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造紙廢水污染物減排新技術 宋乾武，白 璐（中國環境科學研究院工程設計中心）
1 前言 隨著我國經濟的高速發展，水污染日趨嚴重。為保護水資源，實施可持續發展戰略，水污染防治勢在必行?；瘜W需氧量（COD）的減排是水污染防治的標志性指標。我國環境保護“十一五”規劃中明確提出“十一五”期間全國廢水COD排放總量削減10%。為了達到這一目標，水污染嚴重的行業必然成為治理重點。造紙工業是世界上六大污染工業之一。該行業廢水排放量大，對生態造成嚴重破壞。據統計，2004年造紙行業廢水排放量為31.9億t，占全國工業總排放量的16.1%，其中COD的排放量為148.8萬t，占全國工業廢水污染物排放量的33.0%[1,2]。因此造紙行業的COD減排是十一五期間COD減排的重點之一。 造紙行業之所以成為污染大戶，主要原因有幾點：首先，造紙生產過程中會產生大量的污染物；第二，由于造紙廢水可生化性差、水質水量變化大，常規的污水處理方法難以奏效；第三，造紙廢水經過現有的常規處理工藝凈化后，仍然含有較高濃度的污染物。針對以上這些問題，本文論述了制漿生產過程中污染物減排的一整套方案，即，通過木聚糖酶助漂技術，在紙漿漂白工序中減少污染物的產量；通過生物助劑強化技術，改善并穩定造紙廢水生化處理工藝的處理效果；通過Fenton流化床技術，對造紙廢水進行深度處理，使凈化后的造紙廢水能夠優于排放標準排放，從而最大限度地削減污染物，減少污染物的排放量。 2 木聚糖酶AU-PE89紙漿生物助漂技術 2.1 木聚糖酶紙漿生物助漂技術的減排原理 紙漿生產過程中產生的廢水主要來自紙漿漂白工序。傳統的紙漿化學漂白技術是通過化學氧化劑，將殘留在紙漿中的木質素通過化學反應生成溶于廢水的有機化合物，從而使紙漿變白，因此漂白廢水中污染物含量較高。木聚糖酶紙漿生物助漂技術是在紙漿漂白工序中加入木聚糖酶，通過微生物的作用改變紙漿的化學性質，使紙漿的纖維結構疏松，紙漿中殘余木質素與脫木質素化學品反應而去除。例如，在硫酸鹽法蒸煮過程中，蒸煮液中木聚糖會部分重新沉積在纖維上，這些重新沉積的木聚糖會阻礙漂白劑與殘余木質素的反應。木聚糖酶分解沉積在纖維表面的木聚糖，因此使漂白劑更易與木質素反應。木聚糖酶還能破壞殘余木質素中的LCC（木質素與碳水化合物復合物）的物質結構，能使其中一部分變為小分子溶出[3]，從而減少了漂白化學藥品的消耗量，減少了污染物的產量。 目前，我國絕大部分造紙廠采用傳統的含氯漂白和過氧化氫漂白。對這兩種漂白方式，采用木聚糖酶預處理均能夠明顯提高紙漿的可漂性，同時降低了含氯漂劑使用量，從而降低化學漿漂白過程中CODCr和可吸附性有機鹵化物（AOX）向廢水中的排放量，減少對環境的污染。 2.2 工程實例 AU-PE89木聚糖酶在堿法制漿生產過程中的高溫和堿性條件下可進行有效助漂。該生物酶適合于堿法麥草漿、堿法葦漿、堿法蔗渣漿、堿法楊木漿、硫酸鹽桉木漿、硫酸鹽馬尾松等多種制漿工藝[4]。AU-PE89木聚糖酶已在國內十多家制漿造紙企業獲得成功的應用。通過對采用不同制漿原料的企業使用AU-PE89木聚糖酶效果的調察，尤其是該種酶使用后對紙漿產品質量、產品單耗和污染物產生量等方面的綜合分析，全面評估了AU-PE89木聚糖酶生物助漂技術的實際應用效果（見表1）。
實際生產的應用效果表明：采用AU-PE89木聚糖酶進行輔助漂白，能夠明顯降低漂白工段廢水中CODCr和AOX的排放量，同時提高漂白漿的質量，降低能耗，提高紙漿的得率和紙機的生產效率，為企業帶來了明顯的經濟效益。 3 生物酶助劑廢水生物處理強化技術 國內在造紙廢水處理中，目前廣泛應用的是生物處理法，其中包括活性污泥法、生物膜法和厭氧生物法等。但是利用這些常規的生物處理法處理制漿水仍然存在處理效率低、CODCr、色度不能達標的問題。采用生物酶助劑可以有效提高這些工藝的處理效率，使處理后的出水穩定達標。 3.1 生物酶助劑廢水處理原理 由于造紙廢水中有機污染物濃度高、可生化性差，因此傳統的生物處理系統中污泥活性差，抗沖擊負荷能力弱、有機物去除率低、穩定性差，還會經常導致后續化學處理成本增高。生物酶助劑從自然界中篩選出來的、具有特定的降解功能。在廢水生物處理系統中加入生物酶助劑能縮短微生物的培養馴化時間，迅速提高生物處理系統中微生物量，從而提高廢水處理效率。而且，生物助劑使
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