模拟造纸废水

『壹』 A/O法小型生活污水处理站的厌氧调节池的工作原理

一般来说，废水中复杂有机物物料比较多，通过厌氧分解分四个阶段加以降解： （1）水解阶段：高分子有机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。 （2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。 （3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。 （4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。 再上述四个阶段中，有人认为第二个阶段和第三个阶段可以分为一个阶段，在这两个阶段的反应是在同一类细菌体类完成的。前三个阶段的反应速度很快，如果用莫诺方程来模拟前三个阶段的反应速率的话，Ks（半速率常数）可以在50mg/l以下，μ可以达到5KgCOD/KgMLSS.d。而第四个反应阶段通常很慢，同时也是最为重要的反应过程，在前面几个阶段中，废水的中污染物质只是形态上发生变化，COD几乎没有什么去除，只是在第四个阶段中污染物质变成甲烷等气体，使废水中COD大幅度下降。同时在第四个阶段产生大量的碱度这与前三个阶段产生的有机酸相平衡，维持废水中的PH稳定，保证反应的连续进行。 三 水解反应 水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化成简单的溶解性单体和二聚体的过程。水解反应针对不同的废水类型差别很大，这要取决于胞外酶能否有效的接触到底物。因此，大的颗粒比小颗粒底物要难降解很多，比如造纸废水、印染废水和制药废水的木质素、大分子纤维素就很难水解。 水解速度的可由以下动力学方程加以描述： ρ=ρo/(1+Kh.T) ρ ——可降解的非溶解性底物浓度（g/l）； ρo———非溶解性底物的初始浓度（g/l）； Kh——水解常数（d－1）； T——停留时间（d）。 一般来说，影响Kh的因素很多，很难确定一个特定的方程来求解Kh，但我们可以根据一些特定条件的Kh，反推导出水解反应器的容积和最佳反应条件。在实际工程实施中，有条件的话，最好针对要处理的废水作一些Kh的测试工作。通过对国内外一些报道的研究，提出在低温下水解对脂肪和蛋白质的降解速率非常慢，这个时候，可以不考虑厌氧处理方式。对于生活污水来说，在温度15的情况下，Kh=0.2左右。但在水解阶段我们不需要过多的COD去除效果，而且在一个反应器中你很难严格的把厌氧反应的几个阶段区分开来，一旦停留时间过长，对工程的经济性就不太实用。如果就单独的水解反应针对生活污水来说，COD可以控制到0.1的去除效果就可以了。 把这些参数和给定的条件代入到水解动力学方程中，可以得到停留水解停留时间： T=13.44h 这对于水解和后续阶段处于一个反应器中厌氧处理单元来说是一个很短的时间，在实际工程中也完全可以实现。如果有条件的地方我们可以适当提高废水的反应温度，这样反应时间还会大大缩短。而且一般对于城市污水来说，长的排水管网和废水中本生的生物多样性，所以当废水流到废水处理场时，这个过程也在很大程度上完成，到目前为止还没有看到关于水解作为生活污水厌氧反应的限速报道。 四 发酵酸化反应 发酵可以被定义为有机化合物既作为电子受体也作为电子供体的生物降解过程，在此过程中有机物被转化成以挥发性脂肪酸为主的末端产物。 酸化过程是由大量的、多种多样的发酵细菌来完成的，在这些细菌中大部分是专性厌氧菌，只有1%是兼性厌氧菌，但正是这1%的兼性菌在反应器受到氧气的冲击时，能迅速消耗掉这些氧气，保持废水低的氧化还原电位，同时也保护了产甲烷菌的运行条件。 酸化过程的底物取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。对于一个稳态的反应器来说，乙酸、二氧化碳、氢气则是酸化反应的最主要产物。这些都是产甲烷阶段所需要的底物。 在这个阶段产生两种重要的厌氧反应是否正常的底物就是挥发性脂肪酸（VFA）和氨氮。VFA过高会使废水的PH下降，逐渐影响到产甲烷菌的正常进行，使产气量减小，同时整个反应的自然碱度也会较少，系统平衡PH的能力减弱，整个反应会形成恶性循环，使得整个反应器最终失败。氨氮它起到一个平衡的作用，一方面，它能够中和一部分VFA，使废水PH具有更大的缓冲能力，同时又给生物体合成自生生长需要的营养物质，但过高的氨氮会给微生物带来毒性，废水中的氨氮主要是由于蛋白质的分解带来的，典型的生活污水中含有20-50mg/l左右的氨氮，这个范围是厌氧微生物非常理想的范围。 