造纸行业废水处理与资源回收利用最佳实践方案

造纸行业废水处理与资源回收利用最佳实践方案TOC\o"1-2"\h\u6257第一章废水处理概述 338501.1废水来源及特点 3106111.2废水处理重要性 418247第二章废水预处理技术 4121792.1废水预处理方法 4221522.1.1物理法 447482.1.2化学法 467882.1.3生物法 488332.2预处理设备选型 5284302.2.1格栅和筛网 5202942.2.2气浮设备 5170782.2.3沉砂池 5151212.3预处理工艺优化 5279492.3.1混凝剂的选用和优化 530072.3.2絮凝剂的选用和优化 5158862.3.3生物处理工艺的优化 514077第三章物理处理方法 6119723.1沉淀法 6105333.2过滤法 6144833.3离心分离法 625481第四章化学处理方法 661694.1混凝沉淀法 7221404.2氧化还原法 7209404.3电解法 77270第五章生物处理方法 8100255.1好氧生物处理 898835.1.1概述 8273275.1.2好氧生物处理工艺 8127575.1.3好氧生物处理优缺点 8207975.2厌氧生物处理 8182965.2.1概述 841285.2.2厌氧生物处理工艺 9312485.2.3厌氧生物处理优缺点 9242545.3生物膜法 9160385.3.1概述 9216985.3.2生物膜法工艺 945815.3.3生物膜法优缺点 914666第六章废水深度处理技术 9202526.1膜分离技术 9123696.2吸附法 942606.3超临界水氧化法 1024583第七章资源回收利用 10277047.1黑液资源化 10138917.1.1概述 10131157.1.2碱回收法 10302647.1.3生物处理法 11240687.1.4物理化学法 11146047.2白液资源化 11170567.2.1概述 1182067.2.2木质素资源化 11314157.2.3糖类资源化 11116657.3废水资源化 11147037.3.1概述 1186407.3.2物理处理法 1165277.3.3化学处理法 11253127.3.4生物处理法 12278617.3.5膜分离技术 1229918第八章废水处理设施运行与管理 1288298.1设施运行维护 12251188.1.1日常巡检 12155328.1.2定期保养 12184028.1.3故障处理 12245938.1.4备品备件管理 1227528.2自动控制系统 1238158.2.1控制系统设计 1271768.2.2控制系统实施 13300418.2.3控制系统维护 13161278.3废水处理设施安全与环保要求 1367058.3.1安全管理 13300478.3.2环保要求 137668第九章环境监测与评价 13134459.1废水监测方法 13173619.2环境影响评价 14207689.3污染防治效果评价 146924第十章造纸行业废水处理与资源回收利用案例 151572510.1典型案例解析 15532910.1.1案例背景 152207910.1.2案例实施 152907510.1.3案例成效 15753010.2技术创新与产业发展 15265510.2.1技术创新 152976110.2.2产业发展 162401210.3政策法规与产业政策 161619810.3.1政策法规 161777910.3.2产业政策 16第一章废水处理概述1.1废水来源及特点造纸行业废水主要来源于生产过程中的多个环节，包括制浆、洗涤、漂白、造纸及废纸回收等。以下为废水的主要来源及特点：（1）制浆过程废水：制浆过程中，木材等原料经过机械或化学方法处理，纸浆。