造紙廢水處理基礎(chǔ)課程

PAGEPAGE1造紙廢水處理基礎(chǔ)課程1.引言造紙工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，同時(shí)也是一個(gè)典型的資源消耗型和環(huán)境污染型行業(yè)。在造紙過程中，廢水產(chǎn)生量巨大，其中含有大量的有機(jī)物、懸浮物、色度等污染物質(zhì)，若不經(jīng)過有效處理，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，造紙廢水處理技術(shù)的研究與應(yīng)用顯得尤為重要。本課程旨在介紹造紙廢水處理的基礎(chǔ)知識(shí)、常用處理技術(shù)及其在實(shí)際工程中的應(yīng)用。2.造紙廢水特點(diǎn)及危害2.1造紙廢水特點(diǎn)造紙廢水主要來源于制漿和造紙兩個(gè)過程。制漿廢水分為化學(xué)制漿廢水和半化學(xué)制漿廢水，其中化學(xué)制漿廢水含有大量有毒有害物質(zhì)，如木質(zhì)素、硫化物、氰化物等；半化學(xué)制漿廢水則含有較高的COD、BOD和SS等。造紙廢水主要來源于紙張的抄造、涂布、加工等工序，其污染負(fù)荷相對(duì)較低，但色度和懸浮物含量較高。2.2造紙廢水危害造紙廢水對(duì)環(huán)境的危害主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）對(duì)水體的污染：造紙廢水中的有機(jī)物、懸浮物等污染物質(zhì)進(jìn)入水體后，會(huì)消耗水中的溶解氧，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，影響水生生物的生存。（2）對(duì)土壤的污染：造紙廢水中的有害物質(zhì)滲入土壤，會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤肥力，甚至導(dǎo)致土壤重金屬污染。（3）對(duì)人體健康的危害：造紙廢水中的有毒有害物質(zhì)可能通過食物鏈進(jìn)入人體，對(duì)人體健康造成潛在威脅。3.造紙廢水處理技術(shù)3.1物理法物理法主要包括格柵、沉淀、氣浮、過濾等工藝，用于去除造紙廢水中的懸浮物、部分有機(jī)物和色度等。物理法操作簡單，投資較低，但處理效果有限，通常作為預(yù)處理或輔助處理手段。3.2化學(xué)法化學(xué)法主要包括混凝、中和、氧化等工藝，通過添加化學(xué)藥劑，使造紙廢水中的污染物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到去除污染物的目的?；瘜W(xué)法處理效果好，但運(yùn)行成本較高，且可能產(chǎn)生二次污染。3.3生物法生物法是利用微生物的新陳代謝作用，將造紙廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的方法。生物法主要包括活性污泥法、生物膜法、氧化塘等。生物法具有處理效果好、運(yùn)行成本低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，但占地面積較大，運(yùn)行管理要求較高。4.造紙廢水處理工程實(shí)踐4.1工程概述某造紙企業(yè)廢水處理工程規(guī)模為10000m3/d，采用“物化預(yù)處理生化處理深度處理”的工藝路線。物化預(yù)處理包括格柵、沉淀、氣浮等工藝，去除大部分懸浮物和部分有機(jī)物；生化處理采用活性污泥法，進(jìn)一步降解有機(jī)物；深度處理采用砂濾池、活性炭吸附等工藝，提高出水水質(zhì)。4.2工程設(shè)計(jì)（1）物化預(yù)處理：設(shè)置機(jī)械格柵、沉砂池、初沉池、氣浮池等設(shè)施，去除懸浮物、部分有機(jī)物和色度。（2）生化處理：采用推流式活性污泥法，設(shè)置曝氣池、二沉池等設(shè)施，降解有機(jī)物。（3）深度處理：設(shè)置砂濾池、活性炭吸附池等設(shè)施，提高出水水質(zhì)。4.3工程運(yùn)行效果經(jīng)過處理后，造紙廢水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，其中COD去除率達(dá)到90%以上，BOD去除率達(dá)到95%以上，SS去除率達(dá)到80%以上，色度去除率達(dá)到90%以上。5.結(jié)論造紙廢水處理是保護(hù)水資源、防治水污染的重要措施。本課程介紹了造紙廢水處理的基礎(chǔ)知識(shí)、常用處理技術(shù)及其在實(shí)際工程中的應(yīng)用。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)員可以了解造紙廢水處理的基本原理和方法，為從事相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)造紙廢水的水質(zhì)特點(diǎn)、排放標(biāo)準(zhǔn)等因素，選擇合適的處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢水處理的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，應(yīng)不斷研究和開發(fā)新型廢水處理技術(shù)，提高我國造紙廢水處理水平，為造紙行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。重點(diǎn)關(guān)注的細(xì)節(jié)：生物法處理技術(shù)生物法處理技術(shù)是造紙廢水處理中的一種常用方法，它利用微生物的新陳代謝作用，將廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。這種方法具有處理效果好、運(yùn)行成本低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，因此在實(shí)際工程中得到了廣泛應(yīng)用。下面將詳細(xì)介紹生物法處理技術(shù)的原理、分類、工藝流程以及在實(shí)際工程中的應(yīng)用。1.生物法處理技術(shù)原理生物法處理技術(shù)是利用微生物對(duì)有機(jī)物的降解作用，將造紙廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的方法。在生物處理過程中，微生物通過吸附、吸收、吞噬等方式攝取廢水中的有機(jī)物，經(jīng)過新陳代謝作用，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CO2、H2O、NH3等無害物質(zhì)，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。