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
民豐集團公司環(huán)保研究所 314000

　　據(jù)聯(lián)合國環(huán)境組織估計，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的廣泛關(guān)注，是世界性的環(huán)境問題。
　　我國森林資源匱乏，造紙原料主要為草類纖維，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，大大超出國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　電子束（EB）依賴電子能量對水的輻解作用，產(chǎn)生活性自由基，通過這些活性自由基與水中有機物的作用，達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)。

　　本實驗采用電子束對嘉興民豐造紙廠生產(chǎn)中的廢液排出物進行輻照處理，并與生化法結(jié)合使用，進行了一些研究，達到了不錯的效果。
　　電子加速器采用了03型機器，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)，由增氧機各通以氣體，風(fēng)量12m³/h。增加溶液中的溶解氧量，有利于對污物的氧化，增強輻射效果，同時也可起攪拌作用，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。實驗表明，通過EB的輻解，使著色基團被降解成小分子，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有機分子的分解。
　　造紙廢水中有機物質(zhì)多而復(fù)雜，光譜顯得非?；靵y。單寧酸的光譜測試可推斷分子結(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，如需進一步降低COD值，則需化更多時間進行生化處理，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到一般的國家排放標(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)。