造纸行业废水处理与回收方案

造纸行业废水处理与回收方案TOC\o"1-2"\h\u21608第一章概述 3170641.1行业背景 3206351.2废水处理与回收的意义 325115第二章废水处理技术概述 4274592.1物理处理技术 419892.1.1筛选法 4305932.1.2沉淀法 4207232.1.3气浮法 485412.1.4离心法 4219712.1.5过滤法 4213772.2化学处理技术 593982.2.1氧化法 5163932.2.2还原法 5143812.2.3中和法 5196092.2.4絮凝法 5182352.2.5电解法 5256862.3生物处理技术 520362.3.1好氧生物处理 516552.3.2厌氧生物处理 6692.4复合处理技术 6241992.4.1物理化学处理 676022.4.2物理生物处理 6234392.4.3化学生物处理 621581第三章废水预处理 696673.1废水预处理方法 6179813.2预处理设备选型 736903.3预处理效果评价 716514第四章悬浮物去除 7133264.1沉淀法 7324794.2浮选法 895374.3过滤法 830735第五章有机物降解 9241845.1好氧生物处理 9155395.2厌氧生物处理 991625.3物理化学方法 91692第六章染色废水处理 10321486.1染色废水特点 10172346.1.1来源及组成 1059706.1.2特点 10317676.2染色废水处理方法 10312766.2.1物理法 10201436.2.2化学法 10105086.2.3生物法 1014606.2.4复合处理法 1046596.3染色废水处理设备 1151846.3.1沉淀池 11109216.3.2氧化池 1161946.3.3生物反应器 11271316.3.4膜分离设备 1124415第七章重金属离子去除 11207767.1吸附法 1139377.1.1概述 11157857.1.2吸附剂选择 11196957.1.3吸附过程 1145927.1.4影响因素 11263377.2离子交换法 12181497.2.1概述 12272027.2.2离子交换树脂选择 12220447.2.3离子交换过程 12287167.2.4影响因素 12109667.3沉淀法 12151627.3.1概述 12307427.3.2沉淀剂选择 12107107.3.3沉淀过程 1211017.3.4影响因素 1227567第八章废水深度处理 13162318.1膜分离技术 1371888.2蒸馏技术 13241288.3氧化技术 1312305第九章废水回收与再利用 14201739.1废水回收技术 14241889.1.1物理处理方法 14129239.1.2化学处理方法 1464799.1.3生物处理方法 14144789.1.4膜处理技术 14110199.2废水再利用途径 14165309.2.1农业灌溉 14245679.2.2工业用水 14115339.2.3生活杂用水 1488129.2.4景观用水 14207629.3废水回收与再利用经济效益 15272949.3.1节约水资源 15306199.3.2减少污染排放 1595919.3.3提高资源利用率 15146169.3.4创造经济效益 1549949.3.5提升企业形象 1515759第十章环保法规与监测 152661710.1相关环保法规 151273010.1.1国家级环保法规 152903810.1.2地方性环保法规 151320910.2废水监测方法 15837110.2.1化学监测方法 152259710.2.2生物监测方法 151020610.2.3仪器监测方法 161569910.3监测设备选型与维护 163139710.3.1监测设备选型 162721510.3.2监测设备维护 16第一章概述1.1行业背景造纸行业作为我国国民经济的重要支柱产业之一，具有悠久的历史和深厚的产业基础。