另外一个重要指标就是废水中氢气的浓度，以含碳17的脂肪酸降解为例： CH3(CH2)15COO-+14H2O—> 7CH3COO-+CH3CH2COO-+7H++14 脂肪酸的降解都会产生大量的氢气，如果要使上述反应得以正常进行，必须在下一反应中消耗掉足够的氢气，来维持这一反应的平衡。如果废水的氢气指标过高，表明废水的产甲烷反应已经受到严重抑制，需要进行修复，一般来说氢气浓度升高是伴随PH指标降低的，所以不难监测到废水中氢气的变化情况，但废水本身有一定的缓冲能力，所以完全通过PH下降来判断氢气浓度的变化有一定的滞后性，所以通过监测废水中氢气浓度的变化是对整个反应器反应状态一个最快捷的表现形式。 五 产乙酸反应 发酵阶段的产物挥发性脂肪酸VFA在产乙酸阶段进一步降解成乙酸，其常用反应式如以下几种： CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG’0=-4.2KJ/MOL CH3CH2OH+H2O－> CH3COO-+H++2H2O ΔG’0=9.6KJ/MOL CH3CH2CH2COO-+2H2O－> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG’0=48.1KJ/MOL CH3CH2COO-+3H2O－> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG’0=76.1KJ/MOL 4CH3OH+2CO2－> 3CH3COO-+2H2O ΔG’0=-2.9KJ/MOL 2HCO3-+4H2+H+－>CH3COO-+4H2O ΔG’0=-70.3KJ/MOL 从上面的反应方程式可以看出，乙醇、丁酸和丙酸不会被降解，但由于后续反应中氢的消耗，使得反应能够向右进行，在一阶段，氢的平衡显得更加重要，同时后续的产甲烷过程为这一阶段的转化提供能量。实际上这一阶段和前面的发酵阶段都是由同一类细菌完成，都在细菌体内进行，并且产物排放到水体中，界限并没有十分清楚，在设计反应器时，没有足够的理由把他们分开。 六 产甲烷反应 在厌氧反应中，大约有70%左右的甲烷由乙酸歧化菌产生，这也是这几个阶段中遵循莫诺方程反应的阶段。 另一类产生甲烷的微生物是由氢气和二氧化碳形成的。在正常条件下，他们大约占30%左右。其中约有一般的嗜氢细菌也能利用甲酸产生甲烷。最主要的产甲烷过程反应有： CH3COO-+H2O－>CH4+HCO3- ΔG’0=-31.0KJ/MOL HCO3-+H++4H2－>CH4+3H2O ΔG’0=-135.6KJ/MOL 4CH3OH－>3CH4+CO2+2H2O ΔG’0=-312KJ/MOL 4HCOO-+2H+－>CH4+CO2+2HCO3- ΔG’0=-32.9KJ/MOL 在甲烷的形成过程中，主要的中间产物是甲基辅酶M（CH3-S-CH2-SO3-）。这个过程可用以下图示所标：
在甲基辅酶M还原成甲烷的过程中，需要作用非常重要的甲基还原酶，其中含有重要的金属离子Ni+。这对生活污水来说是比较缺乏微量金属离子，所以在生活污水的厌氧生物处理过程中补充一定的微量金属离子是非常必要的。 七 低浓度废水反应速率的选择 以生活污水为例，一般来说影响废水厌氧反应速率的因素有很多，包括反应温度、废水的毒性、原水基质浓度、原水的PH值、传质效率、营养物质的平衡、微量元素的催化作用等等。对于生活污水来说，影响比较大的因素有反应温度、原水的基质浓度、传质效率以及微量元素的催化。因为生活污水的营养比和PH值被公认为非常适合生物的生长的。在前面的叙述中，已经提及了厌氧反应的前三个阶段对于生活污水来说，很快就可以完成，尤其水解阶段，不存在传质的限制，同时通常长距离的管网也给水解提供了足够的时间。因此我们提出的厌氧处理低浓度废水设计思想中，主要考虑产甲烷过程作为限速步骤。 由于产甲烷阶段遵循莫诺方程，整个速率的确定以莫诺方程为基础。在上式中，很难把总体反应的Ks值估算出来，因为它受到的影响因素很多，对于不同类型的废水差别很大。对于生活污水来说可以根据不同的单个因素影响列成很多分式莫诺方程，最后各式相乘再加上修正系数，这个方程可以得出比较接近的Ks值，作为厌氧处理生活污水时的参考设计数据。 具体思想如下： 1、假定条件：a、厌氧处理该污水过程中主要受温度、传质速率、基质浓度以及微量元素的影响；b、微量元素可以通过外界条件的干预给予补充；c、反应器为一体化反应器；d、产甲烷单元反应也近似遵循莫诺方程。

