文章编号：1674-6139(2012)03-0112-03
造纸行业是中国污染环境最严重的行业之一。造纸工业的整个生产过程，包括从备料到成纸均以大量的水为介质，用于制浆、洗涤等用途。中国造纸工业的平均单位产品耗水量要比发达国家高出l倍以上，污染物的排放负荷很高，悬浮物(SS)、生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)、色度都很高。如果不经处理或只经简单处理就将造纸厂的废水直接排放，会造成严重的水环境污染。但是如果单独建一座污水处理站处理造纸厂废水，则会大大增加造纸成本及处理难度。
城市污水处理厂进水主要来源于生活污水，尤其对于南方城市来说，降雨较多，污水浓度低。如果将少量的纸浆造纸废水引入污水处理厂与进水混合，经过稀释后，一方面增加了碳源，对低浓度污水的处理极为有利，另一方面，大大降低了纸浆造纸废水的处理难度，节约了处理成本。
广东某造纸厂主要以废纸和木浆为原料，生产箱纸板，瓦楞原纸等包装纸，年生产能力达40万t，每天产生废水2.5万m3～3万m3。废纸含有木质素、纤维素、糖类和醇类，以及抄纸过程中添加的施胶剂、润滑粉等。尤以废报纸、废杂志纸、废书纸为原料的脱墨制浆废水，还含有油墨、脱墨剂及增白剂等物质。废水经过气浮处理后用于制浆循环使用。与造纸厂直线距离大约1km的广东某污水厂采用改良A2/O氧化沟处理工艺，处理能力20万m3/d。拟将该造纸厂废水引入污水处理厂，与污水厂进水混合处理，实现环保节能减排的绿色处理方式。
本试验采用SBR工艺模拟污水厂活性污泥法处理纸浆造纸废水，以验证混合处理纸浆造纸废水的可行性。
1.试验器材与方法
1.1试验器材及装置
小型充气泵1台，流量4l/min，扬程400mm-Hg；充气排(5口)1个；充气胶管(与气石配套)直径Φ4mm，总长10m；小型变速搅拌器一台；圆柱形有机玻璃柱SBR反应器1个，SBR尺寸：直径Φ200mm，高H=0.5m；排水胶管：Φ10mm，长3m；曝气气石5个；铁夹5个，中号(调节气量)；便携式DO仪1台；洗耳球1个；1000mL量筒1个；细口瓶10个；烧杯2个。
试验装置如图1所示。SBR反应器为间歇式进水，每天进水4次，每次运行6小时；底泥在初次试验时加入，不排泥；排水系统由排水胶管和洗耳球组成，采用虹吸原理排水；DO测定仪探头设置在水下中间位置，实时监控，据此来调节曝气量。
1.2试验方法
从氧化沟好氧区出水口取新鲜活性污泥5L，静沉半小时，用排水胶管将上清液排空，剩余活性污泥置于SBR反应器中。取污水厂进水40L，分成4份，每份10L，先取1份，按F/M=0.1加入造纸厂废水，混合均匀，取样进行常规检测。将混合液加入反应器中，开启搅拌器，慢速搅拌1小时(搅拌均匀后，取样20ml测MLSS)，使活性污泥处于厌氧吸附状态。充氧3小时，快速搅拌，用便携式DO测定仪测定溶解氧浓度，通过增减曝气气石将DO控制在2mg/l左右。然后慢速搅拌1小时，使活性污泥处于缺氧状态，反硝化脱氮。静止沉淀1小时后取上清液，测pH、COD、BOD5、SS、NH3-N、TP。用虹吸排水胶管将上清液排空，底部活性污泥保留，按照以上操作步骤重复3次。
1.3分析方法
试验分析采用常规检测方法，如表1所示。
2.试验结果与讨论
经检测，污水处理厂进水如表2所示。
污水处理厂进水呈弱碱性，进水浓度较低；BOD5/COD=0.39，可生化性较好；BOD5：N∶P=20.2∶5.2∶1，碳源较低。
表3为造纸厂废水水质。
造纸厂废水呈弱酸性，有机物含量高；BOD5/COD=0.82，可生化性良好；BOD5∶N∶P=3262.3∶11.7∶1，碳源氮源均过量；重金属含量较少，对活性污泥不产生毒害作用。
表4为SBR处理效果。
造纸厂废水与污水处理厂污水混合后，混合水样pH呈中性，BOD5/COD=0.35，可生化性较好；BOD5∶N∶P=77∶8∶1，营养源较原污水处理厂进水大幅提高。造纸厂废水经污水处理厂污水稀释后，污染物的浓度大幅下降，有利于后续活性污泥的生物降解。
图2为混合处理样各指标去除率折线图。
造纸厂废水经污水处理厂废水稀释后，采用活性污泥法处理效果显著，对NH3-N、TP、SS、COD以及BOD5的去处率较高，去除率分别为：99%，88%，99%，93%，97%。验证了污水处理厂活性污泥法处理造纸厂废水的可行性。循环试验过程中，NH3-N、SS去除率基本保持稳定；TP去除率逐渐增大，并趋于稳定；但BOD、CODcr的去除率有明显下降趋势，不利于长时间的循环处理，原因分析如下：
(1)造纸厂废水含有较多的难生物降解CODcr。首次试验时，活性污泥在厌氧条件下吸附大量的CODcr，其中包括难降解难溶性CODcr，在好氧条件下，BOD5被生物大量降解，但难降解CODcr一部分仍存在于水中，另一部分在微生物体内大量累积，影响处理效果，因此出水CODcr较高。后续试验时，上清液中难降解CODcr虽然被排走，但活性污泥中仍然存在，二次进水又携带了大量难降解CODcr，使其在活性污泥中的含量进一步增加，导致BOD5的降解也受到影响，因此出水CODcr、BOD5含量都有所增加。
(2)BOD5：NH3-N∶P=77∶8∶1；可生化性碳源偏少，使得BOD5的降解受到制约，也是出水CODcr、BOD5含量无法进一步降低的原因之一。
(3)由于SBR工艺无排泥措施，循环试验过程中，处于厌氧状态的活性污泥进行内源呼吸，大量细胞组织如细胞壁等进入水中，并不断积累，使可生化性逐渐降低。
3.结语
造纸厂废水与污水处理厂污水混合处理效果良好，对NH3-N、P、SS、COD以及BOD5的去除率均较高。建议在造纸厂内增加预处理工艺，如初沉池，以降低部分难溶性难降解COD的含量，便于后续处理。针对造纸厂废水与污水处理厂污水混合后碳源不足，可以考虑外加如糖蜜废水、酒厂废水等碳源，达到以废制废目的。
