pH为6.9且出水不存在危害微生物的物质，故可采用活性污泥法对废水进行处理。经生化处理后出水水质仍达到GB3544-2008的限值要求。利用DF膜和活性炭吸附进行进一步深度处理，2种深度处理成本见表3。
按处理量为5000m3/d的成本计算，活性炭和DF膜处理综合成本分别约为0.399元/m3和0.838元/m3。DF膜的处理成本约为活性炭吸附的2.1倍。
3 实验总结
（1）废纸造纸厂出水COD和BOD5平均为5610mg/L和3270mg/L，TN、NH4+-N、TP、SS平均质量浓度及色度为32.4、12.7、3.05、1165mg/L及206倍。BOD5/COD、C/N和C/P比分别为0.55、100.9和1072，pH为6.9。废水中可降解COD和不可降解COD组分分别占90%和10%，废水适用于活性污泥法进行处理。
（2）废水经生化处理后污染物浓度有很大程度的降低，但仍然不能达到GB3544-2008的限值要求。利用臭氧、DF膜及活性炭进行三级处理发现，臭氧效果对COD的去处效果较差，仅为13.7%，对色度去除效果较好；DF对COD和TP去除率分别为80%及85%，出水水质稳定达到GB3544-2008的限值要求；活性炭对COD、TP和SS有一定的去处效果，但未能达到要求。
（3）DF膜的处理成本约为活性炭吸附的2.1倍。
4 结语
综上所述，根据以上对造纸废水的处理试验可得，该废水处理工艺结合多种技术方法，对废水进行深度处理，使其达到排放标准，经处理效果分析可得，应根据废水水质进行处理方法选择，针对性地进行废水深度处理，通过对该工艺技术的进一步完善，可在同类处理项目中予以應用。
参考文献
[1]赖旭情.制浆造纸废水深度处理新技术分析[J].科技创新与应用.2016（10）.
[2]董亚荣.造纸废水深度处理技术现状及应用案例探析[J].河北能源职业技术学院学报.2016（01）.