『贰』 聚乙烯醇胶棉生产废液组成及危害怎么处理

含聚乙烯醇废水处理技术
乙烯醇(Polyvinyl alcohol，简称PVA)，是目前发现的高聚物中唯一具有水活性的有机高分子化合物。因其具有强力的黏结性，气体阻隔性，耐磨性等良好的化学、物理性能，被作为纺织行业的上浆剂，建筑行业的涂料、黏结剂，化工行业的乳化剂、分散剂，医药行业的润滑剂，造纸行业的粘合剂及土壤的改良剂而广泛应用[1-2]。但含有PVA 的工业废水，具有COD 值高，可生化性差等特点，倘若排入水体，因其具有较大的表面活性使得接纳的水体产生大量泡沫，不利于水体复氧，而且还会促进水体沉积物中重金属的迁移释放，破坏水体环境。
国内外学者对含PVA 工业废水的处理，做了大量的研究，并取得了一批重要的科研成果。在这些研究中，对PVA 废水的处理方法大致可划分为三类，即物理法，化学法和生物法。其物理法主要有盐析凝胶法、吸附法、萃取法、膜分离法和泡沫分离法等；化学法主要有高级湿式氧化法、光催化氧化法、Fenton 氧化法、过硫酸盐氧化法、微波辐射法和电化学法；生物法主要通过活性污泥利用微生物的新陈代谢作用来降解PVA。
1 物理法
1.1 盐析凝胶法
在对PVA 废水的处理过程，可采用盐析凝胶法进行。即根据PVA 特性，向废水中投加盐析剂硫酸钠和胶凝剂硼砂，使得硼砂与PVA 分子发生反应，形成PVA-硼砂双二醇型结构，在Na+和SO42-的极性作用下，通过其强大的水和能力将大量的水吸附到周围，使得PVA 脱水从废水中析出。
郭丽[4]采用盐析法退浆废水中的聚乙烯醇进行回收试验，结果表明，当废水中PVA 浓度为12 g/L 时，硫酸钠和硼砂用量分别为14 g/L 和1.4 g/L，控制反应时间20 min，反应温度50 ℃，溶液初始pH 为8.5～9.5，PVA 回收率大于90 %。
徐竟成等[5]采用化学凝结法对纺织印染退浆废水中的聚乙烯醇进行处理回收，成功地进行了生产性规模回收废水中的PVA，PVA 回收率和COD 去除率均达80%左右。
阎德顺等人[6]采用凝结法对退浆废水中的PVA 进行回收研究。结果表明，PVA 间歇反应回收率可达90 %，在此基础上，实现了PVA 连续化回收工艺，回收率达80 %。
1.2 吸附法
吸附法作为一种低能耗的固体萃取技术，在溶解性有机物的处理中有着不可比拟的优势。吸附法依靠吸附剂上密集的孔道、巨大的比表面积或通过表面各种功能基团与被吸附物质分子之间的多重作用力，达到有选择性地富集有机物的目的。吸附法的优势在于对难降解的有机物有较好地去除效果[7]。
Shishir Kumar Behera 等人[8]采用活性碳对PVA 吸附去除进行动力学研究。结果表明，当PVA 初始浓度为50 mg/L 时，投加活性碳浓度5 g/L，温度为20 ℃，pH 为6.5，搅拌转速150 r/min，反应时间30 min，PVA 去除率可达到92 %。
1.3 萃取法
萃取法作为一种高效的富集分离技术，其根据不同物质，在不同的溶剂中分配系数的大小不等的原理，利用与水不相溶的有机溶剂与试液一起振荡，使得目标物质在有机相中得以富集，具有选择性好、回收率高、设备简单、操作简便、快速，以及易于现自动控制等特点，广泛用于分析化学、无机化学、放射化学、湿法冶金以及化工制备等领域。
聚乙烯醇可用水不溶性的烃类(按100 %~120 %聚乙烯醇的质量)进行萃取而去除。含聚乙烯醇0.3 g/L 的废水，在室温下用35 %(质量)的己烷，以1000 r/min 搅拌10 min，静置1 h 后分层，水相中COD 值为86.5 mg/L，COD 去除率为59.8 %，如重复萃取3 次，则COD 降低为41.6 mg/L 相当于80.65 %的去除率[9]。
1.4 泡沫分离法
泡沫分离法是利用泡沫与水界面的物理吸附作用以表聚物形式去污净水的方法。其通过向溶液中鼓泡并形成泡沫层，使得泡沫层与液相主体分离，从而达到浓缩表面活性物质或净化液相体的目的[10]。泡沫分离技术具有设备简单、能耗低、投资少等特点，在化工、医药、污水处理等领域应用广泛。
含聚乙烯醇的废水可通入空气，使其气泡溢出而去除PVA。1 m3的聚乙烯醇废水中含有COD 843 mg/L，以1.8 L/min 的速度通入空气，去除产生的泡沫，78 min 后，废水的体积减少到原来的70 %，而COD 值降低到193 mg/L[9]。
1.5 膜分离法
膜分离技术是通过膜对混合物中各组分的选择渗透作用的差异，以外界能量或化学位差为推动力，对物质进行分离、富集、提纯的有效液体分离技术[11]，具有低能耗，易操作且可实现废水的循环利用和回收有用物质等优点。其在污水处理领域应用广泛，并形成了微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)等新的污水处理方法。
王静荣等[12]采用美国Abcor 公司的卷式膜超滤装置可以从聚乙烯醇退浆废水中回收PVA 试验。结果表明，该方法是可行的。控制料液温度在60~80 ℃，操作压力为0.4~0.6 MPa 条件下，可使浓度0.5 %~1.0 %的聚乙烯醇废水浓缩至10.0 %，聚乙烯醇的去除率在95 %以上，回收的聚乙烯醇浆料经调配后，可回用于生产，满足生产工艺上的要求。郑辉东等[13]针对纺织印染厂排放的含PVA 退浆皮水，利用中空纤维超滤膜实验装置对其进行处理试验。结果表明，处理后的废水达到中水标准，可以循环使用。
