造纸行业废水处理及资源化利用方案

造纸行业废水处理及资源化利用方案TOC\o"1-2"\h\u31696第一章绪论 3161891.1研究背景 315731.2研究意义 3298441.3研究内容与方法 3153001.3.1研究内容 3232761.3.2研究方法 323229第二章造纸行业废水概述 4207702.1造纸废水的来源与分类 490482.2造纸废水的特点 419752.3造纸废水的主要污染物 56150第三章废水处理技术概述 58993.1物理处理方法 5117163.1.1格栅筛网 5253513.1.2沉淀池 5308763.1.3气浮池 5254573.1.4过滤池 6320423.2化学处理方法 6190783.2.1中和 6223513.2.2氧化还原 6176763.2.3混凝沉淀 6101053.2.4离子交换 613973.3生物处理方法 68073.3.1好氧生物处理 632793.3.2厌氧生物处理 6190903.3.3生物膜法 762143.4联合处理技术 752853.4.1物理化学联合处理 7163233.4.2物理生物联合处理 7111773.4.3化学生物联合处理 730311第四章造纸废水预处理 7103164.1废水预处理的目的与意义 7255864.2废水预处理方法 7260944.2.1物理预处理 816284.2.2化学预处理 888004.2.3生物预处理 8176954.3预处理设备选型与工艺 8277574.3.1格栅 8112804.3.2沉砂池 8245584.3.3气浮池 8291084.3.4絮凝池 8253954.3.5好氧生物处理设备 8198214.3.6厌氧生物处理设备 930988第五章造纸废水生物处理 910205.1生物处理技术原理 950435.2生物处理工艺流程 913225.3生物处理设备选型与运行维护 930818第六章造纸废水深度处理 1029626.1深度处理的目的与意义 101046.1.1目的 10306926.1.2意义 10112416.2深度处理技术 10110346.2.1生物处理技术 10234836.2.2物理化学处理技术 10326256.2.3联合处理技术 10294276.3深度处理设备选型与运行维护 11159186.3.1设备选型 11261506.3.2运行维护 118305第七章造纸废水资源化利用 11116287.1资源化利用途径 1170677.1.1水质净化与回用 11306187.1.2有机物资源化 11322937.1.3溶解盐资源化 12123837.2资源化利用技术 12183827.2.1物理处理技术 12143667.2.2化学处理技术 12165177.2.3生物处理技术 12255317.2.4膜分离技术 12111457.3资源化利用设备选型与运行维护 12193867.3.1设备选型 1283327.3.2运行维护 1227992第八章废水处理设施运行管理 1389238.1运行管理原则 13300998.2运行管理内容 1337998.2.1设备管理 1333818.2.2水质管理 13307988.2.3运行参数监测 13302958.2.4安全管理 13103508.3运行管理策略 1338448.3.1完善运行管理制度 1382908.3.2加强运行监测与预警 14107158.3.3优化运行工艺 14281308.3.4强化设备维护保养 14299288.3.5提高员工素质 14187468.3.6加强运行监管 1410243第九章造纸废水处理工程案例分析 14288249.1工程案例一 14162539.2工程案例二 1547589.3工程案例三 1527875第十章发展趋势与展望 152723610.1造纸废水处理技术发展趋势 153048910.2造纸废水处理行业政策与发展前景 1651310.3造纸废水处理与资源化利用市场分析 161949110.4造纸废水处理与资源化利用策略建议 16第一章绪论1.1研究背景我国经济的快速发展，造纸行业作为国民经济的重要支柱产业，其产量和规模不断扩大。