膜与催化氧化耦合用于制浆废水结晶母液的处理

1.1 课题背景

造纸工业与国民经济发展和社会文明息息相关，纸及纸板消费水平是衡量一个国家现代化和文明程度的重要标志之一。2009年，我国纸与纸板生产量和消费量首次超过美国，跃居世界首位[1]，之后一直稳居第一，2012年我国纸与纸板生产量为10250万吨，较上年增长3.22%，消费量10048万吨，较上年增长3.04%，人均年消费量为74 kg，比去年增长1 kg。2012年我国东部地区12个省（区、市）的纸与纸板产量占全国纸与纸板产量比例为75.4%，比上年提高3.7%。造纸工业又是一个工艺复杂、技术密集、资源消耗大、废物排放量大的工业，其用水量及废水排放量一直位居各行业前列。2011年我国制浆造纸及纸制品业用水总量为128.77亿吨，其中新鲜水用量为45.59亿吨，占工业新鲜用水量的7.26%，水重复利用率为64.6%；2014年造纸工业废水排放量为38.23亿吨，占工业废水总排放量的18.0%，居各行业第三位；化学需氧量（COD）排放量为74.2万吨，占工业COD总排放量的23.0%，居各行业之首，万元工业产值 COD排放量为11 kg，比上年降低39%；氨氮排放量为2.5万吨，占工业氨氮总排放量 的9.5%[2]。同时，制浆造纸工业是继石化、皮革、纺织、塑料、农药、制药之后第六大有害物质排放行业[3]。

1.2 造纸工业废水处理技术研究现状

1.2.1 混凝沉降及浮选

混凝沉降及浮选可去除废水中的悬浮物，研究表明该工艺可去除80%以上的悬浮固体[4]，一般作为造纸废水的一级处理。Wang等[5]使用聚合氯化铝为混凝剂、starch-g-PAMg-PDMC为絮凝剂对制浆造纸废水进行混凝沉降处理，通过响应曲面和均匀设计对混凝剂、絮凝剂加入量和pH进行优化，验证了一种快速准确对絮凝沉降处理制浆造纸废水进行优化的方法。混凝沉降及浮选一般作为造纸废水的一级或三级处理。

1.2.2 吸附法

吸附法主要是去除废水中的可溶解性有机物，降低色度。Shawwa等[6]使用活性焦炭对漂白废水进行吸附，COD和AOX去除率达到90%，Ciputra等[7]对比活性炭和离子交换树脂吸附前后的生化出水中溶解性有机物的变化，结果表明两种方法对溶解性有机物的去除率分别为72%和76%，且都是主要去除疏水酸和大分子量物质。

1.2.3 生化处理

生化处理在废水处理中的应用很广泛，可去除几乎所有有机物，厌氧处理对AOX的去除效果好于好氧处理[8]，研究认为将厌氧-好氧处理联合使用对造纸废水的处理效果最好[9]，在制浆造纸废水处理中，生化处理一般作为二级处理[10]。一些工艺能明显提高废水可生化性，可作为生化处理的预处理，潘碌亭等[11]使用铁炭微电解提高废水可生化性，厌氧-好氧工艺的COD去除率分别达到70%和75%。