造紙廢水處理工藝分析

PAGEPAGE1造紙廢水處理工藝分析1.引言造紙工業(yè)作為我國傳統(tǒng)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要作用。然而，造紙工業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢水，其中含有大量的有機物、懸浮物、色度等污染物，對環(huán)境造成嚴重影響。因此，對造紙廢水進行處理，使其達到排放標準，對保護環(huán)境、促進造紙工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。2.造紙廢水特點造紙廢水主要來源于制漿和造紙兩個過程。制漿廢水含有大量的木質(zhì)素、半纖維素、樹脂酸等有機物，以及少量的懸浮物、色度和毒性物質(zhì)；造紙廢水則含有大量的細小纖維、填料、膠料等有機物，以及一定量的懸浮物和色度。造紙廢水具有以下特點：1.有機物濃度高：COD（化學需氧量）一般在200010000mg/L之間，BOD（生化需氧量）在10006000mg/L之間。2.懸浮物含量高：SS（懸浮物）一般在2002000mg/L之間。3.色度較高：色度一般在100500倍之間。4.溫度高：造紙廢水溫度一般在3040℃之間。5.pH值波動大：制漿廢水pH值一般在68之間，造紙廢水pH值一般在79之間。3.造紙廢水處理工藝造紙廢水處理工藝主要包括物理法、化學法、生物法及其組合工藝。以下對幾種常見的造紙廢水處理工藝進行分析。3.1物理法物理法主要包括格柵、沉淀、氣浮、過濾等工藝，主要用于去除造紙廢水中的懸浮物、部分有機物和色度。1.格柵：用于去除廢水中的大顆粒懸浮物和漂浮物，減輕后續(xù)處理設(shè)施的負擔。2.沉淀：利用重力作用使廢水中的懸浮物沉降，從而達到去除懸浮物的目的。3.氣?。和ㄟ^向廢水中注入微小氣泡，使懸浮物和氣泡粘附在一起，從而實現(xiàn)去除懸浮物的目的。4.過濾：通過過濾介質(zhì)（如砂、活性炭等）對廢水進行過濾，去除懸浮物和部分有機物。3.2化學法化學法主要包括中和、絮凝、氧化、吸附等工藝，主要用于去除造紙廢水中的有機物、懸浮物、色度和部分毒性物質(zhì)。1.中和：通過向廢水中加入酸或堿，調(diào)整pH值，使其達到中性，有利于后續(xù)處理設(shè)施的運行。2.絮凝：向廢水中加入絮凝劑，使細小懸浮物聚集成較大顆粒，便于沉淀或氣浮去除。3.氧化：利用氧化劑（如氯、臭氧、過氧化氫等）對廢水中的有機物進行氧化分解，降低COD和BOD。4.吸附：利用活性炭等吸附材料對廢水中的有機物、色度和部分毒性物質(zhì)進行吸附去除。3.3生物法生物法主要包括好氧生物處理、厭氧生物處理和好氧厭氧組合工藝，主要用于去除造紙廢水中的有機物、懸浮物和部分氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。1.好氧生物處理：通過好氧微生物對廢水中的有機物進行氧化分解，轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，從而降低COD和BOD。常見的好氧生物處理工藝有活性污泥法、生物膜法等。2.厭氧生物處理：通過厭氧微生物對廢水中的有機物進行分解，產(chǎn)生甲烷和CO2，從而降低COD和BOD。常見的厭氧生物處理工藝有UASB（上流式厭氧污泥床）、EGSB（膨脹顆粒污泥床）等。3.好氧厭氧組合工藝：將好氧生物處理和厭氧生物處理組合使用，以提高廢水處理效果。常見的組合工藝有A2/O（厭氧缺氧好氧）、UCT（UniversityofCapeTown）等。4.組合工藝針對造紙廢水的特點，單一的處理工藝往往難以達到理想的處理效果。因此，實際工程中常采用多種工藝組合的方式進行處理。