但是造纸行业在生产过程中产生的废水问题日益突出，对环境造成了严重的影响。造纸废水具有水量大、污染物浓度高、成分复杂等特点，若处理不当，将对水体环境、土壤及生态系统产生严重的负面影响。因此，研究造纸行业废水处理及资源化利用技术，对于保护水资源、改善环境质量具有重要意义。1.2研究意义造纸行业废水处理及资源化利用的研究具有重要的现实意义和理论价值。通过对造纸废水的有效处理，可以减少污染物排放，降低对环境的影响，有助于实现造纸行业的可持续发展。造纸废水资源化利用可以提高资源利用率，降低生产成本，增强企业的市场竞争力。本研究还为造纸行业废水处理及资源化利用提供了理论依据和技术支持，有助于推动相关产业的发展。1.3研究内容与方法1.3.1研究内容本研究主要围绕以下三个方面展开：（1）分析造纸废水的来源、特点及污染物成分，为废水处理提供基础数据。（2）总结国内外造纸废水处理技术，对比分析各种技术的优缺点，为造纸废水处理提供技术选择依据。（3）探讨造纸废水资源化利用途径，分析各种利用方式的可行性及经济效益，为造纸行业废水处理及资源化利用提供实践指导。1.3.2研究方法本研究采用以下方法进行：（1）文献综述法：通过查阅国内外相关文献资料，总结造纸废水的来源、特点及处理技术，为后续研究提供理论依据。（2）案例分析法：选取具有代表性的造纸废水处理工程案例，分析其处理效果及经济效益，为造纸废水处理及资源化利用提供实践参考。（3）对比分析法：对国内外造纸废水处理技术进行对比分析，评价各种技术的优缺点，为造纸废水处理提供技术选择依据。（4）经济评价法：分析造纸废水资源化利用的可行性及经济效益，为造纸行业废水处理及资源化利用提供实践指导。第二章造纸行业废水概述2.1造纸废水的来源与分类造纸废水主要来源于造纸生产过程中的多个环节。根据废水产生的工艺阶段和特点，可以将造纸废水分为以下几类：（1）制浆废水：制浆过程中产生的废水，主要包括蒸煮废水、漂白废水、洗涤废水和筛选废水等。（2）造纸废水：造纸过程中产生的废水，包括纸机白水、纸机废水、涂布废水和其他废水等。（3）化学品废水：造纸过程中使用的化学品（如漂白剂、助剂等）产生的废水。（4）综合废水：造纸企业生产过程中产生的各类废水的混合。2.2造纸废水的特点造纸废水具有以下特点：（1）水量大：造纸生产过程中产生的废水水量较大，一般占生产水量的60%以上。（2）水质复杂：造纸废水中含有多种有机物、无机物和微生物，成分复杂，处理难度较大。（3）污染物浓度高：造纸废水中含有大量的悬浮物、有机物、染料、重金属等污染物，污染物浓度较高。（4）生物降解性较差：造纸废水中含有大量难以生物降解的有机物，如木质素、纤维素等。（5）毒性较大：造纸废水中含有一定的毒性物质，如重金属、有机氯等，对环境及生物具有一定的危害性。2.3造纸废水的主要污染物造纸废水中的主要污染物包括以下几类：（1）悬浮物：主要包括纤维、填料、涂料等，是造纸废水的主要污染物之一。（2）有机物：主要包括木质素、纤维素、半纤维素、油脂、染料等，具有较高的化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）。（3）重金属：主要包括汞、铬、铅、镉等，来源于造纸过程中使用的化学品和原材料。（4）染料：造纸废水中含有一定量的染料，如硫化染料、酸性染料等，对水体具有一定的污染作用。（5）生物需氧量（BOD）：造纸废水中含有大量的有机物，生物需氧量较高，影响水体的溶解氧含量。（6）化学需氧量（COD）：造纸废水中的有机物和部分无机物在化学氧化过程中消耗的氧量，反映了废水的污染程度。第三章废水处理技术概述3.1物理处理方法物理处理方法是通过物理手段对造纸废水进行处理，以达到去除污染物、改善水质的目的。