造紙行業(yè)造紙廢水處理技術研究方案

造紙行業(yè)造紙廢水處理技術研究方案TOC\o"1-2"\h\u21229第一章緒論 222441.1研究背景與意義 295161.2研究內容與方法 2112921.2.1研究內容 22541.2.2研究方法 32737第二章造紙廢水概述 3174742.1造紙廢水的來源與分類 311602.2造紙廢水的主要污染物及其特點 3271282.3造紙廢水處理現狀及存在的問題 416207第三章造紙廢水預處理技術 412873.1格柵篩網預處理 478293.2沉淀法預處理 576753.3氧化法預處理 522282第四章物理處理技術 5296464.1過濾法 5155184.2沉淀法 6245824.3離心分離法 610933第五章化學處理技術 6247425.1混凝沉淀法 678765.2氧化還原法 778795.3電解法 78471第六章生物處理技術 7160826.1好氧生物處理技術 7134576.1.1技術概述 7285936.1.2技術原理 734946.1.3技術分類 862656.1.4技術特點與應用 845726.2厭氧生物處理技術 8164646.2.1技術概述 8277946.2.2技術原理 8272956.2.3技術分類 8109886.2.4技術特點與應用 8127616.3混合生物處理技術 981976.3.1技術概述 9320846.3.2技術原理 971366.3.3技術分類 9212546.3.4技術特點與應用 94778第七章深度處理技術 931157.1膜分離技術 9325897.1.1膜分離技術的原理 9112967.1.2膜分離技術在造紙廢水中的應用 9254527.2吸附法 10212307.2.1吸附法的原理 1061867.2.2吸附劑的選擇與應用 10208297.3納米技術 10323847.3.1納米技術的原理 10211367.3.2納米技術在造紙廢水中的應用 1021225第八章造紙廢水處理組合工藝 11285258.1預處理與物理處理組合工藝 11183418.2化學處理與生物處理組合工藝 11251878.3深度處理與回用技術 1125063第九章造紙廢水處理設施運行與管理 1116169.1設施運行管理 12147629.1.1運行管理目標 12249719.1.2運行管理制度 12309829.1.3運行管理措施 12180269.2廢水處理效果評價 1279859.2.1評價指標 1273479.2.2評價方法 12278009.3廢水處理成本分析 12173699.3.1成本構成 12186129.3.2成本計算方法 12153599.3.3成本優(yōu)化措施 1314208第十章造紙廢水處理技術發(fā)展趨勢與展望 132970210.1技術發(fā)展趨勢 132554110.2行業(yè)前景與挑戰(zhàn) 131977710.3研究方向與建議 14第一章緒論1.1研究背景與意義我國經濟的快速發(fā)展，造紙行業(yè)作為國民經濟的重要支柱產業(yè)，其產量和規(guī)模不斷擴大。但是造紙生產過程中產生的廢水含有大量有毒有害物質，對環(huán)境造成了嚴重污染。國家對環(huán)境保護的重視程度不斷提高，造紙廢水處理技術已成為行業(yè)發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。研究造紙廢水處理技術，對于提高廢水處理效率、保護水資源、促進造紙行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。