社会经济的发展和人们生活水平的提高，对纸张的需求量逐年增长，造纸行业规模不断扩大。但是造纸行业的生产过程中会产生大量的废水，对环境造成严重污染。因此，加强造纸行业废水处理与回收工作，对保护水资源、改善生态环境具有重要意义。1.2废水处理与回收的意义造纸行业废水具有成分复杂、浓度高、色度大、毒性大等特点，若不经处理直接排放，将对水体生态环境造成严重破坏。以下是废水处理与回收在造纸行业中的重要意义：（1）保护水资源：造纸行业废水处理与回收可以有效减少废水排放量，降低对水资源的污染，有利于实现水资源的可持续利用。（2）改善生态环境：废水处理与回收有助于减轻水体污染，改善生态环境，保障人体健康。（3）资源化利用：造纸行业废水中的有机物、悬浮物等具有回收利用价值，通过处理与回收，可以将其转化为有用资源，提高资源利用率。（4）降低生产成本：废水处理与回收可以减少新鲜水资源的消耗，降低造纸企业的生产成本。（5）促进产业升级：加强废水处理与回收工作，有助于推动造纸行业向绿色、低碳、环保的方向发展，促进产业升级。（6）符合国家政策要求：我国高度重视环境保护，对造纸行业废水处理与回收提出了明确要求。企业加强废水处理与回收工作，有助于符合国家政策导向，提升企业形象。造纸行业废水处理与回收对于保护水资源、改善生态环境、促进产业升级等方面具有重要意义，是造纸行业可持续发展的关键环节。第二章废水处理技术概述2.1物理处理技术物理处理技术是造纸行业废水处理的基础手段，主要包括筛选、沉淀、气浮、离心、过滤等方法。这些方法主要依靠物理作用去除废水中的悬浮物、油脂、泥沙等污染物。物理处理技术操作简便，运行成本低，但处理效果有限，通常作为预处理手段。2.1.1筛选法筛选法是通过筛网将废水中的较大悬浮物去除，防止其对后续处理设备造成堵塞。根据筛孔大小，筛选法可分为粗筛和细筛。粗筛主要用于去除废水中的较大颗粒物，细筛则用于去除较小悬浮物。2.1.2沉淀法沉淀法是利用废水中的悬浮物在重力作用下沉降，从而实现固液分离。沉淀法处理效果取决于悬浮物的浓度、沉降速度和沉淀池的设计。常见的沉淀法有沉砂池、初沉池和二沉池等。2.1.3气浮法气浮法是通过向废水中通入微小气泡，使悬浮物附着在气泡上，从而实现固液分离。气浮法适用于处理废水中的油脂、浮渣等疏水性物质。根据气泡产生方式，气浮法可分为溶解气浮法、压力气浮法和电絮凝气浮法等。2.1.4离心法离心法是利用离心力将废水中的悬浮物分离出来。离心法处理效果好，但设备成本较高，运行维护复杂。适用于处理浓度较高的废水。2.1.5过滤法过滤法是通过过滤介质将废水中的悬浮物去除。根据过滤介质的不同，过滤法可分为砂滤、活性炭滤、膜滤等。过滤法适用于处理低浓度废水，具有良好的处理效果。2.2化学处理技术化学处理技术是通过化学反应去除废水中的污染物。主要包括氧化、还原、中和、絮凝、电解等方法。化学处理技术具有处理效果显著、适应性强等优点，但运行成本较高。2.2.1氧化法氧化法是通过氧化剂将废水中的有机物氧化分解，降低其浓度。氧化法可分为化学氧化法和生物氧化法。化学氧化法包括臭氧氧化、过氧化氢氧化等；生物氧化法包括活性污泥法、生物膜法等。2.2.2还原法还原法是通过还原剂将废水中的有机物还原分解。还原法适用于处理含氮、含硫等有机物废水。常见的还原剂有亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等。2.2.3中和法中和法是通过酸碱中和反应去除废水中的酸性或碱性污染物。中和法操作简便，但需要注意酸碱比例和中和反应的完全程度。2.2.4絮凝法絮凝法是通过添加絮凝剂使废水中的悬浮物聚集成絮体，便于后续处理。絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和高分子絮凝剂等。2.2.5电解法电解法是利用电解原理将废水中的污染物分解或转化。电解法具有处理效果好、无二次污染等优点，但设备成本较高。2.3生物处理技术生物处理技术是利用微生物的代谢作用去除废水中的有机污染物。主要包括好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。生物处理技术具有处理效果稳定、运行成本低等优点。2.3.1好氧生物处理好氧生物处理是在充足的溶解氧条件下，利用微生物将废水中的有机物氧化分解。常见的好氧生物处理方法有活性污泥法、生物膜法等。2.3.2厌氧生物处理厌氧生物处理是在缺氧条件下，利用厌氧微生物将废水中的有机物转化为甲烷、二氧化碳等气体。厌氧生物处理适用于处理高浓度有机废水，具有产气、降低有机负荷等优点。2.4复合处理技术复合处理技术是将多种废水处理方法相结合，以提高处理效果和降低运行成本。常见的复合处理技术有物理化学处理、物理生物处理、化学生物处理等。2.4.1物理化学处理物理化学处理是将物理处理方法与化学处理方法相结合，如沉淀絮凝、气浮氧化等。这种组合方式可以充分发挥各种方法的优点，提高处理效果。2.4.2物理生物处理物理生物处理是将物理处理方法与生物处理方法相结合，如筛选活性污泥法、过滤生物膜法等。这种组合方式可以提高废水的处理效果，降低运行成本。2.4.3化学生物处理化学生物处理是将化学处理方法与生物处理方法相结合，如氧化生物膜法、絮凝活性污泥法等。这种组合方式可以实现废水中有毒有害物质的降解，提高处理效果。第三章废水预处理3.1废水预处理方法废水预处理是造纸行业废水处理与回收过程中的重要环节，其主要目的是降低废水中的悬浮物、有机物和重金属等污染物浓度，为后续的生物处理和深度处理创造有利条件。造纸行业废水预处理方法主要包括以下几种：（1）物理预处理：主要包括格栅、筛网、沉淀池等设备，通过物理方法去除废水中的悬浮物、漂浮物和油脂等污染物。（2）化学预处理：主要包括混凝沉淀、絮凝沉淀、氧化还原等过程，利用化学药剂与废水中的污染物发生反应，使其转化为可沉降物质或无害物质。（3）生物预处理：利用微生物对废水中的有机物进行生物降解，降低废水的有机物浓度。常见的方法有活性污泥法、生物膜法等。3.2预处理设备选型在选择预处理设备时，应根据废水水质、水量、处理要求等因素进行综合考虑。以下为几种常见的预处理设备选型：（1）格栅：用于去除废水中的较大悬浮物和漂浮物。根据废水水质和水量，可选择粗格栅、中格栅和细格栅。（2）筛网：用于进一步去除废水中的细小悬浮物和毛发等杂质。筛孔尺寸应根据废水水质和处理要求进行选择。（3）沉淀池：用于去除废水中的悬浮物和部分重金属。沉淀池类型包括平流式沉淀池、斜板沉淀池等，应根据废水水质和处理要求选择合适的沉淀池。（4）混凝沉淀设备：包括混合池、絮凝池和沉淀池。根据废水水质和混凝剂种类，选择合适的混合方式、絮凝剂和沉淀设备。（5）生物预处理设备：包括活性污泥池、生物膜反应器等。根据废水水质和处理要求，选择合适的生物预处理方法及设备。3.3预处理效果评价废水预处理效果评价是衡量预处理工艺是否达到预期目标的重要手段。以下为几种常见的预处理效果评价指标：（1）悬浮物去除率：评价预处理工艺对悬浮物的去除效果，计算公式为：（预处理前悬浮物浓度预处理后悬浮物浓度）/预处理前悬浮物浓度×100%。（2）有机物去除率：评价预处理工艺对有机物的去除效果，计算公式为：（预处理前有机物浓度预处理后有机物浓度）/预处理前有机物浓度×100%。（3）重金属去除率：评价预处理工艺对重金属的去除效果，计算公式为：（预处理前重金属浓度预处理后重金属浓度）/预处理前重金属浓度×100%。（4）预处理设备运行稳定性：评价预处理设备在实际运行过程中的稳定性和可靠性。