化學(xué)原理在造紙廢水處理中的應(yīng)用
【純水設(shè)備http://】純水設(shè)備介紹了化學(xué)原理在造紙廢水處理中的應(yīng)用，討論了基于絮凝和氧化還原原理的造紙廢水的具體處理方法，探討了不同絮凝劑在絮凝法中的化學(xué)原理和應(yīng)用，并介紹了氧化還原法中的不同技術(shù)。
造紙廢水排放量大，成分復(fù)雜，特別是木質(zhì)素、半纖維素、單糖等難降解有機(jī)物含量高。它容易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，是一種高濃度的有機(jī)廢水，而且很難處理。生物降解性差，毒性高，氣味重，泡沫。[1]
根據(jù)原理，廢水處理大致可分為物理化學(xué)處理、化學(xué)處理和生物處理三種方法。本文主要討論了化學(xué)原理在造紙廢水化學(xué)反應(yīng)處理中的應(yīng)用，包括絮凝和氧化還原。
1絮凝方法
通過向廢水中添加絮凝劑，將懸浮顆?；蚰z體附著在水中形成絮凝劑，并將絮凝劑與廢水分離，去除污染物，凈化廢水?；瘜W(xué)絮凝法是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、簡單、有效的高色度、高濁度廢水處理技術(shù)。如何選擇絮凝劑對(duì)造紙廢水的處理具有重要意義。
1.1無機(jī)絮凝劑
無機(jī)絮凝劑有兩種傳統(tǒng)的無機(jī)絮凝劑和無機(jī)高分子絮凝劑。傳統(tǒng)無機(jī)絮凝劑主要是指硫酸鋁,氯化鐵,低分子量化合物,靜電力的機(jī)制作用下的金屬陽離子結(jié)合帶負(fù)電荷的膠體使膠體的表面電荷中和和擴(kuò)散層表面的膠體壓縮,安定下來由于范德華力;對(duì)聚氯化鋁(PAC)、聚磷酸鋁(PAP)等無機(jī)高分子絮凝劑進(jìn)行了進(jìn)一步的研究純水設(shè)備，以提高絮凝性能和絮凝效果。劉曉紅，嚴(yán)凱琦等制備了聚硅酸鐵(PAFSC)絮凝劑，用于造紙廢水的處理，絮凝效果良好。
1.2有機(jī)絮凝劑
有機(jī)絮凝劑是通過一系列的順序連接形成線性分子的，它們之間是共價(jià)連接的。有機(jī)絮凝劑有兩種，一種是合成聚合物，另一種是天然改性聚合物。聚丙烯酰胺(PAM)可用于有機(jī)高分子絮凝劑的合成。天然改性有機(jī)高分子絮凝劑包括淀粉衍生物、纖維素衍生物等，而絮凝劑含有大量OH-等活性基團(tuán)，性能好、價(jià)格低、易于生物降解，避免了二次污染。劉俊海等以玉米淀粉和丙烯酰胺為原料制備淀粉接枝丙烯酰胺聚合物(s-g-pam)絮凝劑，并用該絮凝劑處理造紙廢水，處理效果良好。
微生物絮凝劑也是一種天然有機(jī)高分子絮凝劑，在處理造紙廢水時(shí)高效、可生物降解、安全。微生物絮凝劑的機(jī)理如下。一是吸附架橋機(jī)理，認(rèn)為它們是通過氫鍵和離子鍵與懸浮物結(jié)合，形成較為緊密的絮凝體從而沉淀分離。二是電性中和機(jī)理，認(rèn)為帶正電的的微生物絮凝劑靠近帶負(fù)電的膠體粒子時(shí)發(fā)生正負(fù)電荷抵消，膠體本身是不穩(wěn)定的，通過兩者之間的自由碰撞和分子間作用力，他們最終形成一個(gè)整體水處理設(shè)備。最后沉淀分離。李文鵬等以微生物絮凝劑 LBF 處理造紙廢水，COD、SS、色度去除率分別為 39%、87%、71%，有較好的處理效果 [4]。
由于造紙?jiān)喜煌?，造紙廢水中的成分也很復(fù)雜，所以在選擇絮凝劑的時(shí)候要根據(jù)水質(zhì)的具體情況進(jìn)行分析。實(shí)際處理中，單一的絮凝劑具有一定的局限性，復(fù)合型絮凝劑可以進(jìn)一步提高凈水能力，在造紙廢水處理中應(yīng)用十分廣泛。
2 氧化還原法
