造纸废水处理基础课程

PAGEPAGE1造纸废水处理基础课程1.引言造纸工业是国民经济的重要支柱，同时也是一个典型的资源消耗型和环境污染型行业。在造纸过程中，废水产生量巨大，其中含有大量的有机物、悬浮物、色度等污染物质，若不经过有效处理，将对环境造成严重污染。因此，造纸废水处理技术的研究与应用显得尤为重要。本课程旨在介绍造纸废水处理的基础知识、常用处理技术及其在实际工程中的应用。2.造纸废水特点及危害2.1造纸废水特点造纸废水主要来源于制浆和造纸两个过程。制浆废水分为化学制浆废水和半化学制浆废水，其中化学制浆废水含有大量有毒有害物质，如木质素、硫化物、氰化物等；半化学制浆废水则含有较高的COD、BOD和SS等。造纸废水主要来源于纸张的抄造、涂布、加工等工序，其污染负荷相对较低，但色度和悬浮物含量较高。2.2造纸废水危害造纸废水对环境的危害主要体现在以下几个方面：（1）对水体的污染：造纸废水中的有机物、悬浮物等污染物质进入水体后，会消耗水中的溶解氧，导致水体富营养化，影响水生生物的生存。（2）对土壤的污染：造纸废水中的有害物质渗入土壤，会破坏土壤结构，降低土壤肥力，甚至导致土壤重金属污染。（3）对人体健康的危害：造纸废水中的有毒有害物质可能通过食物链进入人体，对人体健康造成潜在威胁。3.造纸废水处理技术3.1物理法物理法主要包括格栅、沉淀、气浮、过滤等工艺，用于去除造纸废水中的悬浮物、部分有机物和色度等。物理法操作简单，投资较低，但处理效果有限，通常作为预处理或辅助处理手段。3.2化学法化学法主要包括混凝、中和、氧化等工艺，通过添加化学药剂，使造纸废水中的污染物质发生化学反应，从而达到去除污染物的目的。化学法处理效果好，但运行成本较高，且可能产生二次污染。3.3生物法生物法是利用微生物的新陈代谢作用，将造纸废水中的有机物转化为无害物质的方法。生物法主要包括活性污泥法、生物膜法、氧化塘等。生物法具有处理效果好、运行成本低、无二次污染等优点，但占地面积较大，运行管理要求较高。4.造纸废水处理工程实践4.1工程概述某造纸企业废水处理工程规模为10000m³/d，采用“物化预处理生化处理深度处理”的工艺路线。物化预处理包括格栅、沉淀、气浮等工艺，去除大部分悬浮物和部分有机物；生化处理采用活性污泥法，进一步降解有机物；深度处理采用砂滤池、活性炭吸附等工艺，提高出水水质。4.2工程设计（1）物化预处理：设置机械格栅、沉砂池、初沉池、气浮池等设施，去除悬浮物、部分有机物和色度。（2）生化处理：采用推流式活性污泥法，设置曝气池、二沉池等设施，降解有机物。（3）深度处理：设置砂滤池、活性炭吸附池等设施，提高出水水质。4.3工程运行效果经过处理后，造纸废水各项指标均达到国家排放标准，其中COD去除率达到90%以上，BOD去除率达到95%以上，SS去除率达到80%以上，色度去除率达到90%以上。5.结论造纸废水处理是保护水资源、防治水污染的重要措施。本课程介绍了造纸废水处理的基础知识、常用处理技术及其在实际工程中的应用。通过本课程的学习，学员可以了解造纸废水处理的基本原理和方法，为从事相关工作奠定基础。在实际工程中，应根据造纸废水的水质特点、排放标准等因素，选择合适的处理技术，实现废水处理的高效、稳定运行。同时，应不断研究和开发新型废水处理技术，提高我国造纸废水处理水平，为造纸行业的可持续发展做出贡献。重点关注的细节：生物法处理技术生物法处理技术是造纸废水处理中的一种常用方法，它利用微生物的新陈代谢作用，将废水中的有机物转化为无害物质。这种方法具有处理效果好、运行成本低、无二次污染等优点，因此在实际工程中得到了广泛应用。下面将详细介绍生物法处理技术的原理、分类、工艺流程以及在实际工程中的应用。1.生物法处理技术原理生物法处理技术是利用微生物对有机物的降解作用，将造纸废水中的有机物转化为无害物质的方法。在生物处理过程中，微生物通过吸附、吸收、吞噬等方式摄取废水中的有机物，经过新陈代谢作用，将有机物转化为CO2、H2O、NH3等无害物质，从而达到净化水质的目的。2.