造纸废水处理新技术的研究进展

解恒参

朱亦仁

(

徐州师范大学化学系

江苏徐州

221116)

[

摘要

]

造纸废水的处理一直是一个备受关注的环保难题

为此进行的研究也获得了很好的效

果

如果这些技术能广泛应用于实践

将能基本上解决造纸废水的环境污染问题。高级氧化

法、

液膜法就是这类废水处理的新技术。从这些技术的机理、

研究现状及存在问题出发

阐述

了造纸废水处理新方法的研究实践及应用的可能性。

[

关键词

]

造纸废水

;

光催化氧化

;

湿式催化氧化

;

超临界水氧化

;

液膜法

[

中图分类号

] X793

[

文献标识码

] A

[

文章编号

] 1006 - 1878 (2004) 07 - 0132 - 03

　　造纸废水具有排放量大、

污染物复杂、

难处理等

特点 ,因而严重的阻碍了造纸工业的发展 ,同时也影
响着人类生存环境的改善。中国中、

小造纸厂数量

多 ,分布广 ,环境污染的严重性可想而知。因此 ,对
造纸废水处理已成为人们最为关注的课题之一。

黑液是造纸工业最主要的污染源。国内外对黑

液处理提出了许多行之有效的方法 ,传统的方法主
要有碱回收法、

混凝法、

生物化学法和酸析法等。这

些方法因投资大、

成本高、

处理效率不高 ,难以在中

小型造纸厂推广。液膜分离法、

高级氧化法 ( Ad

vanced Oxidation Prosesses) 是造纸黑液处理和深度
处理的新的有效方法。本文将对这些方法的机理及
研究现状予以介绍。

　高级氧化法

高级氧化法的概念由 Glaze 等首次提出 ,泛指

氧化过程中有大量羟基自由基参与的化学氧化过
程 ,包括光催化氧化法 ( Photocatalytic Oxidation) 、
湿式催化氧化法 ( CWO) 、超临界水氧化法 ( SC

WO) 、

电催化氧化法 ( ECO) 等 ,可分为均相反应过

程和非均相反应过程两大类。其最大的特点是 :使
用范围广、

处理效率高、

反应速度快、

二次污染小、

可

回收能量及有用物质。

1. 1 　光催化氧化机理及研究进展

光催化氧化 ( 非均相) 是以 n 型半导体 ( 如

TiO

、

ZnO 、

、

CdS 等) 作催化剂的氧化过程 ,当

催化剂受到紫外光照射时 ,表面的价带电子 (e

) 就

会被激发到导带上 ,同时在价带产生空穴 ( h

) ,形

成电子 - 空穴对 ( h

- e

) 。这些电子和空穴迁移

到粒子表面后 ,由于空穴有很强的氧化能力 ,使水在
半导体表面失去电子生成氧化能力极强的羟基自由

基 (・OH) ,羟基自由基再与水中有机污染物发生氧
化反应 ,最终生成 CO

、

O 及无机盐等物质 ,从而

使废水得到净化。

1972 年 Fujishima 和 Honda 发表了关于 TiO

电解水的论文 ,标志着光催化反应新时代的开始。

1976 年 J H Carey 等人报道了在紫外光照射下 ,具
有光催化氧化作用的 TiO

可使难降解有机化合物

脱氯。Blake 于 1995 年发表了综述 ,列出了 300 多
种能被光催化氧化的有机污染物。木质素是纸浆造
纸废水中重要的污染物之一 ,也是难降解的有机高
分子 ,要降解它所需的能量波长是 300～400 nm ,又
因木素含有许多光敏化基团 , Tinucci 等用光催化氧
化法处理含木素磺酸盐的酸法制浆废水 , 在将废水
稀释 100 倍后经 UV/ TiO

光催化氧化 15 h ,浊度完

全消失 ,

COD

的去除率高达 99. 6 %。Mansilla 等将

硫酸盐法制浆废水稀释 250 倍后 ,用 2 %的 ZnO 做
催化剂、

汞灯做光源通过石英玻璃窗照射 1 h 后 ,

COD

和浊度去除率分别达 57 %和 80 %。在众多的

半导体中以 TiO

的催化效果最好 ,许多研究得出复

合催化剂也有很好的效果 ,例如崔玉民等利用复相
催化剂 WO

α/ - Fe

/ W 深度处理碱法草浆造纸

废水 ,讨论了催化剂的组成、

用量、

试液的 p H、

光照

时间对

COD

、色度去除率的影响 , 结果表明 , 当

用量为 0. 500 g ,p H 为 6. 5 ,WO

:α- Fe

: W

为 75 :24 :1 ,光照时间为 22 h 时 ,废水

COD

和色度

去除率分别为 68. 3 %和 71. 2 %。M Cristina 、Yeber

[

收稿日期

] 2003 - 09 - 13 ; [

修订日期

] 2003 - 10 - 29

[

基金项目

]

徐州师范大学校级重点科研基金资助项目

[

作者简介

]

解恒参

(1970

—

) ,

男

陕西扶风人

徐州师范大

学硕士研究生主要从事污染物分离及分析的研究。

・

2004

年第

卷

化　　工　　环　　保

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