造紙廢水的主要化學(xué)原理是氧化還原。使污染物在處理過程中被氧化或者被還原，有機(jī)物分解為無害的物質(zhì)，使污水得到處理。造紙廢水處理中常用的方法包括超臨界水氧化，濕式空氣氧化和電化學(xué)等。
2.1 超臨界水氧化法
當(dāng)水處于超臨界狀態(tài)時(shí)其基本性能會(huì)發(fā)生很多改變，進(jìn)而表現(xiàn)出類似非極性有機(jī)化合物的性質(zhì)，在這個(gè)時(shí)候水可以和有機(jī)物、氧氣等物質(zhì)互溶，有機(jī)物就能在氧氣充足的均相反應(yīng)。最后，有機(jī)物被氧化為 N2、H2O、CO2 以及其他等無害物質(zhì)。因此，超臨界水氧化法技術(shù)在分解有機(jī)物等方面具有高效，快速的優(yōu)勢，經(jīng)濟(jì)上合理，對(duì)環(huán)境有利。
該技術(shù)在歐洲、美國、日本等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)取得了很好的研究成果并應(yīng)用于造紙廢水處理中，我國仍然處于中試階段純水設(shè)備。
戴航等在一定條件下通過超臨界水反應(yīng)系統(tǒng) TOC 去除率達(dá)到將近百分之百，證明超臨界水氧化在處理造紙廢水中有很好的效果 [5]。
2.2 濕式空氣氧化法
濕式空氣氧化法（WAO）是一種廢水處理方法，在液相水存在通過高溫和高壓氧化處理液體中懸浮或溶解的有機(jī)物質(zhì)。在高溫和高壓下，使用空氣或氧氣作為氧化劑將有機(jī)物質(zhì)氧化成液相中的水蒸氣和二氧化碳以去除有機(jī)物。WAO 是 1944 年由 F.J.ZimmermannLlu 提出的。
但是，由于投資和運(yùn)營成本過高，反應(yīng)條件苛刻等問題，大規(guī)模推廣時(shí)仍存在一些的局限性。
2.3 電化學(xué)法
電化學(xué)法即利用電化學(xué)原理，利用可溶性金屬做電極，通電之后可溶性金屬電極在水中產(chǎn)生金屬離子的水解，聚合，生成一系列起凝聚作用的水解產(chǎn)物，并且通過氧化還原反應(yīng)，破壞有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，水處理設(shè)備去除其生物毒性。廢水的電化學(xué)處理具有多種功能，具有體積小，占地面積小，操作靈活等優(yōu)點(diǎn)，但需要大量電能和高成本。
時(shí)峰等人利用電化學(xué)的相關(guān)組合工藝的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，COD，色度，氨氮達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn) [6]。
化學(xué)方法在造紙廢水處理中起著重要的作用，但造紙廢水的成分比較復(fù)雜，處理的難度比較大，僅僅使用一種方法很難達(dá)到預(yù)期的處理效果。這需要在實(shí)際造紙廢水處理過程中將化學(xué)方法與物理方法，生物方法等相結(jié)合，充分考慮各種處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)具體的生產(chǎn)狀況，選擇最佳的處理方案，實(shí)現(xiàn)實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。蘇州皙全皙全純水設(shè)備公司可根據(jù)客戶要求制作各種流量的純水設(shè)備，超純水設(shè)備及純水設(shè)備，水處理設(shè)備和去離子水設(shè)備。
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