马星骅等[14]以陶瓷膜作为载体，高岭土作为涂膜材料制备了动态膜并研究了动态陶瓷膜对PVA 退浆废水的处理效果。结果表明，在高岭土涂膜质量浓度0.6 g/L，跨膜压差0.3 MPa，错流速度3 m/s，温度50 ℃的条件对废水进行过滤，PVA 及COD 的去除率分别可达56 %和71 %。
2 化学氧化法
2.1 高级湿式氧化法
湿式氧化法是处理高浓度难生化有机废水的高级氧化技术，由日本煤气大阪公司开发成功[15]。它是指在高温(125~320 ℃)，高压(0.5~20 MPa)条件下，以氧气或空气为氧化剂，将有机污染物氧化为有机小分子物质或将其矿化为二氧化碳和水等无机物的化学过程。它经历了传统湿式空气氧化法、催化湿式氧化法、湿式过氧化物氧化法、超临界水氧化法及催化超临界水氧化法的历程[16]。该方法具有氧化速度快，无二次污染，处理效率高等特点[17]。
采用湿式氧化法对含聚乙烯醇的废水进行处理，控制反应温度220 ℃，反应压力10.0 MPa，在该反应条件下，以300 r/min的速率进行搅拌1 h，可使得废水中的COD 由11800 mg/L 降低到2150 mg/L[9]。
Yan Bo 等人[18]采用催化超临界水氧化法对PVA 溶液进行了氧化实验研究。当废水中PVA浓度为2000 mg/L，投加催化剂KOH600 mg/L，反应压力25 MPa，反应温度873 K，停留时间60 s，PVA 废水被完全转化为H2，CO，CH4 和CO2，TOC 去除率、碳气化率、氢气化率分别为96.00 %，95.92 %，126.40 %。
2.2 光催化氧化法
光催化氧化是在有催化剂的条件下的光学降解，可分为均相和非均相两种类型。均相光催化氧化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2为介质，通过光助Fenton 产生羟基自由基得到降解。非均相催化降解是污染体系中投入一定量的光敏半导体材料，同时结合光辐射，使光敏半导体在光的照射下激发产生电子空穴对，吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子空穴作用，产生OH·等氧化能力极强的自由基[16]。
吴缨等人[19]采用纳米TiO2 做为光催化剂，对聚乙烯醇(PVA)水溶液进行了超声光催化降解研究。结果表明，在超声波频率40kHz、废水初始pH 为5.5，催化剂TiO2 用量110 g/L、反应温度30 ℃、PVA 初始浓度90 mg/L 的条件下，控制反应80 min，PVA水溶液降解率可达100 %。
Yingxu Chen 等人[20]在紫外灯照射下，采用非均相的TiO2 作为催化剂对PVA 进行降解实验研究。结果表明，当PVA 初始浓度为30 mg/L，TiO2 投加量2 mg/L，H2O2 投加量为5 mmol/L，反应时间60 min，PVA 去除率可达70 %。
2.3 Fenton 氧化法
Fenton 试剂具有极强的氧化能力，由Fe2+和双氧水构成，在酸性条件下H2O2 被Fe2+离子催化分解并产生氧化能力很强的OH·自由基，具有较高的氧化能力，可以无选择的氧化废水大多数的有机物。其对废水处理主要通过有机物的氧化和混凝沉淀作用进行，与常规氧化剂处理有机废水相比较，具有反应迅速、温度和压力等反应条件温等优点[21-22]。在普通Fenton 试剂氧化法的基础上，又发展了光-Fenton、电-Fenton 等氧化方法。
曹扬[23]采用Fenton 氧化法对PVA 模拟废水进行处理研究，结果表明当溶液的初始pH=5，H2O2/COD=1.3，H2O2/Fe2+=10∶1，反应温度为40 ℃的条件下，控制反应时间30 min，COD 去除率可达到80 %，BOD/COD 值也由0.082 上升到0.60。
雷乐成[24]在0.75 L环流式光化学氧化反应器中进行了光助Fenton 高级氧化技术处理纺织印染中PVA 退浆废水的试验。研究结果表明，在低浓度亚铁离子、理论双氧水加入量、中压紫外和可见光汞灯的辐射条件下，反应0.5 h，溶解性有机碳去除率高达90 %。
2.4 臭氧氧化法
臭氧是一种氧化性很强且反应产生的物质对环境污染很小的强氧化剂[25]，其氧化过程主要通过直接氧化和间接氧化来进行。直接氧化通过与污染物发生环加成、亲电反应以及亲核反应来实现，其对污染物的氧化具有选择性；间接氧化是臭氧在水溶液中容易受到诱导发生自分解，通过链反应生成强氧化剂—羟基自由基，再由羟基自由基氧化污染物[26]。
在臭氧氧化法的基础上，加入其他氧化剂或引入紫外光照或超声波，形成了O3/H2O2，O3/UV 和O3/US 等其他高级氧化技术。荆国华等人[27]进行了臭氧氧化聚乙烯醇废水的试验研究，并采用O3/UV 和O3/US 方法与单独臭氧氧化处理效果进行了对照。试验结果表明，经12 min 处理，O3/UV 和O3/US 协同作用下对PVA 降解率较单独臭氧氧化的63.2 %有显著提高，表现出了良好的协同效应。
2.5 过硫酸盐氧化法
过硫酸盐因其具有较强的氧化性、无选择性反应及室温下性质稳定等优点，成为污染物氧化反应中常规氧化剂的替代品。加之，过硫酸根离子在加热、金属离子及紫外光照射等作用的条件下，其可以形成氧化能力更强的硫酸根自由基SO4-·，并且可以形成羟基自由基OH·，在废水体系中，两种自由基可以共同参与污染物的氧化反应[28]。
S2O82-+heat/UV→2SO42-
S2O82-+Men+→SO42-+Me(n+1)++SO42-