1.2研究內容與方法1.2.1研究內容本研究主要圍繞造紙廢水處理技術展開，主要包括以下幾個方面：（1）分析造紙廢水的來源、水質特點及污染因子，為后續(xù)廢水處理提供依據。（2）總結國內外造紙廢水處理技術的研究現狀，梳理現有技術的優(yōu)缺點。（3）針對造紙廢水的水質特點，提出一種具有針對性的廢水處理方案，包括預處理、生化處理、深度處理等環(huán)節(jié)。（4）通過實驗驗證所提出處理方案的有效性，并對處理效果進行評價。1.2.2研究方法本研究采用以下方法進行：（1）文獻調研：通過查閱相關文獻，了解造紙廢水處理技術的研究現狀，為后續(xù)研究提供理論依據。（2）實驗研究：針對造紙廢水的水質特點，設計實驗方案，驗證所提出處理方案的有效性。（3）數據分析：對實驗數據進行處理和分析，評價處理效果。（4）技術經濟分析：對所提出的廢水處理方案進行技術經濟分析，評估其可行性。通過以上研究內容與方法，本研究旨在為造紙廢水處理提供一種有效的技術方案，為造紙行業(yè)廢水治理提供理論支持。第二章造紙廢水概述2.1造紙廢水的來源與分類造紙廢水主要來源于造紙生產過程中的洗滌、漂白、打漿、涂布等環(huán)節(jié)。根據廢水產生的環(huán)節(jié)和性質，可以將造紙廢水分為以下幾類：（1）制漿廢水：主要包括蒸煮黑液、中段廢水、洗漿廢水等，這些廢水主要來源于制漿過程。（2）漂白廢水：漂白過程中產生的廢水，包括漂白液、漂白廢液等。（3）造紙廢水：造紙過程中產生的廢水，主要包括白水、洗網廢水、洗毛廢水等。（4）涂布廢水：涂布過程中產生的廢水，主要包括涂布液、涂布廢水等。2.2造紙廢水的主要污染物及其特點造紙廢水中的主要污染物包括以下幾種：（1）懸浮物（SS）：主要包括纖維、填料、涂料等不溶物質，這些污染物會導致廢水渾濁，影響水體的透明度。（2）有機物：主要包括碳水化合物、蛋白質、油脂等，這些有機物在廢水中分解，會導致水體富營養(yǎng)化。（3）色度：造紙廢水中含有大量的染料、顏料等，使廢水呈現出明顯的色度。（4）重金屬：造紙廢水中含有一定量的重金屬離子，如鉻、汞、鎘等，這些重金屬對人體和環(huán)境具有較大的毒性。（5）酸堿度：造紙廢水的pH值波動較大，可能對水體造成酸堿污染。特點如下：（1）污染物濃度高：造紙廢水中污染物濃度較高，尤其是懸浮物、有機物等。（2）色度大：造紙廢水色度較大，影響水體外觀。（3）成分復雜：造紙廢水中含有多種污染物，成分復雜，處理難度較大。2.3造紙廢水處理現狀及存在的問題目前我國造紙廢水處理技術已取得了一定的進展，但仍然存在以下問題：（1）處理設施不完善：許多造紙企業(yè)廢水處理設施不完善，無法滿足廢水處理的要求。（2）處理效果不穩(wěn)定：由于廢水成分復雜，處理過程中易出現波動，導致處理效果不穩(wěn)定。（3）運行成本較高：造紙廢水處理成本較高，對企業(yè)經濟負擔較重。（4）技術瓶頸：造紙廢水處理技術尚存在一定瓶頸，如難以降解的有機物處理、重金屬去除等。（5）監(jiān)管不到位：部分地區(qū)造紙廢水處理監(jiān)管不到位，導致廢水排放不達標。第三章造紙廢水預處理技術3.1格柵篩網預處理造紙廢水預處理的首要環(huán)節(jié)是格柵篩網預處理。該技術的主要目的是去除廢水中較大的懸浮物和漂浮物，防止其對后續(xù)處理設備造成堵塞。格柵篩網預處理主要包括粗格柵、細格柵和旋轉篩等設備。粗格柵主要用于攔截較大的懸浮物，如塑料袋、樹枝等。細格柵則可以攔截較小的懸浮物，如毛發(fā)、草屑等。旋轉篩則通過旋轉篩網實現固液分離，去除廢水中的懸浮物。