2.生物法處理技術(shù)分類根據(jù)微生物的存在狀態(tài)和反應(yīng)器類型，生物法處理技術(shù)可分為活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等。（1）活性污泥法：活性污泥法是一種常見的生物處理技術(shù)，其原理是利用微生物的吸附、吸收、吞噬等功能，將廢水中的有機(jī)物降解為無害物質(zhì)?；钚晕勰喾ň哂刑幚硇Ч?、適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但占地面積較大，運(yùn)行管理要求較高。（2）生物膜法：生物膜法是利用固定在載體表面的微生物對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行降解的方法。生物膜法具有微生物濃度高、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，但載體材料的選取和更換成本較高。（3）氧化塘法：氧化塘法是利用自然水體中的微生物對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行降解的方法。氧化塘法具有投資省、運(yùn)行成本低、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，但占地面積大，受氣候條件影響較大。3.生物法處理工藝流程生物法處理工藝主要包括預(yù)處理、生化處理和深度處理三個(gè)階段。（1）預(yù)處理：預(yù)處理階段主要去除廢水中的懸浮物、部分有機(jī)物和色度等。常用的預(yù)處理方法有格柵、沉砂池、初沉池、氣浮池等。（2）生化處理：生化處理階段是生物法處理技術(shù)的核心部分，主要通過微生物的新陳代謝作用，將廢水中的有機(jī)物降解為無害物質(zhì)。常用的生化處理方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等。（3）深度處理：深度處理階段是對(duì)生化處理后的出水進(jìn)行進(jìn)一步處理，提高出水水質(zhì)。常用的深度處理方法有砂濾池、活性炭吸附池、反滲透等。4.生物法處理技術(shù)在工程中的應(yīng)用某造紙企業(yè)廢水處理工程采用生物法處理技術(shù)，處理規(guī)模為10000m3/d。工程采用“物化預(yù)處理生化處理深度處理”的工藝路線，其中生化處理采用活性污泥法。（1）物化預(yù)處理：設(shè)置機(jī)械格柵、沉砂池、初沉池、氣浮池等設(shè)施，去除懸浮物、部分有機(jī)物和色度。（2）生化處理：采用推流式活性污泥法，設(shè)置曝氣池、二沉池等設(shè)施，降解有機(jī)物。在生化處理過程中，通過控制溶解氧、污泥濃度、污泥齡等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。（3）深度處理：設(shè)置砂濾池、活性炭吸附池等設(shè)施，提高出水水質(zhì)。經(jīng)過處理后，造紙廢水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，其中COD去除率達(dá)到90%以上，BOD去除率達(dá)到95%以上，SS去除率達(dá)到80%以上，色度去除率達(dá)到90%以上。生物法處理技術(shù)在造紙廢水處理中具有顯著的優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)造紙廢水的水質(zhì)特點(diǎn)、排放標(biāo)準(zhǔn)等因素，選擇合適的生物法處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢水處理的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，應(yīng)不斷研究和開發(fā)新型生物法處理技術(shù)，提高我國造紙廢水處理水平，為造紙行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。在生物法處理技術(shù)的具體應(yīng)用中，以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是需要重點(diǎn)關(guān)注的：1.微生物的選擇和培養(yǎng)：生物法處理技術(shù)的核心是微生物，因此選擇合適的微生物種類并對(duì)其進(jìn)行有效的培養(yǎng)至關(guān)重要。不同的微生物對(duì)不同的有機(jī)物有特定的降解能力，因此需要根據(jù)造紙廢水中的污染物種類來選擇合適的菌種。微生物的培養(yǎng)條件，如溫度、pH值、溶解氧等，都需要嚴(yán)格控制，以確保微生物能夠有效地進(jìn)行代謝活動(dòng)。2.反應(yīng)器的選擇和設(shè)計(jì)：生物法處理技術(shù)中，反應(yīng)器是微生物生長和代謝的場所。反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和選擇直接影響到處理效果和運(yùn)行成本。例如，活性污泥法中的曝氣池需要保證足夠的停留時(shí)間和充分的溶解氧供應(yīng)，而生物膜法中的載體材料需要具有高比表面積和良好的生物親和性。3.污泥處理和處置：生物法處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，污泥中含有大量的微生物和有機(jī)物，如果處理不當(dāng)，可能會(huì)造成二次污染。因此，污泥的處理和處置是生物法處理技術(shù)中不可忽視的環(huán)節(jié)。常見的污泥處理方法包括濃縮、穩(wěn)定、干化等，而污泥的最終處置包括土地利用、焚燒、填埋等。4.運(yùn)行監(jiān)控和管理：生物法處理技術(shù)的運(yùn)行效果受到諸多因素的影響，如進(jìn)水水質(zhì)、溫度、pH值、溶解氧等。因此，對(duì)處理系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整是保證處理效果的關(guān)鍵。現(xiàn)代廢水處理廠通常配備有自動(dòng)化的監(jiān)測和控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。5.新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生物法處理技術(shù)也在不斷進(jìn)步。例如，生物強(qiáng)化技術(shù)通過添加特定的微生物或酶來提高對(duì)特