顧建忠 朱錦良
上海大學(xué)射線應(yīng)用研究所 201800
李增良 吳利華
民豐集團(tuán)公司環(huán)保研究所 314000

　　據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境組織估計(jì)，全球造紙業(yè)廢水年排放量超過274億噸。大量廢水流入江河湖海，造成嚴(yán)重的水體污染，危害生態(tài)環(huán)境。造紙廢水已引起社會(huì)的廣泛關(guān)注，是世界性的環(huán)境問題。
　　我國(guó)森林資源匱乏，造紙?jiān)现饕獮椴蓊惱w維，每一噸紙漿約提取出黑液10m³，其PH為11～13，BOD為34500～42500mg/L，COD為106000～157000mg/L，SS為23500～27800mg/L，制漿過程中排放篩選、漂白廢水約300m³,其PH約為8，BOD5為300－500mg/l，CODcr為1200－2000mg/l，SS為500－1000mg/l，大大超出國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　電子束（EB）依賴電子能量對(duì)水的輻解作用，產(chǎn)生活性自由基，通過這些活性自由基與水中有機(jī)物的作用，達(dá)到去除水中污染物的目的。由于高能EB一般采用 >0.3MeV的電子加速器，電子能量達(dá)十分之幾MeV至幾MeV，遠(yuǎn)大于一般分子的電離能10～20eV，無論物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)如何，所有分子均可被電離分解。高能EB對(duì)細(xì)菌和病毒有較好的殺滅作用，而且EB不生成副產(chǎn)物，沒有二次污染物，本身工藝清潔，是最終的污染物處理技術(shù)。

　　本實(shí)驗(yàn)采用電子束對(duì)嘉興民豐造紙廠生產(chǎn)中的廢液排出物進(jìn)行輻照處理，并與生化法結(jié)合使用，進(jìn)行了一些研究，達(dá)到了不錯(cuò)的效果。
　　電子加速器采用了03型機(jī)器，0.3MeV，10mA，束流可調(diào)0～10mA。電子束由電子槍產(chǎn)生，經(jīng)引出加速后掃描成均勻的電子束透過鈦窗引出真空室，鈦窗面積為100cm×7cm。輻照劑量與輻照時(shí)間和輻照束流的積成正比，也與電子加速器的能量利用效率因子有關(guān)。一般情況下，輻照能量固定，劑量主要由束流和時(shí)間來控制，因此可精確控制入射于水的輻照劑量。
　　樣品分放在玻璃容器內(nèi)，由增氧機(jī)各通以氣體，風(fēng)量12m³/h。增加溶液中的溶解氧量，有利于對(duì)污物的氧化，增強(qiáng)輻射效果，同時(shí)也可起攪拌作用，使溶液受照均勻。容器內(nèi)水深2cm，容器均勻地置于加速器鈦窗下。樣品原料取自嘉興民豐造紙廠生化前后的制漿過程篩選、漂白廢水各2500ml，另取濃度分別為200ppm，800ppm的單寧酸溶液。用比色法和重鉻酸鉀法測(cè)定造紙廢水和單寧酸樣品輻照前后的色度變化和COD值。用紫外－可見光譜研究單寧酸輻照前后結(jié)構(gòu)的變化。
　　廢水中含有的有機(jī)物往往占有關(guān)污染物的65％以上。大量的木質(zhì)素，單寧酸與紙漂白過程中產(chǎn)生的氯酚是影響廢水色度的主要原因。其中，單寧類物質(zhì)容易被氧化而發(fā)生著色反應(yīng)，影響更甚。實(shí)驗(yàn)表明，通過EB的輻解，使著色基團(tuán)被降解成小分子，從而使廢水色度大大降低。輻照劑量越大，著色基團(tuán)被破壞得越多，色度變化越明顯。
　　生化前后的造紙廢水用a和b表示，200ppm和800ppm濃度的單寧酸溶液以d和e表示。輻照后，四種廢水的COD值都下降了。COD值隨輻照劑量的變化如Fig.1。我們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)5min輻照后，四種廢水的COD值均下降一半以上，說明水樣中還原性污染物質(zhì)大大減少，有機(jī)物指標(biāo)大為降低。隨著輻照劑量的增加，COD值隨之降低，這表明大劑量的輻照更能促進(jìn)有機(jī)分子的分解。
　　造紙廢水中有機(jī)物質(zhì)多而復(fù)雜，光譜顯得非常混亂。單寧酸的光譜測(cè)試可推斷分子結(jié)構(gòu)的破壞情況。輻照后譜線在l＝207.4nm處的吸收，可推斷酯鍵斷裂形成－COOH，共軛結(jié)構(gòu)形成了p－p*躍遷。譜線還在l＝299.1處的吸收說明分子結(jié)構(gòu)中雙鍵上的雜原子上的n電子發(fā)生n－p*躍遷，而C＝O鍵隨著輻照劑量的增加而被打斷。 在l＝207～210nm范圍內(nèi)出現(xiàn)吸收峰，單寧酸結(jié)構(gòu)中的C＝C，C＝O鍵發(fā)生斷裂。

　　EB輻照處理造紙漂白廢水，可有效去除廢水中的有機(jī)物，使廢水色度降低，溶液中固體懸浮物減少，污染物分子結(jié)構(gòu)明顯改變。輻射技術(shù)如果與生物處理技術(shù)相結(jié)合，廢水中污染物降解更為徹底，效果更為理想。造紙廠廢水生物處理后，COD值仍較高，如需進(jìn)一步降低COD值，則需化更多時(shí)間進(jìn)行生化處理，占地面積和投資均需增加。用EB技術(shù)幾分鐘的處理就可使廢水達(dá)到一般的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。輻射技術(shù)是一種高新氧化技術(shù)，可降解其它方法難以降解的有害有機(jī)化學(xué)物質(zhì)，可直接殺滅廢水中的細(xì)菌和病毒，處理過程不另加化學(xué)品，沒有二次污染物需處置，是一種徹底的最終處理技術(shù)，是很有前途的一種水凈化技術(shù)。