3.2沉淀法預處理沉淀法預處理是利用重力作用將廢水中的懸浮物和膠體顆粒沉淀到底部，從而實現固液分離的過程。沉淀法預處理主要包括沉砂池、初沉池和二沉池等。沉砂池主要用于去除廢水中的無機懸浮物，如泥沙、石子等。初沉池則主要用于去除廢水中的有機懸浮物，如纖維、油脂等。二沉池則進一步去除廢水中的細小懸浮物和膠體顆粒。3.3氧化法預處理氧化法預處理是通過氧化劑或微生物的作用，將廢水中的有機物質氧化成無害物質的過程。氧化法預處理主要包括化學氧化、生物氧化和光催化氧化等?；瘜W氧化法預處理利用氧化劑（如臭氧、過氧化氫等）直接氧化廢水中的有機物質。生物氧化法預處理則是通過微生物的作用將有機物質轉化為無害物質。光催化氧化法預處理則是利用光能激發(fā)催化劑，將廢水中的有機物質氧化分解。氧化法預處理在造紙廢水處理中具有重要作用，可以有效降低廢水的化學需氧量（COD）和生物需氧量（BOD），減輕后續(xù)處理的負擔。第四章物理處理技術4.1過濾法過濾法是造紙廢水處理中的一種常用物理方法。該方法主要是通過過濾介質將廢水中的懸浮物和膠體顆粒攔截下來，從而達到凈化廢水的目的。根據過濾介質的不同，過濾法可分為以下幾種：（1）砂濾法：采用石英砂、活性炭等過濾介質，對廢水中的懸浮物進行攔截。該方法操作簡便，處理效果良好，但過濾速度較慢。（2）布濾法：采用布質過濾介質，如滌綸布、丙綸布等，對廢水中的懸浮物進行攔截。該方法過濾速度較快，但過濾效果相對較差。（3）膜濾法：采用微孔膜、超濾膜等作為過濾介質，對廢水中的懸浮物和膠體顆粒進行攔截。該方法處理效果好，但設備投資較高，運行成本較大。4.2沉淀法沉淀法是利用廢水中的懸浮物和膠體顆粒在重力作用下沉降，從而實現廢水凈化的方法。根據沉淀過程的不同，沉淀法可分為以下幾種：（1）自然沉淀：將廢水靜置一段時間，使懸浮物自然沉降。該方法簡單易行，但處理效果較差，適用于處理低濃度廢水。（2）絮凝沉淀：在廢水中加入絮凝劑，使懸浮物聚集成較大的絮體，然后進行沉降。該方法處理效果較好，適用于處理高濃度廢水。（3）氣浮法：向廢水中通入微小氣泡，使懸浮物附著在氣泡上浮至水面，然后進行撇除。該方法處理效果好，但設備投資較高，運行成本較大。4.3離心分離法離心分離法是利用廢水中的懸浮物和膠體顆粒在離心力作用下的沉降速度差異，實現廢水凈化的方法。該方法具有處理速度快、效果好、占地面積小等優(yōu)點。根據離心設備的不同，離心分離法可分為以下幾種：（1）水力旋流器：利用廢水在旋流器中的旋轉運動，使懸浮物受到離心力作用而沉降。該方法設備簡單，運行成本低，但處理效果相對較差。（2）離心分離機：采用高速旋轉的離心機，使廢水中的懸浮物在離心力作用下沉降。該方法處理效果好，但設備投資較高，運行成本較大。（3）管式離心機：利用管式離心機的高速旋轉，使廢水中的懸浮物在離心力作用下沉降。該方法處理效果好，設備投資適中，運行成本較低。第五章化學處理技術5.1混凝沉淀法混凝沉淀法是造紙廢水處理中常用的化學處理技術之一。該技術主要通過向廢水中加入混凝劑，使廢水中的懸浮物和膠體顆粒聚集成較大的絮體，然后通過沉淀或浮選等方式將其去除。常用的混凝劑包括鋁鹽、鐵鹽、高分子聚合物等。在造紙廢水的混凝沉淀處理過程中，首先需要確定適合的混凝劑種類和劑量。針對不同類型的造紙廢水，需要通過實驗確定最佳的混凝劑選擇和投加量，以保證處理效果和經濟效益的平衡。同時還需要考慮混凝劑的溶解度、混凝時間、pH值等因素對處理效果的影響?；炷恋矸ǖ膬?yōu)點在于操作簡單、處理效果好，能夠有效去除廢水中的懸浮物和有機物。但是該技術也存在一些限制，如對某些特殊污染物的去除效果較差，同時會產生大量的污泥需要進一步處理。