常用的物理处理方法包括格栅筛网、沉淀池、气浮池、过滤池等。3.1.1格栅筛网格栅筛网主要用于拦截废水中较大的悬浮物和漂浮物，如纤维、纸浆等。通过设置不同孔径的筛网，可以有效分离出废水中的固体颗粒，降低后续处理单元的负荷。3.1.2沉淀池沉淀池利用重力作用使废水中的悬浮物沉淀，从而实现固液分离。根据沉淀速度的不同，可以分为普通沉淀池、斜管沉淀池、澄清池等。3.1.3气浮池气浮池是利用微小气泡将废水中的悬浮物带到水面，实现固液分离的一种方法。气浮法具有处理效率高、占地面积小、运行稳定等特点。3.1.4过滤池过滤池是利用过滤介质对废水中的悬浮物进行拦截和过滤的一种方法。常用的过滤介质有石英砂、活性炭等。过滤法可以有效去除废水中的细小悬浮物，提高水质。3.2化学处理方法化学处理方法是通过化学反应对废水中的污染物进行处理，以达到去除污染物、改善水质的目的。常用的化学处理方法包括中和、氧化还原、混凝沉淀、离子交换等。3.2.1中和中和法是通过投加酸碱物质，调整废水的pH值，使其达到中性。该方法可以降低废水中的重金属离子浓度，减轻后续处理单元的负担。3.2.2氧化还原氧化还原法是利用氧化剂或还原剂，将废水中的有机污染物氧化或还原为无毒物质。该方法可以有效去除废水中的有机物、恶臭物质等。3.2.3混凝沉淀混凝沉淀法是通过投加混凝剂，使废水中的悬浮物凝聚成较大的颗粒，然后进行沉淀分离。该方法可以有效去除废水中的悬浮物、胶体物质等。3.2.4离子交换离子交换法是利用离子交换树脂，将废水中的离子型污染物去除。该方法可以有效去除废水中的重金属离子、硫酸根离子等。3.3生物处理方法生物处理方法是利用微生物的代谢作用，将废水中的有机污染物转化为无害物质。常用的生物处理方法包括好氧生物处理、厌氧生物处理、生物膜法等。3.3.1好氧生物处理好氧生物处理是在有氧条件下，利用微生物将废水中的有机物氧化分解为无害物质。该方法包括活性污泥法、生物膜法等。3.3.2厌氧生物处理厌氧生物处理是在无氧条件下，利用微生物将废水中的有机物还原分解为无害物质。该方法具有处理效率高、能耗低、适应性强等特点。3.3.3生物膜法生物膜法是利用微生物在载体表面形成生物膜，将废水中的有机物氧化分解为无害物质。该方法具有处理效果好、运行稳定、占地面积小等特点。3.4联合处理技术联合处理技术是将多种处理方法相结合，以提高废水处理效果的一种技术。常用的联合处理技术包括物理化学联合处理、物理生物联合处理、化学生物联合处理等。3.4.1物理化学联合处理物理化学联合处理是将物理处理方法与化学处理方法相结合，以提高废水处理效果。例如，采用沉淀池混凝沉淀法、气浮池氧化还原法等。3.4.2物理生物联合处理物理生物联合处理是将物理处理方法与生物处理方法相结合，以提高废水处理效果。例如，采用沉淀池活性污泥法、过滤池生物膜法等。3.4.3化学生物联合处理化学生物联合处理是将化学处理方法与生物处理方法相结合，以提高废水处理效果。例如，采用氧化还原活性污泥法、混凝沉淀生物膜法等。第四章造纸废水预处理4.1废水预处理的目的与意义造纸废水预处理是指在造纸废水处理过程中，对废水进行一系列的物理、化学和生物处理方法，以达到降低污染物浓度、改善废水水质、减少后续处理负荷的目的。废水预处理的目的与意义主要体现在以下几个方面：（1）降低废水中的悬浮物和有机物浓度，减轻后续生化处理的压力；（2）消除废水中的毒性物质，降低生物处理的难度；（3）调整废水pH值，使废水处理过程更加稳定；（4）降低废水中的营养物质含量，减轻水体富营养化现象；（5）提高废水的可生化性，有利于后续生物处理过程的顺利进行。4.2废水预处理方法造纸废水预处理方法主要包括物理预处理、化学预处理和生物预处理三种。4.2.1物理预处理物理预处理主要包括格栅、沉砂池、气浮池等设备，主要用于去除废水中的悬浮物、油脂、泥沙等颗粒物。