此过程中产生的废水主要包括黑液、中段废水和白水。黑液含有大量木质素、碱和有机硫化物，呈碱性，色度深，有机物浓度高；中段废水含有较多的悬浮物、细小纤维和溶解性固体；白水则含有较多的细小纤维、填料和化学品。（1）洗涤过程废水：在制浆和漂白过程中，需要对纸浆进行洗涤，以去除残留的化学物质和杂质。洗涤过程中产生的废水含有较多的悬浮物、溶解性固体和有机物。（2）漂白过程废水：漂白过程中，废水主要含有漂白剂、氧化剂和还原剂等化学物质，以及残留的木质素、色素等有机物。（3）造纸过程废水：造纸过程中，废水主要来源于纸机白水、真空泵排放水和造纸废水。纸机白水含有较多的细小纤维、填料和化学品；真空泵排放水含有较多的悬浮物和溶解性固体；造纸废水则含有较多的悬浮物、有机物和重金属。（4）废纸回收废水：废纸回收过程中，废水主要含有废纸中的油墨、胶粘剂和其他杂质。造纸行业废水具有以下特点：（1）废水量大：造纸行业废水产量较大，对环境造成较大的压力。（2）污染物浓度高：废水中含有大量的悬浮物、有机物和重金属等污染物，对水环境造成严重污染。（3）水质变化大：废水水质受生产过程、原料和工艺等因素影响，波动较大。（4）处理难度大：废水中的污染物种类繁多，处理方法复杂，对技术要求较高。1.2废水处理重要性造纸行业废水处理对于保护水资源、减轻环境污染、促进可持续发展具有重要意义。以下是废水处理的重要性：（1）保护水资源：造纸废水未经处理直接排放，会导致水体污染，影响水资源质量。通过废水处理，可以减少污染物排放，保护水资源。（2）减轻环境污染：造纸废水中的污染物会对周围生态环境造成严重破坏，影响生态平衡。废水处理可以有效降低污染物浓度，减轻环境污染。（3）资源回收利用：废水处理过程中，部分有用资源可以得到回收利用，如悬浮物、纤维等，降低生产成本，提高资源利用率。（4）符合法规要求：环保法规的不断完善，造纸行业废水排放标准越来越严格。废水处理设施的正常运行，有助于企业符合法规要求，避免环保处罚。（5）促进可持续发展：造纸行业废水处理有助于实现水资源循环利用，降低对自然水资源的依赖，促进可持续发展。第二章废水预处理技术2.1废水预处理方法废水预处理是造纸行业废水处理的重要环节，主要包括物理法、化学法和生物法。2.1.1物理法物理法主要包括格栅、筛网、气浮、沉砂池等方法，主要用于去除废水中的悬浮物、油脂、泥沙等物质。格栅和筛网主要用于拦截较大的悬浮物，防止其对后续处理设备造成堵塞。气浮法通过向废水中通入微小气泡，使悬浮物粘附在气泡上，利用气泡的浮力将悬浮物带到水面进行去除。沉砂池则是利用重力将废水中的泥沙等颗粒物质沉淀到底部，实现固液分离。2.1.2化学法化学法主要包括混凝、絮凝、氧化、还原等方法，主要用于去除废水中的溶解性有机物、重金属离子等污染物。混凝和絮凝是通过向废水中加入混凝剂和絮凝剂，使污染物形成絮体，然后通过絮体的沉淀或浮选实现去除。氧化和还原法则是利用氧化剂或还原剂将废水中的污染物氧化或还原为无毒或低毒物质。2.1.3生物法生物法主要包括好氧生物处理和厌氧生物处理，主要用于去除废水中的有机污染物。好氧生物处理是通过微生物的代谢作用将有机物氧化为无机物，实现污染物的去除。厌氧生物处理则是利用厌氧微生物将有机物转化为甲烷、二氧化碳等物质。2.2预处理设备选型废水预处理设备的选型应根据废水水质、水量、处理要求等因素进行综合考虑。以下为几种常见预处理设备的选型要点：2.2.1格栅和筛网格栅和筛网的选型应根据拦截物质的大小、形状和含量来确定。对于较大颗粒的悬浮物，可选择粗格栅；对于较小颗粒的悬浮物，可选择细格栅或筛网。2.2.2气浮设备气浮设备的选型应根据废水中的悬浮物含量、表面负荷、气泡大小等因素来确定。表面负荷越大，气泡越小，气浮效果越好。