SO42-+H2O←→OH+H++SO42-
SO42-+OH-→SO42-+OH
Seok-Young Oh 等人[28]采用过硫酸钾氧化剂在加热并投加Fe2+或Fe(0)的条件下对PVA 溶液进行氧化实验。结果表明，在PVA 初始浓度为46.5～51.9 mg/L 时，控制温度200 C，投加K2S2O8250 mg/L，并按照S2O82-与Fe2+或Fe(0)的摩尔比为1∶1 投加Fe2+或Fe(0)，反应2 h 后，PVA 完全被氧化。用GC-MS 检测并证明PVA 被转化为C4H6O2。
利用硫酸铵盐或钠盐,将聚乙烯醇氧化成水不溶性的树脂加以去除。当COD 为800 mg/L 的含聚乙烯醇废水，与2000 mg/L的过硫酸铵在80～100 ℃下加热1 h 后，除去海绵状棕色树脂，COD 去除率>99 %[9]。
2.6 微波辐射法
自可以工业化生产并使用的微波源出现以后，微波能在工业生产中的应用技术得到广泛的研究，微波化学污水处理技术便应运而生。该技术是一项具有突破性、创新性、广谱性的水处理技术，就是利用微波对化学反应的诱导催化作用，通过物理及化学作用对水中的污染物进行降解、转化，从而实现污水净化的目的[29]。
夏立新等人[30]采用微波辐射技术对PVA 降解反应进行了实验研究。在试验中考察了微波功率、pH、H2O2 用量和反应时间对聚乙烯醇降解反应的影响。结果表明，在微波辐射条件下，废水初始pH 为3，微波功率为800 W，辐射时间为l min，H2O2 用量为22 g H2O2/100 g PVA 时，5 mL 聚乙烯醇(7 %)的平均聚合度能够在1 min 内由1750±50 降至67。与常规油浴加热相比，反应速度提高10～20 倍。
Shu-Juan Zhang 等人[31]采用γ射线对PVA 废水进行辐射降解实验。实验结果表明，PVA 的降解率受PVA 初始浓度、辐射剂量、pH、H2O2 投加量的影响。当PVA 初始浓度为200 mg/L，辐射剂量12.1 Gy/min，辐射时间90 min，废水pH 介于1～5 或在10～12 范围内变化时，PVA 降解率均在85 %以上，甚至有时可以达到完全矿化。
2.7 电化学法
电化学水处理技术是高级氧化技术的一种，通过外加电场作用，使废水中的污染物在特定的电化学反应器内发生电化学反应或物理反应，使废水中的污染物得到有效去除或回收，该反应过程主要包括电沉积、电吸附、电凝聚、电化学还原和电化学氧化等。其具有适应性广、操作简便、无需添加氧化还原剂、对环境友好等优点[32]。
根据污染物氧化还原产物，可将电化学水处理技术分为电化学燃烧和电化学转换两类。电化学燃烧即直接将有机物深度氧化为CO2 和H2O 等；电化学转换即把有毒物质转变为无毒物质，或把大分子有机物转化为小分子有机物。根据有机物氧化还原过程中电子转移方式不同，电化学水处理技术又可以分为直接电解和间接电解。直接电解是指污染物在电极上发生直接的电子转移过程而被氧化(阳极过程)或被还原(阴极过程)而从废水中去除。间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂，使污染物转化成毒性更小的物质。
Wei-Lung Chou 等人[33]采用铁电凝法对PVA 溶液进行氧化处理实验。结果表明，Fe/Al 电极组和比Fe/Fe、Al/Fe、Al/Al 电极组和处理效果好。当溶液pH 为6.5，PVA 初始浓度为100 mg/L，槽电压为10 V，板间距离为2 cm，反应温度20 ℃，搅拌转速300r/min，控制反应120 min，PVA 去除率可以达到77.1 %。
徐金兰等人[34]以含PVA 的印染废水为处理对象，采用管式电凝聚器对其先进行预处理。试验结果表明，管式电凝聚器在pH=5，I=0.748 A/dm2，t=5 min。的操作条件下，COD 的去除率大约为50 %左右，电解后出水可生化性明显改善；并将电解出水经生物曝气、生物接触氧化处理，结果最终出水COD 达到100 mg/L 左右。
Sang yong Kim 等人[35]采用RuO2/Ti 作为阳极对PVA 溶液进行电化学氧化实验研究。结果表明，初始PVA 浓度为410 mg/L，板间距离为20 mm，电流密度为1.34 mA/cm2，Cl-浓度为17.1 mM，控制反应时间300 min，PVA 及COD 去除率分别为70.18 %，27.47%。
3 生化法
生化法是利用微生物的新陈代谢作用，使废水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定地无害物质，其分为好氧法和厌氧法。由于PVA 构成的有机污染物浓度高且难被生物降解，在采用生化法之前，对废水进行预处理，以提高废水的可生化性。
福建纺织化纤集团有限公司[36]在对PVA 废水的处理时，采用了采用水解酸化+活性污泥法+接触氧化法工艺进行处理，可以将废水中的COD 值由500~600 mg/L 降到20~60 mg/L，COD、BOD的去除率在85 %以上，出水优于《污水综合排放标准》中的其他排污单位一级标准。
裴义山等采用一体式好氧膜生物反应器(MBR)对难降解聚乙烯醇有机废水进行实验研究。结果表明，当进水COD为100~600mg/L 时，控制pH 为7~8，温度为15~29 ℃，HRT 为10~20 h，SRT 为100 d，可使系统出水COD 在40 mg/L 以下，平均为15.5mg/L，COD 的平均去除率为90.7 %。