常見的組合工藝有：1.物理法化學法：先通過物理法去除懸浮物和部分有機物，再通過化學法去除剩余的有機物、色度和部分毒性物質(zhì)。2.化學法生物法：先通過化學法調(diào)整廢水pH值、去除部分有機物和色度，再通過生物法去除剩余的有機物和懸浮物。3.物理法化學法生物法：先通過物理法去除大顆粒懸浮物，再通過化學法去除有機物、色度和部分毒性物質(zhì)，通過生物法去除剩余的有機物和懸浮物。5重點關(guān)注的細節(jié)是：生物法處理工藝。5.1生物法處理工藝的重要性生物法處理工藝在造紙廢水處理中占有重要地位，因為它能夠有效降解廢水中的有機物，同時通過微生物的作用將有機污染物轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，如二氧化碳和水。生物法還能去除廢水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，減輕對水體的富營養(yǎng)化影響。生物法具有處理效果好、運行成本低、操作管理簡便等優(yōu)點，因此在造紙廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。5.2好氧生物處理工藝的詳細說明好氧生物處理工藝主要包括活性污泥法和生物膜法?；钚晕勰喾ɑ钚晕勰喾ㄊ且环N常見的好氧生物處理工藝，它通過向廢水中通入充足的氧氣，使好氧微生物在曝氣池中大量繁殖，形成活性污泥?；钚晕勰嗑哂形?、氧化分解有機物的能力，能夠有效降低廢水中的COD和BOD?；钚晕勰喾ǖ奶幚磉^程主要包括以下幾個階段：1.吸附階段：廢水進入曝氣池后，活性污泥中的微生物吸附廢水中的有機物，形成生物絮體。2.氧化階段：在曝氣的作用下，微生物對吸附的有機物進行氧化分解，轉(zhuǎn)化為CO2、H2O和新的微生物細胞。3.沉淀階段：處理后的廢水進入沉淀池，活性污泥在重力作用下沉降，上清液流出，污泥部分回流至曝氣池，部分排出系統(tǒng)?；钚晕勰喾ǖ膬?yōu)點是處理效果好，適應(yīng)性強，能夠處理各種濃度的有機廢水。但缺點是運行管理要求高，需要嚴格控制曝氣池中的溶解氧、污泥濃度、pH值等參數(shù)。生物膜法生物膜法是另一種好氧生物處理工藝，它利用固定在填料表面的生物膜對廢水中的有機物進行氧化分解。生物膜由微生物、廢水中的懸浮固體和微生物分泌物組成，具有良好的吸附和降解能力。生物膜法的處理過程主要包括以下幾個階段：1.掛膜階段：新裝的填料在運行初期，微生物會逐漸附著在填料表面，形成生物膜。2.運行階段：廢水通過填料層，生物膜對廢水中的有機物進行吸附和降解，轉(zhuǎn)化為CO2、H2O和新的生物膜。3.沖刷階段：隨著生物膜的增厚，需要定期對填料進行沖刷，去除老化的生物膜，保持生物膜的活性。生物膜法的優(yōu)點是運行穩(wěn)定，抗沖擊負荷能力強，污泥產(chǎn)量低。但缺點是填料易堵塞，需要定期清洗，且對廢水的溫度和pH值有一定要求。5.3厭氧生物處理工藝的詳細說明厭氧生物處理工藝主要包括UASB和EGSB。UASB（上流式厭氧污泥床）UASB是一種高效的厭氧處理工藝，適用于高濃度有機廢水的處理。在UASB反應(yīng)器中，廢水從底部進入，向上流經(jīng)污泥床，污泥中的厭氧微生物對廢水中的有機物進行分解，產(chǎn)生甲烷和CO2。UASB的處理過程主要包括以下幾個階段：1.水解階段：大分子有機物在厭氧條件下被水解為小分子有機物。2.酸化階段：小分子有機物被進一步轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸（VFA）。3.產(chǎn)甲烷階段：VFA在產(chǎn)甲烷菌的作用下轉(zhuǎn)化為甲烷和CO2。UASB的優(yōu)點是處理效率高，能耗低，剩余污泥量少。