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造纸工业是制造各种纸张和纸板的工业部门,是一个与国民经济发展和社会文明建设息息相关的重要产业。然而制浆造纸工艺过程中产生的废水,包括制浆蒸煮废液、洗涤废水、漂白废水与纸机白水等,其成分复杂,可生化性差,属于较难处理的工业废水,是我国主要的工业污染源之一。   


前段时间,一大型造纸厂在西北地区随意排放造纸废水,导致当地大片土地被污染,不仅给当地环境造成无法挽回的伤害,也给后续的治污工作带来了不小的挑战。除了污染土壤,造纸废水对水体的污染也不容乐观。由于造纸废水含有大量的木质素、半纤维素、糖类和其他溶出物(残碱、无机盐、挥发酸、氨氮等),因此,未加处理的废水直接排入受纳水体,除消耗溶解氧、影响到水生生物的生存外,还会使生物的生理生化,群落结果以及体内组织发生变化,且易受各种有害微生物的侵袭,使水生生物的生物数量、质量下降。   

造纸废水对环境危害如此之大,我国有关部门也出台了有关政策对其进行管理,如2017年环境保护部组织制定了《造纸工业污染防治技术政策》,该项政策对于完善环境技术管理体系,指导污染防治,保障人体健康和生态安全,引导造纸行业绿色循环低碳发展意义深远。   


当前,我国针对造纸废水的处理工作主要采用治理和回收利用双管齐下的方式展开。在治理方面,国内的造纸厂常用预处理方法进行,预处理工艺主要由格栅、筛网、纤维回收系统、调节水量及水质等工艺组成,可根据不同的造纸工业废水水质采取不同的预处理手段,去除一部分污染物,净化废水水质,提升整个废水处理系统的处理效果。   


此外,由于造纸废水的SS、COD浓度较高,通常情况下,当废水中SS被去除时,绝大部分非溶解性COD同时被去除,因此,造纸废水处理要解决的主要问题是去除SS和COD。针对这两种化学物质,主要采用气浮或沉淀法、物化与生化处理相结合、污泥处置与综合利用等方法进行处理。   

在回收利用方面,因为造纸废水由黑液、打浆机废水和造纸机废水这三种废水组成,因此对其进行回收利用主要是针对这三种废水展开。关于黑液的回收利用,一般采用传统碱回收法(燃烧法)、湿式氧化法、湿式氧化法、SCA-比列若得法以及黑液的综合利用办法;打浆机废水的回收利用主要处理方法包括混凝沉淀法、气浮法、活性污泥法、稳定塘法、生物滤池法及A/O法等;造纸机废水部分可用来稀释纸浆(如案锟排出的白水),部分送至打浆工程使用(吸水箱和伏锟所压出的废水),打浆工程用不了的废水,应送到回收装置进行饲料回收。   


上述处理方法一定程度上缓解了造纸废水带来的环境污染问题,但是这些处理方法成本较高,工艺过程复杂,对于造纸企业来说负担较重。为解决这些问题,科学家们一直在寻求更好的方法来处理造纸废水。近日,山东农业大学杨越超教授课题组发现了造纸工艺废液中含有类黄腐酸有机成分,并揭示了类黄腐酸化学结构及分子量与水稻促生长、抗逆作用的关系。相关成果发表在《环境科学与技术》上。   


越超教授课题组采用超过滤法,将造纸黑液中的复杂有机质按照分子量大小进行了分级,并通过高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱,从分子水平上对造纸黑液中类黄腐酸的化学成分进行了研究。此外,该课题组还以盐胁迫下水稻幼苗的生长状况为响应指标,发现与天然黄腐酸相比,造纸黑液中类黄腐酸具有较少的芳香结构。   


在研究过程中,他们还发现了低分子量类黄腐酸能够助力盐胁迫条件下水稻幼苗生长,而高分子量类黄腐酸则产生抑制作用,并认为类黄腐酸对水稻的促生抗逆作用与化学结构的关系大于与分子量的关系。这项研究发现对于作物耐盐方面的研究以及造纸企业的转型升级具有重要意义。   


综上,不管是废水治理工艺、回收利用工艺还是在废水中发现可利用的物质,本质上都是我们在借助于科技的进步来努力寻求废水的价值,并将其变废为宝,既保护了环境也方便了我们人类自身。相信,随着科学技术发展的日新月异,造纸废水的利用率会有进一步地提升。


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