5.2氧化還原法氧化還原法是利用氧化劑或還原劑將廢水中的有機物質或有害物質轉化為無害物質或降低其毒性的化學處理技術。在造紙廢水處理中，氧化還原法主要用于降解廢水中難降解的有機物和去除色度。常見的氧化劑包括過氧化氫、臭氧、過氧化鈉等，而常見的還原劑包括亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等。根據具體的廢水成分和處理要求，選擇適合的氧化劑或還原劑，并確定最佳的劑量和處理條件。氧化還原法具有處理效果穩(wěn)定、適應性強、能同時去除多種污染物等優(yōu)點。但是該技術的處理成本相對較高，且操作過程中需嚴格控制劑量和反應條件，以避免對環(huán)境造成二次污染。5.3電解法電解法是一種利用電流在廢水中的電解質溶液中產生氧化還原反應，以達到處理廢水的目的。在造紙廢水處理中，電解法常用于去除廢水中的有機物、懸浮物和重金屬離子等。電解法的處理過程主要包括電解氧化、電解還原和電解絮凝等步驟。通過調節(jié)電流大小和電解時間，可以實現對廢水中污染物的去除和轉化。電解法的優(yōu)點在于操作簡便、處理效果穩(wěn)定，能夠同時去除多種污染物。電解法還可以減少污泥產生量，降低處理成本。但是電解法的處理能耗較高，對設備要求較高，且不適合處理高濃度廢水。第六章生物處理技術6.1好氧生物處理技術6.1.1技術概述好氧生物處理技術是利用微生物在好氧條件下對造紙廢水中的有機污染物進行降解的一種方法。該方法具有處理效率高、運行穩(wěn)定、操作簡便等優(yōu)點，在造紙廢水處理中得到廣泛應用。6.1.2技術原理好氧生物處理技術主要依靠微生物的代謝作用，將廢水中的有機污染物轉化為無害物質。微生物通過攝取廢水中的有機物，將其轉化為自身生長所需的營養(yǎng)物質，同時產生二氧化碳、水等無害物質。6.1.3技術分類好氧生物處理技術主要包括活性污泥法、生物膜法、好氧濾池法等。6.1.4技術特點與應用活性污泥法：適用于處理有機負荷較高的造紙廢水，具有良好的脫氮除磷效果。但占地面積較大，運行成本較高。生物膜法：適用于處理低濃度造紙廢水，具有占地面積小、運行成本低等優(yōu)點。但處理效果相對較差，對水質波動敏感。好氧濾池法：適用于處理中低濃度造紙廢水，具有處理效率高、運行穩(wěn)定、占地面積小等優(yōu)點。但運行成本較高。6.2厭氧生物處理技術6.2.1技術概述厭氧生物處理技術是利用厭氧微生物在缺氧條件下對造紙廢水中的有機污染物進行降解的一種方法。該方法具有能耗低、產泥量少、耐沖擊負荷能力強等優(yōu)點。6.2.2技術原理厭氧生物處理技術通過厭氧微生物的作用，將廢水中的有機污染物轉化為甲烷、二氧化碳等無害氣體。厭氧微生物在缺氧條件下，通過還原二氧化碳、氧化有機物等途徑獲取能量。6.2.3技術分類厭氧生物處理技術主要包括UASB（上流式厭氧污泥床）、EGSB（膨脹顆粒污泥床）、IC（內置循環(huán)）等。6.2.4技術特點與應用UASB：適用于處理高濃度造紙廢水，具有處理效率高、運行穩(wěn)定、產泥量少等優(yōu)點。但占地面積較大，對水質波動敏感。EGSB：適用于處理低濃度造紙廢水，具有處理效率高、運行穩(wěn)定、占地面積小等優(yōu)點。但運行成本較高。IC：適用于處理中低濃度造紙廢水，具有處理效率高、運行穩(wěn)定、占地面積小等優(yōu)點。但設備投資較高，運行成本相對較高。6.3混合生物處理技術6.3.1技術概述混合生物處理技術是將好氧生物處理技術和厭氧生物處理技術相結合的一種方法。該方法充分發(fā)揮了好氧生物處理和厭氧生物處理的優(yōu)勢，提高了造紙廢水的處理效果。