2.2.3沉砂池沉砂池的选型应根据废水中泥沙含量、颗粒大小、沉砂效率等因素来确定。沉砂池的有效容积应满足泥沙沉淀所需的时间。2.3预处理工艺优化废水预处理工艺的优化是提高废水处理效果的关键。以下为几种预处理工艺优化的措施：2.3.1混凝剂的选用和优化针对废水中的污染物种类和含量，选择合适的混凝剂。在混凝过程中，可通过调整混凝剂的投加量、搅拌强度和搅拌时间等参数，优化混凝效果。2.3.2絮凝剂的选用和优化针对废水中的污染物种类和含量，选择合适的絮凝剂。在絮凝过程中，可通过调整絮凝剂的投加量、搅拌强度和搅拌时间等参数，优化絮凝效果。2.3.3生物处理工艺的优化针对废水中的有机污染物种类和含量，选择合适的生物处理工艺。在生物处理过程中，可通过调整溶解氧浓度、温度、pH值等参数，优化生物处理效果。还可以通过优化污泥龄、污泥浓度等参数，提高生物处理系统的稳定性和处理效果。第三章物理处理方法3.1沉淀法沉淀法是造纸行业废水处理中常用的物理方法之一。其主要原理是利用废水中的悬浮物质在重力作用下的自然沉淀，以达到固液分离的目的。该方法操作简便、成本低廉，适用于处理含有大量悬浮物的废水。在造纸废水处理过程中，首先需要将废水引入沉淀池，通过降低废水流速，使悬浮物质在重力作用下沉降。为提高沉淀效果，可向废水中投加混凝剂，促使悬浮物质聚集成较大的颗粒，从而加快沉降速度。还需定期清理沉淀池，以保持其正常运行。3.2过滤法过滤法是利用过滤介质将废水中的悬浮物质拦截，从而实现固液分离的一种物理处理方法。在造纸废水处理中，常用的过滤设备有砂滤池、活性炭滤池等。过滤法处理造纸废水的主要步骤如下：将废水引入过滤设备，废水中的悬浮物质在过滤介质的作用下被拦截；过滤后的清水通过过滤介质流出，实现固液分离；定期清洗或更换过滤介质，以保证过滤效果。过滤法具有处理效果好、运行稳定等优点，但投资成本较高，对废水中的细小悬浮物质处理效果较差。3.3离心分离法离心分离法是利用离心力将废水中的悬浮物质与水分离的一种物理处理方法。该方法具有处理效率高、占地面积小等优点，适用于处理含有细小悬浮物的废水。在造纸废水处理过程中，离心分离法的主要步骤如下：将废水送入离心设备；在离心力的作用下，悬浮物质与水分离，形成固液两相；分离出的固体物质可进一步处理或回收利用，而清水则排放或回用。离心分离法处理造纸废水具有较高的处理效果，但设备投资成本较大，运行维护成本较高。在实际应用中，可根据废水的具体成分和处理要求，选择合适的离心设备和技术参数。第四章化学处理方法4.1混凝沉淀法混凝沉淀法是造纸行业废水处理中的一种常见化学方法。该方法主要利用混凝剂将废水中的悬浮物和胶体颗粒聚集成较大的絮体，然后通过沉淀或浮选的方式将其从水中分离出来。以下是混凝沉淀法的具体步骤和关键因素：（1）选择合适的混凝剂：根据废水中的污染物成分和浓度，选择适合的混凝剂，如铝盐、铁盐、聚丙烯酰胺等。（2）混凝剂的投放：将混凝剂按照一定比例加入废水中，保证混凝剂与污染物充分混合。（3）混凝沉淀：在混凝剂的作用下，废水中的悬浮物和胶体颗粒聚集成絮体，然后在沉淀池或浮选池中进行沉淀或浮选。（4）固液分离：通过澄清池或浓缩池将沉淀污泥与清水分离，实现废水的净化。4.2氧化还原法氧化还原法是通过向废水中加入氧化剂或还原剂，将废水中的有害物质氧化或还原为无害物质，从而实现废水处理的目的。以下是氧化还原法的几种常见方式：（1）化学氧化法：利用氧化剂（如臭氧、过氧化氢、氯气等）氧化废水中的有机物和有害物质，使其转化为无害物质。（2）化学还原法：利用还原剂（如硫酸亚铁、亚硫酸钠等）将废水中的有害物质还原为无害物质。（3）电解氧化还原法：通过电解过程，利用电极反应氧化或还原废水中的有害物质。4.3电解法电解法是利用电解过程处理废水中的污染物，使其转化为无害物质的一种方法。电解法具有操作简便、效果显著、无二次污染等优点。