（5）预处理成本：评价预处理工艺的经济性，包括设备投资、运行成本、维护成本等。第四章悬浮物去除4.1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。该方法主要是利用悬浮物在水中自然沉降的特性，通过设置沉淀池，使废水中的悬浮物逐渐下沉至池底，实现固液分离。沉淀法具有操作简便、运行成本低等优点，但占地面积较大，对废水中的细小悬浮物处理效果较差。在造纸废水处理过程中，沉淀法主要包括以下几种形式：（1）初沉池：废水进入处理系统后，首先进入初沉池，去除废水中的大部分悬浮物，减轻后续处理单元的负荷。（2）絮凝沉淀：向废水中加入絮凝剂，使悬浮物聚集成较大的絮体，便于沉降。絮凝沉淀法处理效果较好，但运行成本较高。（3）斜板沉淀：通过设置斜板，提高沉淀效率，缩短沉淀时间，减小沉淀池体积。4.2浮选法浮选法是利用悬浮物与气泡的亲和性，将废水中的悬浮物富集到气泡表面，通过气泡上浮实现固液分离的一种方法。浮选法具有处理效果好、适应性强、占地面积小等优点，但运行成本较高。在造纸废水处理中，浮选法主要包括以下几种形式：（1）空气浮选：通过向废水中通入空气，使悬浮物附着在气泡表面，上浮至水面，实现固液分离。（2）溶气浮选：将废水与溶有空气的水混合，使悬浮物附着在气泡表面，上浮至水面。（3）电解浮选：利用电解产生的气泡，将悬浮物富集到气泡表面，实现固液分离。4.3过滤法过滤法是利用过滤介质将废水中的悬浮物截留，实现固液分离的一种方法。过滤法具有处理效果好、适应性强、占地面积小等优点，但运行成本较高。在造纸废水处理过程中，过滤法主要包括以下几种形式：（1）砂滤池：利用砂层作为过滤介质，截留废水中的悬浮物。（2）活性炭过滤：利用活性炭的吸附功能，去除废水中的悬浮物和有机物。（3）膜过滤：利用膜材料的孔径特性，截留废水中的悬浮物。膜过滤法具有处理效果好、占地面积小等优点，但运行成本较高，且膜材料易堵塞。第五章有机物降解5.1好氧生物处理好氧生物处理是利用微生物在氧气充足的条件下，将废水中的有机物质降解转化为无害物质的过程。在造纸行业废水中，好氧生物处理主要包括活性污泥法和生物膜法。活性污泥法是利用活性污泥中的微生物将废水中的有机物质降解。该方法具有处理效率高、适应性强、操作简便等优点。但是活性污泥法也存在一定的局限性，如对进水负荷波动敏感、易产生污泥膨胀等问题。生物膜法是利用微生物在固体载体表面形成的生物膜对废水中的有机物质进行降解。该方法具有处理效果好、耐负荷冲击能力强、污泥产生量较少等优点。但生物膜法也存在生物膜脱落、载体堵塞等问题。5.2厌氧生物处理厌氧生物处理是在无氧条件下，利用厌氧微生物将废水中的有机物质降解转化为无害物质的过程。在造纸行业废水中，厌氧生物处理主要包括上流式厌氧污泥床（UASB）和厌氧生物滤池（AF）等工艺。上流式厌氧污泥床（UASB）工艺具有处理效率高、容积负荷大、污泥产率低等优点。但UASB工艺对进水悬浮物浓度和pH值要求较高，易产生污泥流失和堵塞问题。厌氧生物滤池（AF）工艺则具有处理效果好、耐负荷冲击能力强、污泥产生量较少等优点。但AF工艺对填料的要求较高，且易产生填料堵塞问题。5.3物理化学方法物理化学方法是通过物理、化学手段对造纸废水中的有机物质进行降解，以达到净化目的的方法。以下为几种常见的物理化学方法：（1）吸附法：利用吸附剂（如活性炭、沸石等）对废水中的有机物质进行吸附，从而去除有机物质。（2）高级氧化法：通过氧化剂（如臭氧、过氧化氢等）将废水中的有机物质氧化为无害物质。（3）电解法：利用电解过程中产生的氧化还原反应，将废水中的有机物质降解。（4）超声波处理：利用超声波产生的空化效应，对废水中的有机物质进行破碎和降解。物理化学方法具有处理效果好、适应性强等优点，但往往存在运行成本较高、操作复杂等问题。