6.3.2技術原理混合生物處理技術通過在好氧生物處理階段和厭氧生物處理階段之間設置過渡區(qū)，使好氧生物處理和厭氧生物處理相互補充，提高造紙廢水的處理效果。6.3.3技術分類混合生物處理技術主要包括A2/O（厭氧/好氧）、SBR（序批式活性污泥法）、MBR（膜生物反應器）等。6.3.4技術特點與應用A2/O：適用于處理含氮量較高的造紙廢水，具有良好的脫氮效果。但占地面積較大，運行成本較高。SBR：適用于處理中低濃度造紙廢水，具有處理效率高、運行穩(wěn)定、占地面積小等優(yōu)點。但操作復雜，對水質波動敏感。MBR：適用于處理低濃度造紙廢水，具有處理效率高、運行穩(wěn)定、占地面積小等優(yōu)點。但設備投資較高，運行成本相對較高。第七章深度處理技術7.1膜分離技術膜分離技術是一種利用半透膜的選擇性透過功能，實現溶液中溶質和溶劑分離的方法。在造紙廢水深度處理中，膜分離技術具有高效、環(huán)保、操作簡便等特點。7.1.1膜分離技術的原理膜分離技術主要包括微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透（RO）等。其原理主要是利用膜的孔徑大小和親疏水性，實現對溶液中不同組分的分離。在造紙廢水中，膜分離技術能夠有效去除懸浮物、膠體、細菌等污染物。7.1.2膜分離技術在造紙廢水中的應用膜分離技術在造紙廢水中的應用主要包括預處理、深度處理和回用等方面。預處理階段，膜分離技術可用于去除廢水中的懸浮物和膠體，降低后續(xù)處理單元的負荷。深度處理階段，膜分離技術可進一步提高廢水的水質，滿足排放標準或回用要求。回用階段，膜分離技術可用于制備工藝用水，實現廢水資源的循環(huán)利用。7.2吸附法吸附法是利用吸附劑對廢水中的污染物進行吸附，從而實現廢水凈化的一種方法。在造紙廢水深度處理中，吸附法具有操作簡單、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點。7.2.1吸附法的原理吸附法主要包括物理吸附和化學吸附。物理吸附是利用吸附劑表面的物理作用力將污染物吸附在其表面；化學吸附則是利用吸附劑表面的化學作用力與污染物發(fā)生化學反應，從而實現吸附。造紙廢水中的污染物主要包括有機物、重金屬離子等，吸附法對這些污染物具有較高的去除效果。7.2.2吸附劑的選擇與應用吸附劑的選擇是吸附法處理造紙廢水的關鍵。常用的吸附劑有活性炭、硅藻土、離子交換樹脂等?；钚蕴烤哂休^大的比表面積和優(yōu)異的吸附功能，適用于處理有機物含量較高的廢水；硅藻土對重金屬離子具有較高的吸附能力；離子交換樹脂則適用于去除廢水中的離子污染物。7.3納米技術納米技術是利用納米材料的特殊功能，實現對廢水污染物的高效去除。在造紙廢水深度處理中，納米技術具有很大的應用潛力。7.3.1納米技術的原理納米材料具有比表面積大、活性高、反應速度快等特點，能夠與廢水中的污染物發(fā)生物理、化學或生物反應，從而實現污染物的去除。納米技術主要包括納米零價鐵、納米TiO2、納米碳等。7.3.2納米技術在造紙廢水中的應用納米技術在造紙廢水處理中的應用主要包括降解有機物、去除重金屬離子、提高廢水可生化性等方面。納米零價鐵具有強還原性，能夠有效降解廢水中的有機污染物；納米TiO2在紫外光照射下，能產生強烈的氧化作用，降解廢水中的有機物；納米碳則具有優(yōu)異的吸附功能，可用于去除廢水中的重金屬離子。通過以上深度處理技術的研究，有望為造紙廢水處理提供更加高效、環(huán)保的解決方案。第八章造紙廢水處理組合工藝8.1預處理與物理處理組合工藝預處理與物理處理組合工藝是造紙廢水處理的重要環(huán)節(jié)。