以下是电解法的具体步骤和关键因素：（1）预处理：对废水进行预处理，如调节pH值、去除悬浮物等，以保证电解过程顺利进行。（2）电解反应：将预处理后的废水送入电解槽，通过电极反应氧化或还原废水中的污染物。（3）电极材料选择：根据废水中的污染物成分和浓度，选择合适的电极材料，如铂电极、钛电极等。（4）电流密度控制：通过调节电流密度，控制电解过程的反应速率和效果。（5）固液分离：电解后的废水需要进行固液分离，以去除产生的沉淀物和气体。（6）后处理：对电解后的废水进行后处理，如调整pH值、过滤等，以满足排放标准。第五章生物处理方法5.1好氧生物处理5.1.1概述好氧生物处理是指在充足的溶解氧条件下，利用微生物的代谢作用将造纸废水中的有机物质降解转化为无害物质的一种处理方法。该方法适用于处理BOD5/CODcr比值较高的废水，具有良好的处理效果。5.1.2好氧生物处理工艺（1）活性污泥法：活性污泥法是一种常用的好氧生物处理工艺，通过曝气使微生物与废水中的有机物质充分接触，实现有机物的降解。该方法具有处理效率高、适应性强等优点。（2）好氧滤池法：好氧滤池法是一种利用滤池填料上的生物膜对废水进行处理的方法。废水通过滤池时，生物膜上的微生物将有机物质降解，实现废水净化。5.1.3好氧生物处理优缺点优点：处理效率高，适应性强，操作简便。缺点：能耗较高，对溶解氧要求严格，占地面积较大。5.2厌氧生物处理5.2.1概述厌氧生物处理是在缺氧条件下，利用厌氧微生物的代谢作用将造纸废水中的有机物质转化为沼气、二氧化碳等无害物质的一种处理方法。该方法适用于处理BOD5/CODcr比值较低的废水，具有节能、减少污泥产量等优点。5.2.2厌氧生物处理工艺（1）上流式厌氧污泥床（UASB）：UASB工艺是一种高效厌氧生物处理工艺，废水从底部进入，在污泥床上与微生物充分接触，实现有机物的降解。（2）厌氧滤池法：厌氧滤池法是一种利用填料上的生物膜对废水进行处理的方法。废水通过滤池时，生物膜上的微生物将有机物质降解，实现废水净化。5.2.3厌氧生物处理优缺点优点：节能，减少污泥产量，适应性强。缺点：对溶解氧要求严格，对废水水质波动敏感。5.3生物膜法5.3.1概述生物膜法是一种利用生物膜对废水进行处理的方法。生物膜是由微生物、黏液和废水中的悬浮物组成的层状结构，具有较强的吸附和降解有机物质的能力。5.3.2生物膜法工艺（1）生物转盘法：生物转盘法是将生物膜固定在转盘上，废水通过转盘时，生物膜上的微生物将有机物质降解。（2）生物滤池法：生物滤池法是利用填料上的生物膜对废水进行处理的方法。废水通过滤池时，生物膜上的微生物将有机物质降解。5.3.3生物膜法优缺点优点：处理效率高，适应性强，操作简便。缺点：易出现生物膜堵塞现象，对废水水质波动敏感。第六章废水深度处理技术6.1膜分离技术膜分离技术作为一种高效的废水深度处理方法，在造纸行业废水处理与资源回收利用中具有重要意义。该技术通过特定孔径的膜将废水中的污染物与清水分离，具有操作简便、效率高、占地面积小等优点。膜分离技术主要包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）等。在造纸废水处理过程中，微滤和超滤主要用于预处理，去除废水中的悬浮物和胶体物质；纳滤和反渗透则用于深度处理，实现对有机物和重金属离子的有效去除。6.2吸附法吸附法是利用吸附剂对废水中的污染物进行吸附，从而实现废水深度处理的一种方法。在造纸废水处理中，吸附法具有操作简便、去除效果显著等优点。常用的吸附剂包括活性炭、离子交换树脂、沸石、生物质吸附剂等。活性炭吸附法在造纸废水处理中应用较为广泛，能有效地去除废水中的有机物、异味和色度。离子交换树脂吸附法则主要用于去除废水中的重金属离子。