多種強化混凝技術在制漿造紙廢水深度處理中的應用探討
摘 要:通過對多種制漿造紙廢水實驗和工程實踐以及國內外文獻的調研認為：強化混凝技術更符合我國國情和大規模推廣應用的可行性。對高效溶氣氣浮、粉末活性炭強化混凝、加載混凝磁分離等3種強化混凝工藝進行了較深入的探討，以期對制漿造紙廢水的深度處理提出合理、可行的工藝路線。
關鍵詞:制漿造紙廢水；強化混凝；深度處理
與舊標準相比，制漿造紙工業水污染物排放標準(GB 3544--2008)對制漿造紙企業的排水水質提出了更高的要求，其新舊標準對比見表1。由于此前的建設項目中.對出水水質的要求不高，相應的處理技術更多地集中在二級生物處理階段，因此缺乏對深度處理及后處理的了解和經驗。針對這種情況，筆者綜述了制漿造紙廢水在深度處理后的適宜工藝路線，以解決目前的技術瓶頸。
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1 深度處理制漿造紙廢水的技術
1.1化學混凝+沉淀/過濾
向生物處理的出水中投加聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)使水中懸浮和膠體態的污染物失穩凝聚為較大顆粒后，再采用沉淀/過濾等方式將其去除的方法是目前在世界范圍內應用范圍較廣、運行操作較為成熟的經典深度處理技術，但該方法對污染物質的去除效率受到一定局限，很難滿足越來越嚴格的出水標準[1] 。
齊瑞平等[2]采用鐵炭微電解技術，通過電場作用使帶電的膠體粒子脫穩聚集而沉降。該方法是使Fe2+在一定的堿度條件下，被氧化成Fe3+ ，從而產生有效的絮凝作用。
1.2 高級氧化工藝
高級氧化工藝是用氧化劑去除水中殘存的未降解污染物(多為溶解性物質)。常用的氧化劑包括Fenton試劑(Fe2+ +H2O2)、臭氧催化氧化等[1.3] 。崔玉民等[4]以TiO2、WO3/a-Fe2O3/w等為催化劑，對采用光催化法處理造紙廢水進行了研究,雖然在優化條件下獲得了較好的COD去除率,但該法工程造價非常高。
1.3 活性炭過濾
采用活性炭過濾法，短時間內可獲得很高的COD去除率，但活性炭頻繁更換使得該法運行費用極為昂貴，制約了其應用[1.5] 。
1.4 膜處理
目前，國內外對膜處理都有研究，但國內應用條件并不成熟。特別是制漿造紙廢水對膜系統運行性能和壽命的影響，還未出現有說服力的數據[6] 。國外部分學者認為該方法的運行能耗較大[7] 。
由于高級氧化、活性炭過濾、膜處理工藝在我國制漿造紙領域的應用受到經濟可行性的影響，目前不適合大規模工程實踐。而強化混凝工藝工程造價相對較為低廉，因此其在制漿造紙廢水處理領域的推廣應用更值得研究討論。
2 強化混凝工藝探討
在混凝過程中，混凝劑投加量對處理效果的影響很大。在不同工程中PAC投加質量濃度約為200～1500mg/L，而PAM投加質量濃度一般只有2～5mg/L。其藥劑成本多在0.1元/m3左右，不會對運行成本帶來很大影響。單純的混凝沉淀/過濾工藝的藥劑費用達2.5元/m3左右，仍很難滿足新標準的出水要求。而采用強化混凝工藝處理廢水，在對混凝作用的強化過程中，既節省了混凝劑的投加量，又達到更優的出水效果，滿足新標準的要求，這使得強化混凝工藝在制漿造紙廢水深度處理中的應用更具可行性和現實意義，筆者對幾種強化混凝工藝進行了探討。
2.1 高效溶氣氣浮工藝
高效溶氣氣浮(HDAF)工藝是集絮凝、氣浮、撇渣、刮泥于一體的水處理裝置。其主要結構單元特點：
(1) 空氣溶解系統——采用特殊的高頻切割技術，利用離心力和微米級空氣噴射系統，使溶氣水濃度僅在幾秒內達到理論最大值、且無濃度梯度，從而保證大規模微氣泡的生成。
(2) 微氣泡制造系統——采用快速相分離裝置，使溶氣水中水分子和空氣分子兩個相在微秒時間內向不同方向高速運動分離，并在瞬間聚集形成均勻的帶電荷微氣泡．從而在溶氣量相同條件下使氣泡密度呈幾何級數量增加。
(3) 接觸反應室——設計中應用了“淺池理論”及“零速原理” [8] ，保證非常短的停留時間，強制定向布水，靜態進出水。
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