谭威虎
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摘要：我国造纸废水产生量大，占工业废水总量有较大的比例。随着我国环境容量的过度使用，废水排放要求越来越严格，因造纸废水中含有难降解的有机物，要达到新的排放标准，传统的物化+生化的二级处理工艺已经无法满足对污染物去除的要求，需要在生化处理后的废水进行进一步的深度处理来。本文分析了废纸造纸废水的主要来源和废水水质特点，并针对该类废水的污染特性，介绍了几种典型高级化学氧化工艺，提出经济可行的处理工艺，希望能够促进造纸行业的健康发展。
关键词：造纸废水；废水处理；高级氧化；氧化技术
1.前言
造纸业在国民经济中占有重要位置，位居工业行业废水排放量的第3位。制浆造纸工业是一个能耗高、污染物产排量大、对环境污染较为严重的行业之一；主要原因是该行业废水排放量大，且废水中污染物成分复杂，浓度高，去除难度大。目前，国内常采用“一级物化+二级生化”的方式处理制浆造纸综合废水，可有效去除废水中的大部分污染物。然而，随着环保要求的不断提高，废水中污染物允许排放浓度降低，仅采用“物化+生化”的处理方式，废水中污染物排放浓度达不到《纸浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）的限值要求。需要进一步深度处理，其中高级氧化技术应用最多。
2.造纸废水的来源及特点
废纸造纸工艺包含制浆、漂白、洗涤和抄纸等，主要污染物来源于制浆废水。制浆废水的主要来源是废纸制浆、漂白和洗涤过程中产生的废水。造纸企业的生产过程中水资源消耗量极大，造纸企业废水中的悬浮物主要是半纤维素和纤维素，造纸废水所含的污染物反映出废水的SS、COD、BOD等污染指标均较高，且废水颜色较深。在制浆过程中产生的洗涤废水不仅SS、色度高，而且含有的有机物成分较为复杂。根据原材料的来源和所用生产技术的不同，产生不同性质的洗涤废水，其COD浓度一般在3000mg/L以下，BOD5浓度在1000mg/L以下，SS浓度在2000mg/L以下，色度低于800倍。生产1吨纸所产生的废水量约为150吨左右，由于受原材料处理和设备技术落后，生产同样1吨纸的情况下，比世界先进技术要多消耗2倍以上的水资源。
3高级氧化法介绍
高级氧化法也叫做高级氧化技术，亦称之为深度氧化技术。该技术以产生具有强氧化能力的羟基自由基（·OH）为特点，在高温高压、电、声、光辐照、催化剂等反应条件下，使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质。根据产生自由基的方式和反应条件的不同，可将其分为光化学氧化、催化湿式氧化、声化学氧化、臭氧氧化、电化学氧化、Fenton氧化等。在目前的污水处理工艺中，有机物污染物的降解处理是重点，利用高级氧化法能够将污水当中的有机物污染有效的去除，且COD去除效率比较突出，所以在实践中积极的推广和利用高级氧化法十分必要。
4高级氧化法在污水处理工艺中的具体应用
在现阶段的污水水处理实践中，高级氧化法的利用较为普遍，下述材料是实际应用中高级氧化法几种具体的利用方式分析。
4.1 Fenton氧化法
所谓的Fenton氧化法具体指的是过氧化氢与2价铁离子的结合。在分析中发现过氧化氢在2价铁离子的催化作用下，通过一系列的连锁反应会产生氧化性比较强的羟基自由基（·OH），在羟基自由基（·OH）的作用下，大分子污染物会逐渐分解为小分子无机物。就近年来的污染处理实践来看，Fenton氧化法的利用十分的广泛，主要是因为该种方法的污水处理效果比较突出。对Fenton氧化法以及类Fenton氧化法的具体使用做分析发现其有三个方面的突出特点：1）氧化性强。因为氧化性强，所以污染物处理的实效性高，所以污染物处理的彻底性喜爱过突出。2）反应快速。正是因为快速的反应，整个污水处理的效率有了明显的提升。3）适用范围广。
适用范围广使得该种方法在污水处理实践中得到了广泛的利用，而且其实践操作性也比较的突出，因此在污水有机物处理中，该方法的利用频率相对较高。
4.2臭氧氧化法
臭氧属于强氧化剂，其氧化性仅次于氟。就目前的污水处理实践分析来看，臭氧具有重要的应用价值。一方面，臭氧具有良好的杀毒、消菌及除臭的作用；另一方面，其对污水中难降解的污染物有突出的氧化分解能力。对臭氧的氧化机理进行分析，发现其氧化机理分为直接氧化和间接氧化两种方式。其中利用臭氧的强氧化性直接实现污染物氧化分解的方式叫做直接氧化；通过臭氧在水溶液中生成的氧化能力较强的羟基自由基（·OH）分解污染物称之为间接氧化。从直接氧化和间接氧化的具体发生来看，在酸性环境下，多为直接氧化；而在碱性环境下，这主要是直接氧化和间接氧化发生协同作用。在污水处理实践中发现，臭氧氧化法和其他的氧化方法连用会有更加突出的污水处理效果。有研究人员开展臭氧氧化法和其他高氧化方法的连用试验，发现污水处理效果相比于单一的氧化方法有15.1%的提升，因此在臭氧氧化法的实践利用中，积极的研究联用氧化处理现实意义显著。
4.3光化学氧化法。
所谓光化学氧化法是指污染物在光的作用下，逐步氧化成小分子中间产物或无机物的过程。对光化学氧化工艺进行进一步分析发现其又可分为有催化剂和无催化剂两种反应过程。对光化学氧化的具体利用环境进行分析发现受反应条件的限制，光化学法处理有机物时会产生多种芳香族有机中间体，致使有机物降解不够彻底，这成为了光化学氧化法需要克服的问题。通过不断的研究分析发现利用光激发氧化法和光催化氧化法能够有效的解决上述问题。而光激发氧化法主要以03、H202、02和空气作为氧化剂，在光辐射作用下产生（·OH）的方法；光催化氧化法则是在反应溶液中加入一定量的半导体催化剂，使其在紫外光的照射下产生（·OH），两者都是通过（·OH）的强氧化作用对有机污染物进行处理。就目前的实践研究来看，光化学氧化发适应性较强，在污染物处理中的利用效果比较显著。
4.4电化学氧化法。
在污水有机物处理实践中，电化学氧化法也有着重要的应用。所谓的电化学氧化法指的是在外加电场的作用下，在电化学反应器内经过一系列的物理、化学以及电化学反应对污染物进行降解物的过程。这种氧化方法基于氧化机理也可以分为直接氧化和间接氧化两种方式：直接氧化指的是利用电化学反应器中的高电势直接进行污染物氧化的过程。在这个过程中，污染物会和电极做直接电子传递。就使用效果来看，此种方法在实践中也较为突出，主要因为其污染物处理效率及出水水质较为突出。
5几种化学氧化工艺经济性分析、存在的问题与前景展望
近十几年来的研究结果证实了化学氧化在给水与废水处理中的实用性，目前有关高级化学氧化技术用于水污染物治理的研究已成为国内外研究的热点之一，其在造纸工业废水处理方面也显示了良好的前景。以消耗03、H202、02等氧化剂为主的均相高级化学氧化工艺，在处理高浓有机工业废水方面具有反应时间短、反应过程较容易控制、对有机物的降解无选择性等优点，但还存在着处理成本较高．尤其是对造纸工业废水，用单一的化学氧化处理工艺，要取得理想的效果，经济成本方面还有较大的障碍。因此在整体经济成本方面还需要不断研发有竞争力的新技术。
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