4.2.2化学预处理化学预处理主要包括絮凝、氧化、还原、中和等方法，用于去除废水中的有机物、重金属离子、毒性物质等。4.2.3生物预处理生物预处理主要包括好氧生物处理和厌氧生物处理，用于降解废水中的有机物，降低污染物浓度。4.3预处理设备选型与工艺4.3.1格栅格栅用于拦截废水中的较大悬浮物，如塑料、纤维等。根据格栅间隙大小，可分为粗格栅、中格栅和细格栅。设备选型时，应根据废水成分和悬浮物含量选择合适的格栅。4.3.2沉砂池沉砂池用于去除废水中的泥沙等颗粒物。根据沉砂池的工作原理，可分为平流沉砂池、斜板沉砂池和涡流沉砂池。设备选型时，应考虑废水流量、悬浮物含量等因素。4.3.3气浮池气浮池用于去除废水中的油脂、悬浮物等。根据气浮设备的工作原理，可分为压力气浮、溶气气浮和电解气浮。设备选型时，应考虑废水水质、悬浮物含量等因素。4.3.4絮凝池絮凝池用于废水中的有机物、重金属离子等絮凝沉淀。设备选型时，应根据废水水质、絮凝剂种类和投加量等因素进行选择。4.3.5好氧生物处理设备好氧生物处理设备主要包括活性污泥法和生物膜法。设备选型时，应根据废水水质、处理能力和运行成本等因素进行选择。4.3.6厌氧生物处理设备厌氧生物处理设备主要包括UASB、EGSB等。设备选型时，应根据废水水质、处理能力和运行成本等因素进行选择。第五章造纸废水生物处理5.1生物处理技术原理生物处理技术是基于微生物的代谢作用，将废水中的有机污染物转化为无害物质的一种处理方法。造纸废水的生物处理主要包括好氧生物处理和厌氧生物处理两种方式。好氧生物处理是通过好氧微生物的代谢作用，将废水中的有机污染物降解为二氧化碳和水；厌氧生物处理则是通过厌氧微生物的代谢作用，将废水中的有机污染物转化为甲烷和二氧化碳。5.2生物处理工艺流程造纸废水生物处理工艺流程主要包括以下几个步骤：（1）预处理：预处理主要是对废水进行物理和化学处理，去除废水中的悬浮物、油脂、重金属等，降低有机负荷，为后续生物处理创造良好的条件。（2）好氧生物处理：好氧生物处理主要包括活性污泥法和生物膜法。活性污泥法是通过曝气设备向废水中充氧，使好氧微生物大量繁殖，降解废水中的有机污染物；生物膜法则是通过生物膜载体，使微生物在载体表面形成生物膜，降解废水中的有机污染物。（3）厌氧生物处理：厌氧生物处理主要包括上流式厌氧污泥床（UASB）和厌氧滤池（AF）等工艺。厌氧生物处理在缺氧条件下进行，使厌氧微生物大量繁殖，降解废水中的有机污染物。（4）深度处理：深度处理主要是对生物处理后的废水进行进一步处理，去除残余的有机污染物和悬浮物，以满足排放标准。常用的深度处理方法有活性炭吸附、膜生物反应器（MBR）等。5.3生物处理设备选型与运行维护（1）设备选型：生物处理设备的选型应根据废水水质、水量、处理要求等因素综合考虑。好氧生物处理设备可选活性污泥法、生物膜法等；厌氧生物处理设备可选UASB、AF等。（2）运行维护：生物处理设备的运行维护主要包括以下几个方面：1）保持设备正常运行，定期检查设备状况，及时维修故障。2）控制好废水的水质、水量，保持生物处理系统稳定运行。3）合理控制曝气量、回流污泥量等参数，保证微生物的生长繁殖。4）定期检测废水处理效果，调整处理参数，优化处理效果。5）加强设备清洗、消毒，防止生物膜过度增长和设备腐蚀。6）建立健全设备运行维护管理制度，提高设备运行效率。第六章造纸废水深度处理6.1深度处理的目的与意义6.1.1目的造纸废水深度处理的主要目的是进一步降低废水中的污染物浓度，使其达到排放标准或回用要求，实现废水资源化利用，减少环境污染。6.1.2意义（1）提高废水处理效果：深度处理技术可以有效地去除废水中的悬浮物、有机物、重金属等污染物，提高废水处理效果。（2）实现资源化利用：深度处理后的废水可以回用于造纸生产过程，降低新鲜水资源消耗，提高水资源利用率。（3）减少环境污染：深度处理可以降低废水排放量，减轻对水体的污染，保护生态环境。