生物法处理技术分类根据微生物的存在状态和反应器类型，生物法处理技术可分为活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等。（1）活性污泥法：活性污泥法是一种常见的生物处理技术，其原理是利用微生物的吸附、吸收、吞噬等功能，将废水中的有机物降解为无害物质。活性污泥法具有处理效果好、适应性强、运行稳定等优点，但占地面积较大，运行管理要求较高。（2）生物膜法：生物膜法是利用固定在载体表面的微生物对废水中的有机物进行降解的方法。生物膜法具有微生物浓度高、抗冲击负荷能力强、占地面积小等优点，但载体材料的选取和更换成本较高。（3）氧化塘法：氧化塘法是利用自然水体中的微生物对废水中的有机物进行降解的方法。氧化塘法具有投资省、运行成本低、操作简便等优点，但占地面积大，受气候条件影响较大。3.生物法处理工艺流程生物法处理工艺主要包括预处理、生化处理和深度处理三个阶段。（1）预处理：预处理阶段主要去除废水中的悬浮物、部分有机物和色度等。常用的预处理方法有格栅、沉砂池、初沉池、气浮池等。（2）生化处理：生化处理阶段是生物法处理技术的核心部分，主要通过微生物的新陈代谢作用，将废水中的有机物降解为无害物质。常用的生化处理方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等。（3）深度处理：深度处理阶段是对生化处理后的出水进行进一步处理，提高出水水质。常用的深度处理方法有砂滤池、活性炭吸附池、反渗透等。4.生物法处理技术在工程中的应用某造纸企业废水处理工程采用生物法处理技术，处理规模为10000m³/d。工程采用“物化预处理生化处理深度处理”的工艺路线，其中生化处理采用活性污泥法。（1）物化预处理：设置机械格栅、沉砂池、初沉池、气浮池等设施，去除悬浮物、部分有机物和色度。（2）生化处理：采用推流式活性污泥法，设置曝气池、二沉池等设施，降解有机物。在生化处理过程中，通过控制溶解氧、污泥浓度、污泥龄等参数，实现高效、稳定的运行。（3）深度处理：设置砂滤池、活性炭吸附池等设施，提高出水水质。经过处理后，造纸废水各项指标均达到国家排放标准，其中COD去除率达到90%以上，BOD去除率达到95%以上，SS去除率达到80%以上，色度去除率达到90%以上。生物法处理技术在造纸废水处理中具有显著的优势，可实现高效、稳定的运行。在实际工程中，应根据造纸废水的水质特点、排放标准等因素，选择合适的生物法处理技术，实现废水处理的高效、稳定运行。同时，应不断研究和开发新型生物法处理技术，提高我国造纸废水处理水平，为造纸行业的可持续发展做出贡献。在生物法处理技术的具体应用中，以下几个关键点是需要重点关注的：1.微生物的选择和培养：生物法处理技术的核心是微生物，因此选择合适的微生物种类并对其进行有效的培养至关重要。不同的微生物对不同的有机物有特定的降解能力，因此需要根据造纸废水中的污染物种类来选择合适的菌种。微生物的培养条件，如温度、pH值、溶解氧等，都需要严格控制，以确保微生物能够有效地进行代谢活动。2.反应器的选择和设计：生物法处理技术中，反应器是微生物生长和代谢的场所。反应器的设计和选择直接影响到处理效果和运行成本。例如，活性污泥法中的曝气池需要保证足够的停留时间和充分的溶解氧供应，而生物膜法中的载体材料需要具有高比表面积和良好的生物亲和性。3.污泥处理和处置：生物法处理过程中会产生大量的污泥，污泥中含有大量的微生物和有机物，如果处理不当，可能会造成二次污染。因此，污泥的处理和处置是生物法处理技术中不可忽视的环节。常见的污泥处理方法包括浓缩、稳定、干化等，而污泥的最终处置包括土地利用、焚烧、填埋等。4.运行监控和管理：生物法处理技术的运行效果受到诸多因素的影响，如进水水质、温度、pH值、溶解氧等。因此，对处理系统的运行进行实时监控和调整是保证处理效果的关键。现代废水处理厂通常配备有自动化的监测和控制系统，能够根据实际情况自动调节工艺参数，保证系统的稳定运行。5.新技术的研发和应用：随着科学技术的不断发展，生物法处理技术也在不断进步。例如，生物强化技术通过添加特定的微生物或酶来提高对特