但缺點是對廢水的溫度和pH值要求嚴格，啟動時間長，運行管理復雜。EGSB（膨脹顆粒污泥床）EGSB是在UASB的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高效厭氧處理工藝，通過提高反應(yīng)器的上升流速，使污泥床膨脹，從而提高有機物的去除效率和產(chǎn)氣率。EGSB的處理過程與UASB類似，但在以下幾個方面有所不同：1.高速上升流：EGSB采用較高的上升流速（310m/h），使污泥床膨脹，增加廢水與污泥的接觸面積。2.污泥顆?；篍GSB中的污泥顆粒化程度更高，有利于提高污泥的沉降性能和降解能力。3.溫度和pH值控制：EGSB對廢水的溫度和pH值要求更為嚴格，以保證厭氧微生物的正常運行。EGSB的優(yōu)點是處理效率高，占地面積小，抗沖擊負荷能力強。但缺點是運行管理要求高，需要精確控制上升流速和溫度等參數(shù)。5.4好氧厭氧組合工藝的詳細說明好氧厭氧組合工藝能夠充分發(fā)揮好氧和厭氧生物處理的優(yōu)點，提高造紙廢水的處理效果。A2/O（厭氧缺氧好氧）工藝A2/O工藝是一種常見的厭氧缺氧好氧組合工藝，適用于同時去除有機物和氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)。該工藝將厭氧、缺氧和好氧三個過程有機結(jié)合，實現(xiàn)了廢水的深度處理。A2/O工藝的處理過程主要包括以下幾個階段：1.厭氧區(qū)：廢水進入?yún)捬鯀^(qū)，在這里，廢水中的有機物在厭氧微生物的作用下轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），同時，部分氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)通過厭氧微生物的作用轉(zhuǎn)化為生物聚合物。2.缺氧區(qū)：廢水隨后流入缺氧區(qū)，缺氧區(qū)中的反硝化細菌利用硝酸鹽作為電子受體，將有機物轉(zhuǎn)化為氮氣，實現(xiàn)脫氮。3.好氧區(qū)：廢水進入好氧區(qū)，好氧微生物將剩余的有機物氧化分解，同時進行硝化作用，將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。A2/O工藝的優(yōu)點是能夠同時去除有機物、氮和磷，適用于處理含有較高濃度氮、磷的造紙廢水。但缺點是工藝流程較長，運行管理相對復雜。UCT工藝UCT工藝是另一種厭氧缺氧好氧組合工藝，與A2/O工藝相比，UCT工藝在缺氧區(qū)前增加了一個厭氧選擇區(qū)，用于提高污泥的沉降性能和反硝化效果。UCT工藝的處理過程主要包括以下幾個階段：1.厭氧選擇區(qū)：廢水進入?yún)捬踹x擇區(qū)，這里的污泥在厭氧條件下進行選擇，提高了污泥的沉降性能。2.缺氧區(qū)：廢水隨后流入缺氧區(qū)，反硝化細菌利用硝酸鹽進行反硝化作用，同時部分有機物被降解。3.好氧區(qū)：廢水進入好氧區(qū)，進行有機物的氧化分解和硝化作用。UCT工藝的優(yōu)點是能夠提高污泥的沉降性能，減少污泥流失，同時提高脫氮效果。但缺點是工藝流程較長，運行管理復雜。5.5生物法處理工藝的選擇與優(yōu)化在選擇生物法處理工藝時，需要考慮造紙廢水的特點、處理要求、經(jīng)濟成本和管理水平等因素。通常，對于高濃度有機廢水，可以優(yōu)先考慮厭氧生物處理工藝，如UASB或EGSB，以實現(xiàn)高效能源回收。對于中低濃度有機廢水，可以采用好氧生物處理工藝，如活性污泥法或生物膜法，以實現(xiàn)有機物的深度降解。在實際運行中，為了提高生物法處理工藝的效果，可以采取以下優(yōu)化措施：1.調(diào)整廢水pH值：保持廢水pH值在適宜范圍內(nèi)，有利于微生物的生長