『叁』 升流式厌氧好氧生化滤格处理造纸废水出水水质发白，正常时是清澈的

停留时间短，曝气量不够，沉降差，最好的解决办法就是增加一套“微生物一体化废水处理强化处理设备，即可解决问题。
微生物一体化污水强化处理设备简称微生物强化设备(Microbial enhanced equipment.)用MIE表示。该设备能将废水中的污染物有效去除，处理后的水质经环保机构与卫生防疫部门检测及全国近百家用户使用证明，该设备设计合理、技术先进、性能稳定、使用安全，各项技术性能居国内首位，特别适合各种废（污）水处理和微污染治理。具有以下特点：
一、自动化程度高，污水处理效果好
该设备通过程序控制、空气净化、富氧曝气、环境模拟、营养配对，使微生物在设备中进行强化、改性、驯化后，发生迅速增殖、对数增长，进而使密度达到1.8×1020 CFU/ml，这些高密度微生物通过释放进入曝气池，池中生物迅速提高到2.0×104MIE/L，将污水中的污水中的污染物分解成CO2和H2O，实现污水净化、达标排放或中水回用的目的。
二、适应范围
该设备为比较理想的废（污）水生物强化处理设备，可根据不同种类、不同性质、不同环境的污水处理需要，生成不同种群、不同菌属、不同温度的微生物，特别适合医院、城镇、小城镇、农村、工业、生活小区、石油化工、制药、造纸、食品、印染、畜禽养殖、高盐、高氨氮、有毒有害水、重金属、垃圾渗滤液等废（污）水处理。
该设备还可直接与接触氧化法、AB法、A/O法、氧化沟、SBR、曝气生物滤
池、导流曝气生物滤池等各种旧废（污）水处理工程配套，在不改变污水处理工艺或土建工程的条件下，实现污水处理的升级、改造、扩建、污泥减量、脱氮除磷、中水回用等多种用途。
该设备还可用于景观、河道、湖面、河流、咸水湖、海湾、土地等领域去除微污染，保护公共环境。
三、经济效益突出
该设备产生的是高密度优势微生物菌群，能快速噬掉污水中的污染物和淤泥，且不产生臭味，不用污泥脱水机、污泥传输机、泥饼外运车、废气处理设备和大功率的鼓风曝气设备，与传统方法比较，能耗是活性污泥法的1/8，设备投资可节省近70%，还可在浅层水池上运转，从而使污水处理池深度减浅、体积缩小，大大降低了一次投资费用和长期运行、管理费用。
四、管理方便，安全可靠
该设备产生的高密度微生物菌群通过自动释放进入废（污）水曝气池后，能迅速减少污水中的生物耗氧量(BOD)、化学需氧量（COD）和固体悬浮物（TSS），并有极强的脱氮除磷功能，还能在极短的时间内使5类水转变成3类以上，7天内消除污水中的臭味，10天内吃掉污水中50%左右的淤泥，每天降解近20%的BOD，10-15天内实现达标排放或中水回用。
采用该设备处理废（污）水无污泥膨胀之忧，也不受操作员学历、年龄等限制，管理方便、安全可靠。
五、没有二次污染，营造绿色环境
随着高密度微生物菌群数量的不断增加，污水中的生物耗氧量(BOD)也越来越少，大量的微生物因缺少BOD而失去存活能源自灭，变成二氧化碳和水，未自灭微生物还可成为鱼类和浮游生物的饵料，进而形成良性的生态处理净化过程，没有臭味、不产生污泥、无二次污染，营造绿色环境。
六、不受气候影响，完成生化处理
传统的生化法处理污水，受气候及水温变化影响较大，当温度每降低10度，微生物的酶促反应速度就降低1-2倍。气候导致微生物的活性不足，造成污水处
理效果不好，不仅威胁着北方的污水处理厂，对于南方的污水处理厂，冬天也是严峻的考验，贵州长城环保科技有限公司生产的微生物强化设备彻底解决了这一难题，该设备产生的高浓度微生物菌群释放进入曝气池后，其微生物量讯速达到2.0×104MIE/L以上，使曝气池中微生物浓度较活性污泥高出10倍，弥补了因水温低而导致微生物量不足，污水处理效果差的技术难题。
七、解决活性不足，确保水质达标
采用传统的生化方式处理高浓度、高氨氮、高盐量、有毒性、重金属废水，由于微生物在这些污水中的成活率低、数量小，致使处理后的污水出水水质差、效果不稳定、难以达标排放。微生物强化设备以独特的方式彻底解决了这一难题，该设备能将生产出的浓度高于1.8×1020CFU/ml的微生物菌群源源不断地送入曝气池，微生物量较其他污水处理高出10倍以上，强大的微生物菌群加速了对污水中污染物的降解和消化，同时，曝气供氧又显著加速了污染物被分解成CO2和H2O，硝酸盐、硫酸盐成为微生物生长的养分，使微生物又得到进一步的衍生，即使在天冷、低温、冲击负荷的条件下，或受高浓度、高氨氮、高盐量、有毒性、重金属的抑制，也无法阻止群雄逐鹿、前仆后继的微生物大军，形成对污水处理的强大阵容，进而降解和消化污水中的污染物，最终实现废水达标排放或中水回用。
八、改变微污染治理方式
传统河道治理离不开闸坝、断水、清淤等处理过程，工程投资大、工期长、淤泥量大。微生物强化设备直接安装在景观、河道、湖面、河流、咸水湖、海湾、土地等微污染源上游，从源头切断和堵住污染，并通过微生物降解污染、吃掉污泥、去除臭味、除磷脱氮等作用实现彻底治理，为微污染治理提供了可靠的设备。
九、主要 技术优势
1、快速降解BOD5、CODcr、TSS，使污水得到净化；
2、提高总氮（TN）和总磷（TP）的脱除效果和去除能力；
3、处理效率可提高达50％左右，进水负荷提高40％左右；
4、 快速应对曝气池可能发生的紧急故障情况；
5、 提高难分解污染物的生化效率；
6、有效解决污水量增加或负荷增大，而无场地改扩建的难题；
7、 有效解决丝状菌异常增殖导致污泥膨胀的问题；
8、在处理污水的同时减量污泥，达到不用清淤除泥的效果；
9、仅需几天就能消解污水中的味道，去除污水中的恶臭；
10、采用自然界或国内外选育出来的优势无害菌种，无二次污染的后顾之忧；
11、污染净化完毕后，微生物因失去存活能源而自灭，变成CO2和H2O；
12、未灭的微生物还可成为鱼类和浮游生物的饵料；
13、升级改造旧污水处理工程，较其它污水处理方法节省投资70％；
14、较其它生化处理方法，节省电能80%左右；
微生物浓度高达1.8×1020CFU/ml以上，高浓度微生物大大提高了处理效率，
1、减少了曝气池容积，节省工程投资40%；
2、解决了因气候变化、水温降低而导致微生物数量减少，进而影响污水处理效果的技术难题；
3、微生物大军前仆后继、协同作战，有效解决了高盐、高浓度、有毒、有害、化工、重金属、垃圾渗透液等抑制微生物生长、微生物难以存活的技术难题；
4、在不改动土建的条件下实现旧污水处理工程的升级改造或工程扩容；
5、在不改动污水处理工艺的前提下，有效脱除污水中的磷和氮，并提高处理后的污水出水水质，实现达标排放或中水回用效果；
6、直接用于江河、湖泊等微污染源上游，直接堵住污染源头，在有效解决微污染的同时，实现无泥排放，彻底地革新了传统河道治理离不开闸坝、断水、清淤方式，为微污染治理提供了的理想设备；
7、安装方便、应用灵活、操作简单，只用一人兼管，就能完成任务；
布局灵活、占地面积小、自动化程度高、操作管理简单、运行费用低。
十、应用领域和方式
1、新建项目
⑴、城镇、村镇、农村、住宅小区及开发区生活污水处理，宾馆、饭店、学校、商场及办公楼污水处理，车站、航空港、码头等污水处理；
⑵、医院、疗养院、医院院校、农村卫生院、医疗诊所等含菌污水处理；
⑶、化工、制药、印染、腌制、畜禽养殖、制糖、酿酒、白酒、石化、焦化、农药、味精、纸浆、毛纺、橡胶、餐饮废水处理；
2、升级、改造
⑴、升级、改造或扩建城市旧污水处理厂；
⑵、升级、改造或扩建各种大、中、小型工业废水处理厂；
⑶、升级、改造或扩建各种大、中、小型公寓、小区污水/废水处理站；
⑷、作为新建污水厂的配套，可减少占地面积，提高系统效率，特别适用于石油化工、制药、造纸、食品、印染等行业中废水处理厂的升级、改造或扩建；
⑸、升级、改造或扩建各种大、中、小型医院污水处理工程。
3、其它处理
⑴、有脱氮除磷需求的废水处理；
⑵、江河、湖泊等河道、景观治理；
⑶、湿地公园生态修复；
⑷、污水处理厂污泥减量，实现无泥外排。