在实际应用中，应根据废水特性选择合适的处理方法。第六章染色废水处理6.1染色废水特点6.1.1来源及组成染色废水主要来源于造纸行业中的染色工艺，包括染色、漂洗等过程。其主要组成包括染料、助剂、颜料以及纤维、油脂等物质。这些物质在水中形成复杂的混合体系，使得染色废水具有以下特点：6.1.2特点（1）色度高：染色废水中的染料浓度较高，使得废水呈现出明显的颜色，对环境造成视觉污染。（2）有机物含量高：染色废水中含有大量有机物，如染料、助剂等，易造成水体富营养化。（3）含有有毒有害物质：部分染料及助剂具有毒性，对人体及生态环境产生不良影响。（4）难降解：染色废水中的有机物难以降解，处理难度较大。6.2染色废水处理方法6.2.1物理法物理法主要包括沉淀、过滤、离心等，主要用于去除废水中的悬浮物和部分有机物。该方法操作简单，但处理效果有限。6.2.2化学法化学法主要包括氧化、还原、中和等，通过化学反应去除废水中的有机物和有害物质。该方法处理效果较好，但成本较高，且可能产生二次污染。6.2.3生物法生物法主要包括活性污泥法、生物膜法等，利用微生物降解废水中的有机物。该方法处理效果较好，但运行成本较高，且对进水水质要求较高。6.2.4复合处理法复合处理法是将多种处理方法相结合，如物理化学法、生物化学法等。该方法能够充分发挥各种处理方法的优点，提高处理效果。6.3染色废水处理设备6.3.1沉淀池沉淀池主要用于去除废水中的悬浮物，通过自然沉淀或加入絮凝剂加速沉淀。沉淀池结构简单，运行成本低，但处理效果有限。6.3.2氧化池氧化池用于氧化废水中的有机物，通过曝气或加入氧化剂实现。氧化池处理效果较好，但运行成本较高。6.3.3生物反应器生物反应器是生物法处理染色废水的主要设备，包括活性污泥法和生物膜法。生物反应器处理效果较好，但运行成本较高，且对进水水质要求较高。6.3.4膜分离设备膜分离设备主要用于去除废水中的微小悬浮物和溶解性有机物，如超滤、纳滤等。膜分离设备处理效果较好，但运行成本较高，且需定期更换膜材料。第七章重金属离子去除7.1吸附法7.1.1概述吸附法是一种利用吸附剂对重金属离子进行吸附、去除的方法。在造纸行业废水处理中，吸附法具有操作简便、去除效率高、可回收重金属离子等优点。7.1.2吸附剂选择吸附剂的选择是吸附法的关键。常用的吸附剂有活性炭、离子交换树脂、生物质炭、矿物材料等。应根据废水中的重金属离子种类、浓度以及处理要求选择合适的吸附剂。7.1.3吸附过程吸附过程主要包括吸附剂与废水混合、重金属离子吸附、吸附剂再生等步骤。吸附过程中，吸附剂与废水充分接触，使重金属离子被吸附剂表面吸附。吸附完成后，通过固液分离将吸附剂与废水分离，实现重金属离子的去除。7.1.4影响因素吸附效果受多种因素影响，如吸附剂种类、废水pH值、温度、接触时间等。在实际应用中，需根据具体情况调整操作参数，以提高吸附效果。7.2离子交换法7.2.1概述离子交换法是利用离子交换树脂将废水中的重金属离子去除的一种方法。该方法具有去除效率高、操作简便、可回收重金属离子等优点。7.2.2离子交换树脂选择离子交换树脂的选择应根据废水中的重金属离子种类、浓度以及处理要求进行。常用的离子交换树脂有强酸性阳离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂等。7.2.3离子交换过程离子交换过程主要包括废水与离子交换树脂混合、重金属离子交换、树脂再生等步骤。在离子交换过程中，重金属离子与树脂中的阳离子发生交换，从而实现去除。7.2.4影响因素离子交换效果受多种因素影响，如树脂种类、废水pH值、温度、接触时间等。在实际应用中，需根据具体情况调整操作参数，以提高离子交换效果。7.3沉淀法7.3.1概述沉淀法是通过向废水中加入化学试剂，使重金属离子形成不溶性沉淀，从而实现去除的方法。该方法操作简单、成本低，但可能对水质造成一定影响。