[01705306]水力空化-Fenton技术处理废纸制浆废水的研究

社会的进步、人类的文明使我国纸和纸板的生产量和需求量以惊人的速度持续增长着,2007年我国纸与纸板消费总量达7000万吨,位居世界第二位,仅次于美国。随着“由北向南”产业布局的调整,浙江省已成为造纸第二大省。宁波的造纸产业在“十五”和“十一五”期间保持着迅猛的发展势头,并带动着化工原辅材料以及后续加工业的迅速发展,如今已成为五大临港工业,重要的轻工产业。然而,制浆造纸工业是水污染大户,工业的发展、产业的扩大导致了废水排放量的不断增加,在环保意识不断增强和节能减排政策大力推广的今天,制浆造纸产业的发展必将受到严峻的挑战。高效、经济、环保地处理好制浆造纸废水将是其唯一的出路。 宁波市的废纸制浆比例高达90%,废纸制浆废水是宁波市制浆造纸工业的主要污染。它主要来源于废纸脱墨、洗涤、浆料净化筛选、浓缩和漂白等过程。含有大量细小纤维、无机填料、油墨和脱墨剂等污染物,并具有较深的颜色,较多的固体悬浮物,成份极其复杂,可生化性差。并含有被美国环保协会和欧盟决议列为首要污染物,具有致癌、致突变、生物积累、半衰期长的多氯联苯（PCBs）和氯代烷烃（CPs）类有毒物质[1-2]。 处理制浆造纸废水的方法常有物理法、化学法和生物法。物理法是借助物理力或机械力使废水中的污染物质得以分离的方法,其主要作用是去除那些在大小或性质方面不利于后续处理的物质,如大块漂浮物和泥沙等。物理法主要有筛虑、截留、重力分离、离心分离等,它们只能将废水中的固体污染物转移出来,对废水中溶解性PCBs和CPs的转移能力却非常有限,且存在二次污染。 化学法是利用化学反应的作用去除水中污染物的方法,其处理对象主要是废水中无机和有机的溶解物质或胶体物质。化学法通常包括中和、混凝、氧化等方法,虽然处理效果较好,但存在药剂用量大、处理费用高的缺点。常用的混凝和气浮法虽然可去除制浆造纸废水中50%-80%的可吸附有机卤素（AOX）,但存在二次污染、污泥产生量大、合成高分子絮凝剂的单体常具有毒性等问题[3]。 生物法是利用微生物在一定条件下的代谢作用,使废水中的有机物降解、稳定和无害化的处理方法。生物法包括好氧生物法和厌氧生物法,已是一种成熟的水处理技术,因为其费用低廉,常用来处理生活污水等对微生物无毒害作用的废水。但由于工业废水一般都含有对微生物有害的物质,微生物难以生长,生物工艺通常行不通。如：制浆造纸废水中的PCBs和CPs对微生物都具有毒性和抑制作用,它们会延长生物法的处理周期,而且Sorokin在《science》上的一篇报道还指出,采用生物法处理PCBs和CPs还会导致两种内分泌干扰物聚氯二苯-p-二氧（杂）芑和二苯呋喃的生成[4]。而仍处于研究阶段的生物酶技术,却只能去除35%-60%的总有机碳（TOC）,且存在价格昂贵及酶流失和失活等问题[5]。 本项目研究一种高级氧化水处理方法（Advanced Oxidation Processes）—水力空化-Fenton反应联用技术,它是一种改性Fenton工艺。该技术可将Fenton反应所具有的氧化能力强、反应速度快、条件温和、环保清洁、无二次污染等优点,与水力空化技术所具备的能量利用率高、处理量大等优点集于一身。而且在水力空化与Fenton反应之间还存在协同效应：Fenton反应产生的大量HO·可有效弥补水力空化作用产生自由基的不足,同时水力空化气泡产生的微射流又能强化Fenton反应相接触面积,加快反应速度,提高处理效果。目前,采用单一水力空化或Fenton反应处理污染物的报道有不少,但是将水力空化和Fenton反应联用的研究至今还是空白。因此,本项目通过对水力空化-Fenton技术联用工艺处理废纸制浆废水的研究,有望实现改性Fenton技术的工业化应用,若开发成功必将在废纸制浆废水及其他工业废水的处理方面得到广泛应用,而且在水源水处理、中水处理、平原河网的治理等方面也将具有广阔的应用前景。