『肆』 目前最先进的污水处理技术

“微波化学”污水处理技术
微波化学是研究在化学中应用微波的一门新兴的前沿交叉学科。它是在人们对微波场中物质的特性及其相互作用的深入研究基础上发展起来的。因此也可以说微波化学是根据电磁场和电磁波理论、电介质物理理论、凝聚态物理理论、等离子体物理理论、物质结构理论和化学原理，利用现代微波技术来研究物质在微波场作用下的物理和化学行为的一门科学。多数化学反应需要能量，通常是热能，微波既然能快速烹调食品，因此不言而喻也能加速反应，这只是早期的看法。实际上微波能不仅提供了一种快速高效的加热方法，而且在很多化学过程中呈现出无法用热能解释的效应，从此吸引了大批科技工作者从事这一领域的开发与研究，微波化学这一交叉学科也就自然地诞生了。 早在六十年代后期，美国麻省理工学院就曾对微波能在化学中的应用作了不少研究，微波化学研究在我国起步并不太晚，中国科学院、兰州化物所、吉林大学、云南大学、兰州大学、四川大学等，在微波等离子体化学和微波合成及反应化学方面的研究都起步较早，并取得过有影响的成果。
微波在微波污水处理工艺中的主要作用：
1、微波能的化学作用：能够极化水分子及有机化合物分子，使有机化合物与敏化剂之间形成过渡态产物，降低氧化和分解有害有机化合物所需要的活化能，使反应加速进行。
2、微波能的物理作用：能够加热和极化水及污染物分子，提高氧化和分解有害有机化合物所需要的反应条件，达到反应所需要的活化能。
3、能够加热和催化水及污染物分子，使絮凝剂与污染物之间形成的积聚物的沉淀反应更完全、更快速。
经大量工程实践证明：微波化学污水处理技术对水中污染物有显著的去除效果。出水中的色度、硫化物、悬浮物、CODcr、BOD5、挥发酚和总磷等去除率在90％以上；出水中的氨氮和阴离子洗涤剂的去除率在75％和80％左右。沉降污泥中含有大量的磷（富集倍数为300倍左右），出泥量少，占出水量的3％左右。处理后检测项目符合《污水综合排放标准》（GB8978－1996）中的一级标准要求。另经有关权威专业部门检测，其微波漏能远远低于国家标准，证明其对人体绝对安全可靠。微波化学污水处理技术在国内外无先例，处于世界先进水平。
微波化学污水处理技术在治理江河湖泊，净化水体，改善水资源生态环境方面独具特点，可快速去污、高效杀菌，可靠除藻，达到去浊变清的目的，对水体不产生二次污染。将污水逐渐置换澄清，生成絮体物，快速沉降，覆盖于底部污泥层上，防止水质的进一步恶化。为保护人类赖以生存的自然生态环境，彻底解决水资源问题，保护我们的绿色家园，让微波化学污水处理技术把不可能变成可能！
北京润泽东方环保科技有限公司(以下简称：“润泽东方”)成立于二○○一年八月一日。
润泽东方是世界上第一家把“微波”技术引入到污水处理行业的高新技术企业，公司近十年来致力于“微波化学污水处理技术”的推广与应用，同时推出世界上最先进的水处理设备 －－WBSZ系列微波化学污水处理设备机组，又在二○○七年七月成功的研制生产出“世界上第一台微波化学污水处理应急车”已投放市场得到了专家和用户的好评。
润泽东方十年来，做了近二百家企业的300余种不同类别的污水，其中包括了，生活水的中水回用、河道水、石化水的中水回用、电厂水的中水回用、日用化工废水、造纸废水（含纸浆废水木浆废水）、焦化废水、酒精废水、化纤废水、制药废水、印染废水、制革废水、电镀废水、矿山废水、冶金废水、糖业废水、垃圾废水、啤酒废水、淀粉废水、胶片废水、纺织废水、石油、石化废水等的处理实验，其效显著出水指标基本达到了国家的排放标准。
“润泽东方”是第一家在世界拥有自主知识产权设备“微波化学污水处理设备机组的企业”！
★是第一家革命性的把“微波”技术引入污水处理行业的企业。
★是第一家在世界上 拥有“微波化学污水处理应急车”的企业。
★是第一家把“微波化学污水处理设备机组”出口到国外的企业，同时填补了该项的国家空白，也是在这个行业里创造历史的企业。
★是第一家在没有“污水处理设备出口标准”下，以企业标准出口污水处理设备的环保企业。
★是第一家在中国环保行业里自投资金、自主研发一套革命性污水处理设备的企业。
★是第一家将“微波化学污水处理设备”应用于大型企业中水回用工程——兰州石化炼油厂的万吨中水回用的环保企业。
★是第一个把“微波化学污水处理技术”应用到台湾工业中水回用的企业。

『伍』 废水的可生化性指标是如何规定的

一般考虑废水的B/C，如果在0.3以上，可认为可生物处理，如果低于0.2，基本可不用考虑生化处理，在0.2~0.3之间尝试如何提高B/C——水解酸化，高级氧化等。

(5)模拟造纸废水扩展阅读：

模拟实验法是指直接通过模拟实际废水处理过程来判断废水生物处理可行性的方法。根据模拟过程与实际过程的近似程度，可以大致分为培养液测定法和模拟生化反应器法。

1、培养液测定法

培养液测定法又称摇床试验法，具体操作方法是：在一系列三角瓶内装入某种污染物(或废水)为碳源的培养液，加入适当N、P等营养物质，调节pH值，然后向瓶内接种一种或多种微生物(或经驯化的活性污泥)。

将三角瓶置于摇床上进行振荡，模拟实际好氧处理过程，在一定阶段内连续监测三角瓶内培养液物理外观(浓度、颜色、嗅味等)上的变化，微生物(菌种、生物量及生物相等)的变化以及培养液各项指标：pH、COD或某污染物浓度的变化。

2、模拟生化反应器法

模拟生化反应器法是在模型生化反应器(如曝气池模型)中进行的，通过在生化模型中模拟实际污水处理设施(如曝气池)的反应条件，如：MLSS浓度、温度、DO、F/M比等，来预测各种废水在污水处理设施中的去除效果，及其各种因素对生物处理的影响。

由于模拟实验法采用的微生物、废水与实际过程相同，而且生化反应条件也接近实际值，从水处理研究的角度来讲，相当于实际处理工艺的小试研究，各种实际出现的影响因素都可以在实验过程中体现，避免了其他判定方法在实验过程中出现的误差，且由于实验条件和反应空间更接近于实际情况，因此模拟实验法与培养液测定法相比，能够更准确地说明废水生物处理的可行性。

但正是由于该种判定方法针对性过强，各种废水间的测定结果没有可比性，因此不容易形成一套系统的理论，而且小试过程的判定结果在实际放大过程中也可能造成一定的误差。

『陆』 （2013苏州模拟）某学校课外活动小组，对某造纸厂废水中NaOH含量进行了测定．取一定量的废水，向其中逐

（1）当反应时间为150s时，pH值为2.0，所以溶液显酸性；
（2）pH由＞7变为＜7溶液由碱性变为酸回性，说明答氢氧化钠与硫酸发生了反应；
（3）解：H₂SO₄的质量为20mL×1g/mL×9.8%=1.96g
设废水中NaOH的质量为x
2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
40×298
x1.96g