6.3超临界水氧化法超临界水氧化法（SCWO）是一种高效、环保的废水深度处理技术。该方法利用超临界水的特殊性质，在高温、高压条件下，将废水中的有机污染物氧化分解为无机物，实现废水深度处理。超临界水氧化法的核心反应器通常采用固定床或流化床，反应温度在400600℃之间，压力在2535MPa之间。在造纸废水处理中，超临界水氧化法能有效地去除废水中的难降解有机物、生物难降解物和重金属离子。超临界水氧化法具有以下特点：（1）反应速度快，处理效率高；（2）氧化产物主要为无机物，无二次污染；（3）设备简单，操作方便；（4）适应性强，可处理各种类型的造纸废水。我国环保政策的不断加强和造纸行业废水处理要求的提高，超临界水氧化法在造纸废水深度处理领域具有广阔的应用前景。第七章资源回收利用7.1黑液资源化7.1.1概述黑液是造纸行业废水处理中的主要污染物之一，其中含有大量的有机物和无机物。黑液资源化是指将黑液中的有用物质进行回收和利用，以减少环境污染和资源浪费。以下为黑液资源化的几种主要方法：7.1.2碱回收法碱回收法是黑液资源化的核心工艺，主要包括蒸发、燃烧和苛化三个步骤。首先通过蒸发将黑液浓缩，然后送入碱回收炉燃烧，的热量用于发电和造纸生产。燃烧后的炉渣经过苛化处理，可得到纯碱和绿液，实现资源的循环利用。7.1.3生物处理法生物处理法是将黑液中的有机物通过微生物作用转化为可利用的资源。该方法主要包括好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理适用于低浓度黑液，厌氧生物处理适用于高浓度黑液。生物处理法具有处理效率高、运行成本低等优点。7.1.4物理化学法物理化学法是通过物理和化学手段对黑液进行处理，回收其中的有用物质。例如，采用离子交换法、膜分离法、絮凝法等对黑液进行处理，可回收其中的木质素、糖类等有用物质。7.2白液资源化7.2.1概述白液是造纸行业废水处理过程中产生的另一种重要资源。白液中含有大量的木质素、糖类等有机物，对其进行资源化利用，可以减少环境污染和资源浪费。7.2.2木质素资源化木质素是白液中的主要成分，可通过生物技术、化学方法等方法将其转化为高附加值产品。例如，利用酶解技术将木质素转化为生物燃料、生物塑料等。7.2.3糖类资源化白液中的糖类物质可通过发酵技术转化为酒精、乳酸等高附加值产品。还可以通过酶解技术将糖类转化为低聚糖、糖醇等食品添加剂。7.3废水资源化7.3.1概述造纸行业废水处理过程中产生的废水含有大量的有机物、悬浮物和重金属离子等污染物。废水资源化是指将废水中的有用物质进行回收和利用，实现废水零排放。7.3.2物理处理法物理处理法包括格栅、沉淀、过滤等工艺，主要用于去除废水中的悬浮物和重金属离子。通过物理处理，废水中的大部分污染物可以得到有效去除。7.3.3化学处理法化学处理法是通过加入化学药剂，使废水中的污染物发生化学反应，转化为无害物质或可回收物质。常用的化学处理方法有混凝、絮凝、氧化、还原等。7.3.4生物处理法生物处理法是利用微生物对废水中的有机物进行降解，转化为无害物质。根据处理过程中微生物对氧的需求，生物处理法可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。造纸行业废水处理中，生物处理法具有处理效率高、运行成本低等优点。7.3.5膜分离技术膜分离技术是利用特定孔径的膜将废水中的污染物与清水分离，实现废水净化。常用的膜分离技术有微滤、超滤、纳滤、反渗透等。膜分离技术在造纸行业废水处理中具有高效、节能、环保等优点。第八章废水处理设施运行与管理8.1设施运行维护8.1.1日常巡检为保证废水处理设施的稳定运行，造纸企业应建立完善的日常巡检制度。巡检内容包括设施运行状况、设备磨损情况、水质指标等。通过定期巡检，及时发觉并解决问题，保证设施正常运行。