6.2深度处理技术6.2.1生物处理技术生物处理技术包括活性污泥法、生物膜法、好氧生物处理、厌氧生物处理等。在造纸废水深度处理中，生物处理技术可以有效地降解有机污染物，降低废水中的COD、BOD等指标。6.2.2物理化学处理技术物理化学处理技术包括絮凝、吸附、高级氧化、膜分离等。这些技术可以去除废水中的悬浮物、重金属、难降解有机物等，提高废水处理效果。6.2.3联合处理技术造纸废水深度处理中，联合处理技术是将多种处理技术相结合，以提高处理效果。如生物处理与物理化学处理相结合，絮凝与吸附相结合等。6.3深度处理设备选型与运行维护6.3.1设备选型造纸废水深度处理设备选型应根据废水性质、处理规模、处理要求等因素进行。以下为几种常用设备：（1）生物处理设备：活性污泥法设备、生物膜法设备、好氧生物处理设备、厌氧生物处理设备等。（2）物理化学处理设备：絮凝设备、吸附设备、高级氧化设备、膜分离设备等。（3）联合处理设备：生物处理与物理化学处理组合设备、絮凝与吸附组合设备等。6.3.2运行维护（1）保证设备正常运行：定期检查设备，发觉故障及时维修，保证设备运行稳定。（2）优化操作参数：根据废水性质和处理要求，调整设备运行参数，提高处理效果。（3）定期清洗设备：对于容易堵塞和污染的设备，如膜分离设备，应定期进行清洗，保证设备运行效率。（4）加强水质监测：定期检测废水处理效果，及时调整处理方案，保证废水达到排放标准或回用要求。第七章造纸废水资源化利用7.1资源化利用途径7.1.1水质净化与回用造纸废水资源化利用的首要途径是进行水质净化，使其达到回用标准。通过物理、化学和生物处理方法，去除废水中的悬浮物、有机物、重金属等污染物，实现废水的净化。净化后的废水可回用于造纸生产过程中的洗涤、冷却等环节，降低新鲜水资源消耗。7.1.2有机物资源化造纸废水中含有丰富的有机物，可以通过厌氧消化、好氧生物处理等方法，将其转化为生物气体、生物肥料等资源。利用废水中的有机物生产微生物蛋白、生物絮凝剂等高附加值产品，也是废水有机物资源化的有效途径。7.1.3溶解盐资源化造纸废水中含有一定量的溶解盐，可以通过离子交换、电渗析、反渗透等技术进行资源化利用。将溶解盐转化为化工产品、水处理剂等，提高废水处理的经济效益。7.2资源化利用技术7.2.1物理处理技术物理处理技术主要包括格栅、沉砂池、气浮池、过滤等，用于去除废水中的悬浮物、油脂等污染物。这些技术具有操作简便、运行稳定、投资较低等优点。7.2.2化学处理技术化学处理技术主要包括混凝、絮凝、氧化、还原等，用于去除废水中的有机物、重金属等污染物。这些技术具有处理效果好、速度快等优点，但运行成本较高。7.2.3生物处理技术生物处理技术包括好氧生物处理、厌氧生物处理、生物膜法等，用于降解废水中的有机物。这些技术具有处理效果好、运行成本低等优点，但处理周期较长。7.2.4膜分离技术膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等，用于分离废水中的悬浮物、溶解盐等污染物。这些技术具有处理效果好、回收率高、运行稳定等优点，但设备投资较大。7.3资源化利用设备选型与运行维护7.3.1设备选型造纸废水资源化利用设备选型应根据废水成分、处理规模、处理要求等因素综合考虑。物理处理设备主要包括格栅、沉砂池、气浮池等；化学处理设备包括混凝沉淀池、氧化池等；生物处理设备包括好氧池、厌氧池等；膜分离设备包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等。7.3.2运行维护为保证造纸废水资源化利用设备的正常运行，应加强运行维护工作。主要包括以下几个方面：（1）定期检查设备运行状况，发觉问题及时处理；（2）定期清洗、更换过滤元件，保持设备清洁；（3）定期检测废水处理效果，调整处理参数；（4）加强设备保养，保证设备使用寿命；（5）加强操作人员培训，提高操作技能。