7.3.2沉淀剂选择沉淀剂的选择应根据废水中的重金属离子种类、浓度以及处理要求进行。常用的沉淀剂有氢氧化钠、硫酸钠、硫化钠等。7.3.3沉淀过程沉淀过程主要包括废水与沉淀剂混合、重金属离子沉淀、固液分离等步骤。在沉淀过程中，重金属离子与沉淀剂发生反应，形成不溶性沉淀。通过固液分离，将沉淀物与废水分离，实现重金属离子的去除。7.3.4影响因素沉淀效果受多种因素影响，如沉淀剂种类、废水pH值、反应时间、温度等。在实际应用中，需根据具体情况调整操作参数，以提高沉淀效果。第八章废水深度处理8.1膜分离技术膜分离技术作为一种高效、环保的废水深度处理手段，在造纸行业中得到了广泛应用。该技术通过特定孔径的膜将废水中的污染物与清水分离，达到净化水质的目的。常用的膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。在造纸废水处理中，膜分离技术主要用于去除悬浮物、胶体、微生物等污染物。膜分离技术具有较高的水回收率，可实现对废水资源的有效利用。但是膜分离技术在运行过程中易出现膜污染和膜老化现象，需定期清洗和更换膜材料，以保证处理效果。8.2蒸馏技术蒸馏技术是利用废水中的挥发性物质在不同温度下的沸点差异进行分离的一种方法。在造纸废水处理中，蒸馏技术主要用于去除废水中的难降解有机物、重金属离子等污染物。蒸馏技术具有处理效果好、水质稳定等优点，但能耗较高，运行成本较大。蒸馏过程中可能产生浓缩液，需要进一步处理。目前造纸行业废水处理中常用的蒸馏技术包括多级闪蒸、真空蒸馏、分子蒸馏等。8.3氧化技术氧化技术是通过氧化剂将废水中的有机污染物氧化为无害物质的一种方法。在造纸废水处理中，氧化技术可以有效地降解废水中的难降解有机物，提高废水可生化性。造纸废水处理中常用的氧化技术包括化学氧化、生物氧化、光催化氧化等。化学氧化法通过投加氧化剂（如臭氧、过氧化氢等）直接氧化污染物，具有处理速度快、效果稳定等优点；生物氧化法利用微生物将有机污染物降解为无机物，具有运行成本低、无二次污染等优点；光催化氧化法则利用光能将氧化剂分解为活性氧，进而氧化污染物，具有反应条件温和、无二次污染等优点。但是氧化技术在处理造纸废水时也存在一定的局限性，如氧化剂投加量较大、运行成本较高等。因此，在实际应用中，应根据废水水质和排放标准选择合适的氧化技术。第九章废水回收与再利用9.1废水回收技术9.1.1物理处理方法物理处理方法主要包括格栅过滤、沉淀、气浮、离心等方法。这些方法主要通过物理作用将废水中的悬浮物、油脂、泥沙等杂质去除，为后续处理过程创造良好的条件。9.1.2化学处理方法化学处理方法包括中和、氧化还原、混凝沉淀、离子交换等。这些方法通过化学反应将废水中的有害物质转化为无害物质，或将其转化为易于去除的形式。9.1.3生物处理方法生物处理方法包括好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理主要有活性污泥法和生物膜法，利用微生物的代谢作用将废水中的有机物质降解为无害物质。厌氧生物处理则是在缺氧条件下，利用厌氧菌将有机物质转化为沼气、污泥等。9.1.4膜处理技术膜处理技术包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等。这些方法通过膜材料的选择性透过性，实现对废水中有害物质的截留和去除。9.2废水再利用途径9.2.1农业灌溉将处理后的废水用于农业灌溉，既可以节约水资源，又可以为农作物提供生长所需的养分。但需注意控制废水中污染物浓度，避免对土壤和农作物产生不利影响。9.2.2工业用水将处理后的废水回用于造纸行业或其他工业生产过程中，替代新鲜水资源。这有助于降低工业用水量，提高水资源利用效率。9.2.3生活杂用水将处理后的废水用于冲厕、绿化、道路清洗等生活杂用水领域，可以减少对新鲜水资源的消耗