8.1.2定期保养造纸企业应对废水处理设施进行定期保养，包括设备清洁、润滑、紧固等。保养周期应根据设备实际情况制定，保证设备在最佳状态下运行。8.1.3故障处理废水处理设施运行过程中，可能会出现故障。造纸企业应建立故障处理机制，对故障进行快速诊断和修复。故障处理流程包括故障报告、原因分析、维修方案制定和实施等。8.1.4备品备件管理造纸企业应建立备品备件管理制度，保证废水处理设施所需备品备件齐全、质量可靠。备品备件管理包括采购、存储、发放、回收等环节。8.2自动控制系统8.2.1控制系统设计废水处理设施的自动控制系统应具备以下功能：（1）实时监控设备运行状态；（2）自动调节设备运行参数；（3）异常情况报警及自动处理；（4）数据采集与存储；（5）远程监控与控制。8.2.2控制系统实施造纸企业应根据废水处理设施的具体要求，选择合适的自动控制系统。实施过程中，要充分考虑系统的稳定性、可靠性和安全性。同时对操作人员进行培训，保证其熟练掌握系统操作。8.2.3控制系统维护为保证自动控制系统的正常运行，造纸企业应定期对系统进行检查、维护。内容包括硬件设备检查、软件更新、系统参数调整等。8.3废水处理设施安全与环保要求8.3.1安全管理造纸企业应加强废水处理设施的安全管理，制定安全应急预案，保证在发生时迅速、有效地进行处理。安全管理内容包括：（1）设备安全防护；（2）工作人员安全教育；（3）安全生产责任制；（4）安全调查与处理。8.3.2环保要求废水处理设施在运行过程中，应严格遵循国家及地方环保政策，保证排放指标达到标准。环保要求包括：（1）污水排放标准；（2）污泥处理与处置；（3）污染物排放监测；（4）环保设施验收。通过以上措施，造纸企业可以实现对废水处理设施的高效运行与管理，为造纸行业的可持续发展提供有力保障。第九章环境监测与评价9.1废水监测方法废水监测是造纸行业废水处理与资源回收利用过程中的重要环节，其主要目的是保证废水处理效果，防止环境污染。以下为废水监测的常用方法：（1）物理监测：包括废水流量、水温、色度、浊度等指标的监测。物理监测方法简便、快速，能够直观反映废水的基本性质。（2）化学监测：主要包括废水中的化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、悬浮物（SS）、氮、磷等指标的监测。化学监测可以准确了解废水中有毒有害物质的含量，为废水处理提供科学依据。（3）生物监测：通过检测废水中的生物种类、数量、活性等指标，评价废水对生物环境的影响。生物监测方法具有直观、综合的特点，能够反映废水处理的生态效益。（4）在线监测：采用自动化监测设备，实时监测废水中的各项指标，及时掌握废水处理效果，为调整处理工艺提供数据支持。9.2环境影响评价环境影响评价是对造纸行业废水处理与资源回收利用项目实施过程中可能产生的环境影响进行预测、分析和评价的过程。其主要内容包括：（1）废水处理设施对周边环境的影响：分析废水处理设施的建设和运行对周边土壤、地表水、地下水、空气等环境要素的影响，评估其对生态环境的损害程度。（2）资源回收利用对环境的影响：分析资源回收利用过程中可能产生的二次污染，如废渣、废液等，评估其对环境的影响。（3）环境风险评价：分析废水处理与资源回收利用项目可能发生的突发环境污染，评估其对周边环境和人体健康的潜在风险。（4）环境保护措施：根据环境影响评价结果，提出针对性的环境保护措施，保证项目实施过程中的环境安全。9.3污染防治效果评价污染防治效果评价是对造纸行业废水处理与资源回收利用项目实施后，污染治理效果进行的评估。其主要内容包括：（1）废水处理效果评价：通过监测废水中的各项指标，评价废水处理设施的处理效果，包括去除率、达标率等。（2）资源回收利用效果评价：分析资源回收利用过程中的回收率、利用率等指标，评价资源回