廢紙廢水及固體廢棄物的毒性及關(guān)鍵毒性物質(zhì)的研究.pdf

1、我國造紙工業(yè)面臨著木材原料短缺、能源緊張和污染嚴重等一系列問題,廢紙回收再利用能夠一定程度上有效地解決這些問題。但是,隨著廢紙回收利用的迅猛發(fā)展,其產(chǎn)生的廢水和污泥作為新的污染來源越來越引起人們的關(guān)注和重視。根據(jù)我國廢紙回用生產(chǎn)的現(xiàn)狀和特點,本文選擇了廢紙脫墨廢水、綜合廢水、箱板紙廢水這三種廢紙廢水以及物化污泥、生化污泥、箱板紙污泥這三種污泥作為研究對象,采用靈敏準確的明亮發(fā)光細菌急性毒性測試技術(shù)以及TIE(毒性鑒別分析)方法結(jié)合QSA

2、R(定量結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系模型)、GC-MS(氣相-質(zhì)譜分析技術(shù))、AAS(原子吸收光譜分析技術(shù))對廢水和污泥的生物急性毒性、關(guān)鍵毒性物質(zhì)作了研究和鑒別;同時,結(jié)合造紙廠廢水處理的工段流程,系統(tǒng)地分析了廢水和污泥的毒性轉(zhuǎn)移問題和對其關(guān)鍵毒性物質(zhì)的遷移途徑及轉(zhuǎn)化積累規(guī)律的探索,獲得如下實驗結(jié)果。
　　 對于25噸生產(chǎn)工藝廢紙脫墨廢水,其急性毒性EC50為1.41％,屬于劇毒級別,總有機污染負荷為927kgCODcr/噸漿,總毒性排放因

3、子為680.832TU·m3/噸漿,相當(dāng)于10.99gHgCl2/噸漿。廢紙脫墨廢水成分分析結(jié)果表明,對于有機污染物部分,其關(guān)鍵毒性物質(zhì)是苯酚、鄰苯二甲酸二丁酯、甲苯和鄰二甲苯這四種物質(zhì):對于無機污染物部分,含量分別為0.142、0.081、0.218、0.040、0.050mg/L的銅、鎳、鉛、鉻、鎘重金屬為廢紙脫墨廢水的關(guān)鍵毒性物質(zhì)。
　　 以60噸生產(chǎn)工藝綜合廢水為研究對象,其急性毒性EC50為75.92％,屬于微毒級別,

4、總有機污染負荷為3796.2kgCODcr/噸漿,總毒性排放因子為39.51 TU·m3/噸漿,相當(dāng)于0.2041g HgCl2/噸漿。綜合廢水成分分析結(jié)果表明,對于有機污染物部分,未被檢測出;對于無機污染物部分,含量分別為0.080、0.122、0.160、0.018、0.053 mg/L的銅、鎳、鉛、鉻、鎘重金屬為綜合廢水的關(guān)鍵毒性物質(zhì)。
　　 30噸生產(chǎn)工藝箱板紙廢水的急性毒性EC50為24.40％,屬于有毒級別,總有機污

5、染負荷為2064.24kgCODcr/噸漿,總毒性排放因子為124.99TU·m3/噸漿,相當(dāng)于0.6352g HgCl2/噸漿。箱板紙廢水成分分析結(jié)果表明,對于有機污染物部分,未被檢測出;對于無機污染物部分,含量分別為0.232、0.161、0.253、0.053、0.067mg/L,的銅、鎳、鉛、鉻、鎘重金屬為箱板紙廢水的關(guān)鍵毒性物質(zhì)。
　　 總之,對于毒性污染負荷,廢紙脫墨廢水＞箱板紙廢水＞綜合廢水,但是由于三家造紙廠噸漿

6、廢水排放量不同,造成有機污染負荷的差異,廢紙脫墨廢水＜箱板紙廢水＜綜合廢水。
　　 對于造紙污泥的毒性大小測定,實驗發(fā)現(xiàn)采用鹽酸浸提測試毒性浸提液與發(fā)光菌發(fā)光強度有較好的相關(guān)性。實驗發(fā)現(xiàn)選擇鹽酸作為污泥的浸提劑,選用0.3mol/L的浸提鹽酸(即鹽酸pH值為0.9),浸提時間2h,實驗浸提液溫度控制在室溫即25℃。實驗結(jié)果表明箱板紙污泥的生物毒性最大。物化污泥浸提液的EC50是85.86％,屬于微毒級別:生化污泥浸提液的EC50

7、是89.64％,屬于微毒級別;箱板紙污泥浸提液的EC50是67.04％,屬于有毒級別。
　　 結(jié)合TIE毒性鑒別評定和AAS分析技術(shù),三種廢紙造紙污泥中的重金屬含量分別為:對于物化污泥而言,銅、鎳、鉛、鉻、鎘的含量分別是111.3、52.0、79.4、19.1、23.0mg/kg;對于生化污泥而言,銅、鎳、鉛、鉻、鎘的含量分別是90.6、42.4、92.6、15.8、21.2mg/kg;對于箱板紙污泥而言,銅、鎳、鉛、鉻、鎘的含

8、量分別是55.2、52.2、107.4、19.2、24.6mg/kg。由此分析可知,造紙污泥中的關(guān)鍵毒性物質(zhì)是銅、鎳、鉛、鉻、鎘等一些重金屬物質(zhì)。
　　 通過以廢紙廢水和污泥的毒性大小和毒性級別為依據(jù),同時結(jié)合以廢紙為原料造紙廠的廢水處理工藝流程,從而分析了其關(guān)鍵毒性物質(zhì)的遷移途徑及轉(zhuǎn)化規(guī)律,以此達到對有毒物質(zhì)進行追蹤的目的。最終實驗分析結(jié)果表明:對于B造紙廠來講,污染物毒性由B廠綜合廢水最終轉(zhuǎn)移到物化污泥和生化污泥,同時伴隨著

9、有機毒物的降解和無機重金屬遷移到物化污泥和生化污泥。相比較B造紙廠而言,C造紙廠毒物的追蹤過程較為簡單。箱板紙廢水(即C廠綜合廢水)的毒性轉(zhuǎn)移到箱板紙污泥中,實際上是重金屬毒性物質(zhì)由C廠綜合廢水中遷移到箱板紙污泥。
　　 綜上所述,本文系統(tǒng)地分析了廢紙回用過程中產(chǎn)生的廢水和污泥的毒性大小以及對其關(guān)鍵毒性物質(zhì)的鑒別研究,同時,結(jié)合廢水處理流程追蹤其關(guān)鍵毒性物質(zhì)的去向,以達到探索關(guān)鍵毒性物質(zhì)的遷移途徑及轉(zhuǎn)化、富集規(guī)律的目的,為今后在