預處理主要包括格柵、沉砂池、調節(jié)池等設施，目的是去除廢水中的懸浮物、漂浮物和部分有機物。物理處理主要包括混凝沉淀、氣浮、過濾等方法，用于進一步降低廢水中的懸浮物和部分有機物。預處理與物理處理組合工藝的優(yōu)勢在于：1）提高廢水的可生化性，為后續(xù)的生物處理創(chuàng)造有利條件；2）降低廢水的懸浮物和有機物濃度，減輕后續(xù)處理單元的負荷；3）降低處理成本，提高處理效率。8.2化學處理與生物處理組合工藝化學處理與生物處理組合工藝是造紙廢水處理的常用方法?；瘜W處理主要包括絮凝、氧化、還原、中和等方法，用于去除廢水中的重金屬、難降解有機物等污染物。生物處理主要包括好氧生物處理、厭氧生物處理等方法，用于降解廢水中的有機物?；瘜W處理與生物處理組合工藝的優(yōu)勢在于：1）充分發(fā)揮化學處理和生物處理各自的優(yōu)勢，實現造紙廢水的深度處理；2）提高廢水的處理效果，降低污染物排放濃度；3）具有良好的經濟性和可行性。8.3深度處理與回用技術深度處理與回用技術是造紙廢水處理的關鍵環(huán)節(jié)。深度處理主要包括活性炭吸附、膜分離、高級氧化等方法，用于進一步去除廢水中的難降解有機物、異味物質等?；赜眉夹g主要包括廢水再生利用、回用水制備等，旨在實現造紙廢水的資源化和循環(huán)利用。深度處理與回用技術的優(yōu)勢在于：1）提高廢水的處理效果，滿足排放標準；2）減少新鮮水資源的消耗，降低造紙企業(yè)的生產成本；3）實現造紙廢水的資源化利用，減輕環(huán)境壓力。第九章造紙廢水處理設施運行與管理9.1設施運行管理9.1.1運行管理目標造紙廢水處理設施的運行管理目標在于保證廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運行，降低廢水污染物排放濃度，滿足國家和地方環(huán)保法規(guī)的要求。9.1.2運行管理制度（1）建立完善的運行管理制度，明確各崗位職責，保證廢水處理設施的正常運行；（2）制定廢水處理設施操作規(guī)程，規(guī)范操作人員行為；（3）建立健全廢水處理設施維護保養(yǎng)制度，保證設備處于良好狀態(tài)。9.1.3運行管理措施（1）加強廢水處理設施運行監(jiān)測，實時掌握廢水處理效果；（2）定期檢查設備運行狀況，發(fā)覺問題及時處理；（3）定期對廢水處理設施進行維護保養(yǎng)，保證設備正常運行；（4）加強廢水處理設施操作人員的培訓，提高操作水平。9.2廢水處理效果評價9.2.1評價指標廢水處理效果評價主要包括以下指標：化學需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、懸浮物（SS）、氨氮（NH3N）、總氮（TN）、總磷（TP）等。9.2.2評價方法（1）對廢水處理設施進、出水水質進行定期監(jiān)測，分析污染物去除效果；（2）采用國家標準方法對廢水處理效果進行評價；（3）對廢水處理設施運行數據進行統(tǒng)計分析，評估廢水處理效果。9.3廢水處理成本分析9.3.1成本構成造紙廢水處理成本主要包括：設備投資成本、運行維護成本、廢水處理藥劑成本、污泥處理成本等。9.3.2成本計算方法（1）設備投資成本：根據廢水處理設施的設計規(guī)模、設備選型及市場價格計算；（2）運行維護成本：包括設備維護保養(yǎng)、人工成本、電費、水費等；（3）廢水處理藥劑成本：根據廢水處理過程中所需藥劑的種類、用量及市場價格計算；（4）污泥處理成本：根據污泥處理方法、處理規(guī)模及市場價格計算。9.3.3成本優(yōu)化措施（1）優(yōu)化