廢紙廢水及固體廢棄物的毒性及關鍵毒性物質的研究.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,其產生的廢水和污泥作為新的污染來源越來越引起人們的關注和重視。根據我國廢紙回用生產的現狀和特點,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以及TIE(毒性鑒別分析)方法結合QSA

2、R(定量結構-活性關系模型)、GC-MS(氣相-質譜分析技術)、AAS(原子吸收光譜分析技術)對廢水和污泥的生物急性毒性、關鍵毒性物質作了研究和鑒別;同時,結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移問題和對其關鍵毒性物質的遷移途徑及轉化積累規(guī)律的探索,獲得如下實驗結果。
　　 對于25噸生產工藝廢紙脫墨廢水,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,相當于10.99gHgCl2/噸漿。廢紙脫墨廢水成分分析結果表明,對于有機污染物部分,其關鍵毒性物質是苯酚、鄰苯二甲酸二丁酯、甲苯和鄰二甲苯這四種物質: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鍵毒性物質。
　　 以60噸生產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,相當于0.2041g HgCl2/噸漿。綜合廢水成分分析結果表明,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鍵毒性物質。
　　 30噸生產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,相當于0.6352g HgCl2/噸漿。箱板紙廢水成分分析結果表明,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鍵毒性物質。
　　 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性。實驗發(fā)現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。
　　 結合TIE毒性鑒別評定和AAS分析技術,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,造紙污泥中的關鍵毒性物質是銅、鎳、鉛、鉻、鎘等一些重金屬物質。
　　 通過以廢紙廢水和污泥的毒性大小和毒性級別為依據,同時結合以廢紙為原料造紙廠的廢水處理工藝流程,從而分析了其關鍵毒性物質的遷移途徑及轉化規(guī)律,以此達到對有毒物質進行追蹤的目的。最終實驗分析結果表明: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)的毒性轉移到箱板紙污泥中,實際上是重金屬毒性物質由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生的廢水和污泥的毒性大小以及對其關鍵毒性物質的鑒別研究,同時,結合廢水處理流程追蹤其關鍵毒性物質的去向,以達到探索關鍵毒性物質的遷移途徑及轉化、富集規(guī)律的目的,為今后在