常见物化法处理麦草浆造纸废水的经济技术指标对比

宋晓乔，华 珊，宋 斌，张伟刚

(1.西安建筑科技大学华清学院，陕西 西安 710043；2.陕西万诺建筑劳务有限公司，陕西 西安 710018；3.中联西北工程设计研究院有限公司，陕西 西安 710077)

造纸行业污染物排放量仅次于化工行业[1]，其中麦草浆造纸废水成分复杂[2-4]，单一工艺很难达标，迫切需要造纸废水处理新技术，目前多用组合工艺进行处理[5]。预与具有处理效果良好的加核絮凝法[6]组合处理麦草浆造纸废水，前期工作研究了常用的物化法处理麦草浆造纸废水最优条件，在此基础上，进行各工艺技术经济指标对比，确定出最佳工艺。

1 实验部分

1.1 实验废水

实验用水取自具有典型代表性的河南一林造纸厂麦草制浆造纸废水处理站曝气池。该厂污水处理采用Biolak工艺。从表观上看，该水样色度偏深，有恶臭味，含杂质多，水质见表1。

表1 造纸废水的各项指标

1.2 实验试剂

试验中所用到的药剂：硫酸铝、聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、助凝剂(阴，阳，非离子)、铁屑、活性炭、盐酸、硫酸、NaOH、重铬酸钾、试亚铁灵指示剂、硫酸亚铁铵、硫酸银均为分析纯。

1.3 实验仪器

DSHZ-300A旋转式恒温震荡装置、梅宇MY3000-6智能混凝试验搅拌仪、CODCr测试装置、AB104-N电子天平、UV-2000分光光度计、涌泉YQ-400空气压缩机、FSJ-220B臭氧仪等。

1.4 实验方法

1.4.1 硫酸铝混凝法

取100 mL的水样，用NaOH(浓度为10%)和稀盐酸(浓度为10%)将其pH值调节到6.0，加入1 mL浓度为10%的硫酸铝，在室温下，助凝剂种类为阳离子型PAM，浓度为0.5%的PAM用量为1 mL，用混凝仪在一定的混凝程序下进行混凝反应，具体的混凝程序见表2，水样沉淀后，取其上清液，测其CODCr，并将数据记录下来。

表2 混凝程序-1

注：“1”代表加混凝剂，“0”代表没加药。

表3 混凝程序-2

注：“1”代表加混凝剂，“0”代表没加药。

1.4.2 PAC混凝法

取100 mL的水样，用NaOH(浓度为10%)和稀盐酸(浓度为10%)将其pH值调节到6.0，加入1 mL浓度为10%的PAC，在室温下，助凝剂种类为阴离子型PAM，浓度为0.5%的PAM用量为1 mL，用混凝仪在一定的混凝程序下进行混凝反应，具体的混凝程序见表2，水样沉淀后，取其上清液，测其CODCr，并将数据记录下来。

1.4.3 PFS混凝法

取100 mL的水样，用NaOH(浓度为10%)和稀盐酸(浓度为10%)将其pH值调节到6.0，加入2 mL浓度为10%的PFS，在室温下，助凝剂种类为阴离子型PAM，浓度为0.5%的PAM用量为2 mL，用混凝仪在一定的混凝程序下进行混凝反应，具体的混凝程序见表3，水样沉淀后，取其上清液，测其CODCr，并将数据记录下来。

1.4.4 臭氧氧化法

取100 mL造纸废水的水样到1个1000 mL的量筒中，用臭氧发生器(300 mg/h)对水样进行曝气，臭氧反应时间为90 min，将反应后水样测其吸光度、色度和CODCr值，并将数据记录下来。

1.4.5 微电解法

取100 mL的造纸废水到500 mL的烧杯中，用NaOH(浓度为10%)和稀盐酸(浓度为10%)分别将三组烧杯的pH值调节到3.0，铁屑用量为40 g/L，活性炭用量为8 g/L，在磁力搅拌仪上搅拌60 min，过滤之后再用浓度为10%的NaOH将溶液中的pH值调到11.0，将溶液中的Fe2+、Fe3+等离子以Fe(OH)2和Fe(OH)3的形式沉淀下来。取其上层清液，分别测其吸光度、色度和CODCr值，并将数据记录下来。

1.4.6 活性炭吸附法

先各取100 mL的造纸废水到六个250 mL的锥形瓶中，并按顺序从1到6进行标号，按顺序分别加入活性炭0.5 g。设定参数为：振荡温度40 ℃，振荡强度160 r/min，振荡时间为1 h，沉降时间为3 h。水样沉淀后，取其上层清液，分别测其吸光度、色度和CODCr值，并将数据记录下来。

1.5 分析方法

脱色率采用分光光度法；CODCr采用重铬酸钾回流法测定。

2 实验结果与讨论

各物化法处理麦草浆造纸废水效果见表4所示。

由表4可以看出，从技术指标来看，按照去除CODCr从优到劣排序为：PFS混凝法>微电解法>硫酸铝混凝法>PAC混凝法>臭氧氧化法>活性炭法；按照去除色度从优到劣排序为：PFS混凝法>微电解法>硫酸铝混凝法>PAC混凝法>活性炭法>臭氧氧化法。所以，PFS混凝法对于麦草浆造纸废水去除效果最好。

从经济指标来看，按照价格由大到小排序有：微电解法>活性炭法>臭氧氧化法>PFS混凝法>PAC混凝法>硫酸铝混凝法。所以，硫酸铝混凝法价格最便宜。

三种混凝法与活性炭法对比，其效果较好且价格便宜，混凝法中硫酸铝法最为经济实惠，PFS处理效果最好，硫酸铝混凝法与PFS混凝法处理效果相差不大但其价格低廉；臭氧对CODCr和色度去除效果相当，与混凝法组合是常用的处理工艺，臭氧氧化法价格比活性炭便宜，但是脱色效果较差，COD去除率较活性炭稍好；微电解法其处理效果较好，但价格最贵。

预研究一套对麦草浆造纸废水处理效果好并能降低处理成本的组合新工艺，综合技术经济指标，考虑到后续与加核絮凝法组合进行处理草浆造纸废水，确定采用硫酸铝混凝法最佳。

表4 物化法经济技术指标分析一览表

3 结论

采用硫酸铝混凝法、PAC混凝法、PFS混凝法、微电解法、臭氧氧化法及活性炭法分别在其最优条件下对麦草浆造纸废水进行处理，对比其技术经济指标，最终确定采用硫酸铝混凝法与加核絮凝法组合继续进行麦草浆造纸废水深度处理。