第八章废水处理设施运行管理8.1运行管理原则造纸行业废水处理设施的运行管理，应遵循以下原则：（1）保证废水处理设施正常运行，满足国家及地方环保标准要求；（2）遵循安全生产原则，保证废水处理过程中人员和设备安全；（3）优化废水处理工艺，提高废水处理效率，降低运行成本；（4）强化废水处理设施的维护保养，延长设备使用寿命；（5）加强废水处理设施的运行监管，保证废水处理效果稳定。8.2运行管理内容8.2.1设备管理废水处理设施运行管理主要包括设备管理、水质管理、运行参数监测和安全管理等方面。设备管理主要包括设备采购、安装、调试、验收、运行、维护保养和更新改造等环节。8.2.2水质管理水质管理包括废水进水水质、出水水质和污泥处理等方面的管理。要定期监测废水水质，分析污染物浓度和变化趋势，保证废水处理效果。8.2.3运行参数监测运行参数监测主要包括废水流量、药剂投加量、设备运行状态等参数的实时监测。通过对运行参数的分析，调整废水处理工艺，优化运行效果。8.2.4安全管理安全管理包括废水处理设施的安全防护、应急预案、处理等方面。要建立健全安全管理制度，加强员工安全培训，提高废水处理设施的安全功能。8.3运行管理策略8.3.1完善运行管理制度建立健全废水处理设施运行管理制度，明确各岗位职责，保证废水处理设施正常运行。8.3.2加强运行监测与预警利用现代信息技术，对废水处理设施运行参数进行实时监测，发觉异常情况及时预警，保证废水处理效果。8.3.3优化运行工艺根据废水水质和处理要求，调整废水处理工艺，提高废水处理效率，降低运行成本。8.3.4强化设备维护保养定期对废水处理设施进行维护保养，保证设备处于良好状态，延长设备使用寿命。8.3.5提高员工素质加强员工培训，提高废水处理设施运行管理水平，保证废水处理效果。8.3.6加强运行监管建立健全废水处理设施运行监管制度，对废水处理设施运行情况进行定期检查，保证废水处理设施正常运行。第九章造纸废水处理工程案例分析9.1工程案例一本项目位于我国某大型造纸企业，主要生产箱板纸、瓦楞纸等。造纸过程中产生的废水主要包括：制浆废水、洗涤废水、漂白废水、造纸白水等。废水量约为12000吨/天，废水COD浓度为15002500mg/L，SS浓度为500800mg/L，色度为500800倍。针对该企业的废水特点，设计了一套包括预处理、生化处理、深度处理在内的废水处理工艺。预处理主要包括格栅、调节池、初沉池、气浮池等单元，主要目的是去除废水中的悬浮物、油脂等杂质。生化处理采用A2/O工艺，将废水中的有机物转化为无机物。深度处理包括砂滤池、活性炭吸附池等单元，进一步降低废水中的污染物浓度。经过处理，废水COD去除率可达90%以上，SS去除率可达95%以上，色度去除率可达80%以上。处理后废水达到《造纸工业水污染物排放标准》（GB35442008）的要求，部分指标甚至优于标准限值。9.2工程案例二本项目位于我国某中型造纸厂，主要生产文化纸、包装纸等。造纸过程中产生的废水主要包括：制浆废水、洗涤废水、漂白废水、造纸白水等。废水量约为5000吨/天，废水COD浓度为10002000mg/L，SS浓度为300500mg/L，色度为300500倍。针对该企业的废水特点，设计了一套包括预处理、生化处理、物化处理在内的废水处理工艺。预处理主要包括格栅、调节池、初沉池、气浮池等单元。生化处理采用好氧生化法，将废水中的有机物转化为无机物。物化处理包括絮凝沉淀、过滤等单元，进一步降低废水中的污染物浓度。经过处理，废水COD去除率可达85%以上，SS去除率可达90%以上，色度去除率可达75%以上。处理后废水达到《造纸工业水污染物排放标准》（GB35442008）的要求。9.3工程案例三本项目位于我国某小型造纸厂，主要生产卫生纸、包装纸等。造纸过程中产生的废水主要包括：制浆废水、洗涤废水、漂白废水、造纸白水等。废水量约为2000吨/天，废水COD浓度为8001500mg/L，SS浓度为200400mg/L，色度为200400倍。针对该企业