造纸废水污染物减排新技术 宋乾武，白 璐（中国环境科学研究院工程设计中心）
1 前言 随着我国经济的高速发展，水污染日趋严重。为保护水资源，实施可持续发展战略，水污染防治势在必行。化学需氧量（COD）的减排是水污染防治的标志性指标。我国环境保护“十一五”规划中明确提出“十一五”期间全国废水COD排放总量削减10%。为了达到这一目标，水污染严重的行业必然成为治理重点。造纸工业是世界上六大污染工业之一。该行业废水排放量大，对生态造成严重破坏。据统计，2004年造纸行业废水排放量为31.9亿t，占全国工业总排放量的16.1%，其中COD的排放量为148.8万t，占全国工业废水污染物排放量的33.0%[1,2]。因此造纸行业的COD减排是十一五期间COD减排的重点之一。 造纸行业之所以成为污染大户，主要原因有几点：首先，造纸生产过程中会产生大量的污染物；第二，由于造纸废水可生化性差、水质水量变化大，常规的污水处理方法难以奏效；第三，造纸废水经过现有的常规处理工艺净化后，仍然含有较高浓度的污染物。针对以上这些问题，本文论述了制浆生产过程中污染物减排的一整套方案，即，通过木聚糖酶助漂技术，在纸浆漂白工序中减少污染物的产量；通过生物助剂强化技术，改善并稳定造纸废水生化处理工艺的处理效果；通过Fenton流化床技术，对造纸废水进行深度处理，使净化后的造纸废水能够优于排放标准排放，从而最大限度地削减污染物，减少污染物的排放量。 2 木聚糖酶AU-PE89纸浆生物助漂技术 2.1 木聚糖酶纸浆生物助漂技术的减排原理 纸浆生产过程中产生的废水主要来自纸浆漂白工序。传统的纸浆化学漂白技术是通过化学氧化剂，将残留在纸浆中的木质素通过化学反应生成溶于废水的有机化合物，从而使纸浆变白，因此漂白废水中污染物含量较高。木聚糖酶纸浆生物助漂技术是在纸浆漂白工序中加入木聚糖酶，通过微生物的作用改变纸浆的化学性质，使纸浆的纤维结构疏松，纸浆中残余木质素与脱木质素化学品反应而去除。例如，在硫酸盐法蒸煮过程中，蒸煮液中木聚糖会部分重新沉积在纤维上，这些重新沉积的木聚糖会阻碍漂白剂与残余木质素的反应。木聚糖酶分解沉积在纤维表面的木聚糖，因此使漂白剂更易与木质素反应。木聚糖酶还能破坏残余木质素中的LCC（木质素与碳水化合物复合物）的物质结构，能使其中一部分变为小分子溶出[3]，从而减少了漂白化学药品的消耗量，减少了污染物的产量。 目前，我国绝大部分造纸厂采用传统的含氯漂白和过氧化氢漂白。对这两种漂白方式，采用木聚糖酶预处理均能够明显提高纸浆的可漂性，同时降低了含氯漂剂使用量，从而降低化学浆漂白过程中CODCr和可吸附性有机卤化物（AOX）向废水中的排放量，减少对环境的污染。 2.2 工程实例 AU-PE89木聚糖酶在碱法制浆生产过程中的高温和碱性条件下可进行有效助漂。该生物酶适合于碱法麦草浆、碱法苇浆、碱法蔗渣浆、碱法杨木浆、硫酸盐桉木浆、硫酸盐马尾松等多种制浆工艺[4]。AU-PE89木聚糖酶已在国内十多家制浆造纸企业获得成功的应用。通过对采用不同制浆原料的企业使用AU-PE89木聚糖酶效果的调察，尤其是该种酶使用后对纸浆产品质量、产品单耗和污染物产生量等方面的综合分析，全面评估了AU-PE89木聚糖酶生物助漂技术的实际应用效果（见表1）。
实际生产的应用效果表明：采用AU-PE89木聚糖酶进行辅助漂白，能够明显降低漂白工段废水中CODCr和AOX的排放量，同时提高漂白浆的质量，降低能耗，提高纸浆的得率和纸机的生产效率，为企业带来了明显的经济效益。 3 生物酶助剂废水生物处理强化技术 国内在造纸废水处理中，目前广泛应用的是生物处理法，其中包括活性污泥法、生物膜法和厌氧生物法等。但是利用这些常规的生物处理法处理制浆水仍然存在处理效率低、CODCr、色度不能达标的问题。采用生物酶助剂可以有效提高这些工艺的处理效率，使处理后的出水稳定达标。 3.1 生物酶助剂废水处理原理 由于造纸废水中有机污染物浓度高、可生化性差，因此传统的生物处理系统中污泥活性差，抗冲击负荷能力弱、有机物去除率低、稳定性差，还会经常导致后续化学处理成本增高。生物酶助剂从自然界中筛选出来的、具有特定的降解功能。在废水生物处理系统中加入生物酶助剂能缩短微生物的培养驯化时间，迅速提高生物处理系统中微生物量，从而提高废水处理效率。而且，生物助剂使
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