『柒』 哪位知道有关制浆造纸碱回收的资料

造纸业是传统的用水大户，也是造成水污染的重要污染源之一。随着经济的发展，企业日益面临水资源短缺、原料匮乏的问题，而另一方面，水污染也越来越严重。目前我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位，造纸工业对水环境的污染最为严重，它不但是我国造纸工业污染防治的首要问题，也是全国工业废水进行达标处理的首要问题。据统计，我国县及县以上造纸及纸制品工业废水排放量占全国工业总排放量的18.6%，其中处理排放达标量占造纸工业废水总排放量的49.3%，排放废水中COD约占全国工业COD总排放量的44.0%。近年经多方不懈努力，造纸工业水污染防治已经取得了一定的成绩，虽然纸及纸板产量逐年增加，但排放废水中的COD却逐年降低。由此看出，造纸工业初步实现了“增产减污”的目标。但目前造纸行业约占排放总量50%的废水尚未进行达标处理，废水污染防治任务还相当繁重。

制浆造纸废水是指化学法制浆产生的蒸煮废液（又称黑液、红液），洗浆漂白过程中产生的中段水及抄纸工序中产生的白水，它们都对环境有着严重的污染。一般每生产1 t硫酸盐浆就有1 t有机物和400 kg碱类、硫化物溶解于黑液中；生产1 t亚硫酸盐浆约有900 kg有机物和200 kg氧化物（钙、镁等）和硫化物溶于红液中。废液排入江河中不仅严重污染水源，也会造成大量的资源浪费。如何消除造纸废水污染并使废液中的宝贵资源得到利用是一项具有重大社会意义和经济价值的工作，应当受到重视。

根据物质守恒原理，产品中物质总量与废物中物质总量之和是一定的，等于原料中物质总量。可以说，污染物也是原料存在的一种形式，只不过这种存在形式使可利用资源量减少，损害了人们的经济利益，也影响了人们的身体健康。由于物质是可以转化的，只要措施得当，存在于污染物中的物质就可能变为可以被利用的形式。因此，人们一直在寻找有效、合理处理制浆造纸废水的方法，并尽可能多的对处理后的废水和废水中所含的有用物质进行资源化利用。

1 制浆造纸废水的来源与特点

1.1 蒸煮工段废液

即碱法制浆产生的黑液和酸法制浆产生的红液。我国绝大部分造纸厂采用碱法制浆而产生黑液，这里将黑液作为主要的研究对象。黑液中所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90%以上，且具有高浓度和难降解的特性，它的治理一直是一大难题。黑液中的主要成分有3种，即木质素、聚戊糖和总碱。木质素是一类无毒的天然高分子物质，作为化工原料具有广泛的用途，聚戊糖可用作牲畜饲料。某企业黑液成分见表1。

表1 黑液成分分析表

指标
pH
波美度
总碱
有机物
固形物
木质素
COD
BOD

/Be
/（g·L-1）
/（g·L-1）
/（g·L-1）
/（g·L-1）
/（mg·L-1）
/（mg·L-1）

数值
12
7.3
31.3
93.2
129
23.5
93000
25344

1.2 中段水

制浆中段废水是指经黑液提取后的蒸煮浆料在筛选、洗涤、漂白等过程中排出的废水，颜色呈深黄色，占造纸工业污染排放总量的8%~9%，吨浆COD负荷310 kg左右。中段水浓度高于生活污水，BOD和COD的比值在0.20到0.35之间，可生化性较差，有机物难以生物降解且处理难度大。中段水中的有机物主要是木质素、纤维素、有机酸等，以可溶性COD为主。其中，对环境污染最严重的是漂白过程中产生的含氯废水，例如氯化漂白废水、次氯酸盐漂白废水等。次氯酸盐漂白废水主要含三氯甲烷，还含有40多种其他有机氯化物，其中以各种氯代酚为最多，如二氯代酚、三氯代酚等。此外，漂白废液中含有毒性极强的致癌物质二恶英，对生态环境和人体健康造成了严重威胁。

1.3 白水

白水即抄纸工段废水，它来源于造纸车间纸张抄造过程。白水主要含有细小纤维、填料、涂料和溶解了的木材成分，以及添加的胶料、湿强剂、防腐剂等，以不溶性COD为主，可生化性较低，其加入的防腐剂有一定的毒性。白水水量较大，但其所含的有机污染负荷远远低于蒸煮黑液和中段废水。现在几乎所有的造纸厂造纸车间都采用了部分或全封闭系统以降低造纸耗水量，节约动力消耗，提高白水回用率，减少多余白水排放。

2 制浆造纸废水的处理和资源化

2.1 黑液的处理与资源化

2.1.1 碱回收法

碱回收处理法是目前解决黑液问题比较有效的方法，通过黑液提取、蒸发、燃烧、苛化四个主要工段，可将黑液中的SS、COD、BOD一并彻底去除，并可回收碱，产生二次蒸汽（能量）。然而，碱回收系统技术要求高，设备投资较高，由于中小型造纸厂一般无力承担建设碱回收系统所需的高额费用，碱回收系统目前仅主要应用于大型造纸厂。此外，草浆厂产生的白泥中硅含量高，不易回烧成石灰，白泥有可能造成二次污染。

杜兆年、贺连娟通过对模拟溶液的试验研究，选择了一种有效的除硅剂并应用于真实黑液。加入除硅剂，改进工艺后，能使黑液硅含量降低95%以上，而碱损失却只有5%左右。此工艺基本解决了白泥回收中硅含量过高的问题[1]。艾天召等对传统造纸黑液碱回收苛化工序进行了技术改进，从根本上避免了废渣（白泥）的产生，使碱回收

http://lunwen.cnkjz.com/lunwen/73/141/lunwen_24758.html

『捌』 如何在实验室模拟造纸气浮实验

有些药剂直接加进废水中，絮凝沉淀后的渣就是上浮的，那这种药剂就一定可以用于气浮法，还有自己可以观察一下絮凝剂底部的沉淀，如果是颗粒状沉淀就可以用于气浮，同时气浮的关键还有赖于聚丙烯酰胺的选用。