造紙廢水處理已經成為我國造紙工業污染防治的首要任務。最理想的辦法是使造紙廢水處理后能夠部分或全部回用到生產工藝中,達到降低生產成本、減少污染、保護環境、節約用水的目的。
造紙廢水主要含有細小懸浮性纖維、造紙填料、廢紙雜質和少量果膠、蠟、糖類,以及造紙過程中添加的各類有機、無機化合物。該類廢水回用需要解決的主要問題是去除固體懸浮物(SS)和COD,在處理過程中需加入絮凝劑來提高處理效率及降低生產成本。常用的無機絮凝劑為具有陽離子電荷的低分子質量化學品,可中和污水中的負電荷粒子產生小集合體,在外力作用下很容易分散開,對COD 的去除效果不理想。此外,隨著近年來紙漿原料的多樣化、復雜化及助劑使用率的增加,造紙廢水中的有機物越來越多,僅依靠傳統處理方法很難達到國家排放標準要求,這就對絮凝劑的配方設計、合成工藝及絮凝性能提出了新的要求和挑戰。
水分散型聚合物的制備是以水為反應介質,添加少量獨特的分散穩定劑和介質分散劑,無需有機溶劑和表面活性劑的綠色反應過程。水分散型陽離子聚丙烯酰胺具有黏度小、溶解速度快、絮凝能力強等優點。與傳統的水溶膠型、乳液型、干粉型制備技術相比,水分散型技術在合成工藝、能源消耗、應用方便性及環境友好性等方面的優越性是顯而易見的。筆者以自制分散型陽離子聚丙烯酰胺為主藥劑,復配聚合氯化鋁并結合活性炭吸附處理工藝,對造紙廢水進行處理,取得了滿意效果。
1 實驗部分
1.1 藥劑及分析方法
水分散型陽離子聚丙烯酰胺(CPAM,陽離子度為35%,重均相對分子質量為8.0×107),自制;聚合氯化鋁(PAC,質量分數27%,鹽基度90%),蘇州天鴻化工有限公司生產。采用量筒式實驗方法評價絮凝效果;COD 采用重鉻酸鉀法進行測定;廢水中的有機物以分光光度法和色質聯用法進行測定。
1.2 造紙廢水水質
實驗所用造紙廢水取自杭州端星紙業有限公司,其pH 為7.38,SS 為920 mg/L,COD 為2 930 mg/L。分析結果表明,該廢水中含有馬來酸酐類聚合物和甲醛,未檢測到重金屬。
2 結果與討論
2.1 絮凝劑用量的確定
將PAC 與CPAM 復配,對造紙廢水進行處理。首先考察PAC 與CPAM 用量對絮凝效果的影響,如表1、表2 所示。


由表1 可知,當固定CPAM 用量為50 mg/L 時,隨著PAC 用量的增加,COD 去除率逐漸增加,最高可達87.6%。由表2 可見,當固定PAC 為600 mg/L時,隨CPAM 用量的增加,SS 去除率逐漸增加,最高可達97.3%。綜合實驗結果,當PAC 和CPAM 用量分別為600、50 mg/L 時,絮凝沉降時間可控制在1 min 以內,SS、COD 去除率分別為96.8%、87.5%,顯示出較好的絮凝效果。
2.2 活性炭吸附處理
由于造紙廢水固體懸浮物多、水量大,處理時間不宜過長,單純依靠化學絮凝法將COD 處理到120mg/L 以下難度較大。因此,考慮增加吸附過濾技術對廢水進行處理,以進一步降低SS 和COD。
取絮凝處理后的廢水100 mL(pH 為6.55,SS 為29 mg/L,COD 為366 mg/L),加入不同質量的活性炭,攪拌20 min 后過濾水樣,測定濾液中的SS 和COD,結果如表3 所示。由表3 可見,隨著活性炭用量的增加,SS 及COD 去除率也逐漸增加。當活性炭用量達到0.2 g后,去除率變化不大,據此確定活性炭最佳用量為0.2 g。絮凝廢水經活性炭吸附處理以后,COD 均降至100 mg/L 以下,可達到GB 8978—1996《污水綜合排放標準》二級標準要求。

3 結論
(1)采用水分散型陽離子聚丙烯酰胺與聚合氯化鋁復配對造紙廢水進行處理,具有絮凝速度快、使用方便、處理成本低等特點。具體參見http://www.bnynw.com更多相關技術文檔。
(2)對造紙廢水進行處理時,水分散型陽離子聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁的最佳投加量分別為50、600mg/L,對SS 和COD 的去除率可達到96.8%、87.5%。
(3)化學絮凝法與活性炭吸附聯用可有效降低造紙廢水的SS 和COD,最終水樣的COD 可降至100 mg/L 以下,處理效果達到GB 8978—1996 二級標準要求。


