特种废水处理工程副本.docx
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特种废水处理工程副本
工业废水处理论文
废水处理名称:
制浆造纸废水
所属课程名称:
特种废水处理工程
学生姓名:
刘丁旖
学号:
110317124
专业:
环境工程
2014.10.15
1、制浆造纸工业废水的来源与危害...........................................................................................1
1.1纸浆造纸工艺....................................................................................................................1
1.2制浆造纸废水的分类及来源............................................................................................2
1.2.1备料废水................................................................................................................2
1.2.2制浆废水................................................................................................................3
1.2.3中段废水................................................................................................................3
1.2.4污冷凝水................................................................................................................3
1.2.5造纸废水................................................................................................................4
1.3制浆造纸工业废水的危害................................................................................................4
2、制浆造纸废水的水质特征及排放标准...................................................................................4
2.1制浆造纸废水的主要污染指标........................................................................................4
2.2制浆造纸废水污染负荷....................................................................................................5
2.3制浆造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2008）.....................................................6
3、制浆造纸废水国内外研究现状...............................................................................................9
4、制浆造纸工业废水的主要处理技术.......................................................................................9
4.1预处理技术........................................................................................................................10
4.1.1黑液的处理与资源化...............................................................................................10
4.1.2中段水的处理...........................................................................................................10
4.1.3白水的处理与回用...................................................................................................10
4.2工艺选择............................................................................................................................11
4.2.1好氧生物处理技术...................................................................................................11
4.2.2厌氧处理法...............................................................................................................11
4.2.3厌氧——好氧联合法...............................................................................................12
5、制浆造纸工业废水处理工程实例..........................................................................................12
5.1生产工艺............................................................................................................................12
5.2原有废水处理情况............................................................................................................12
5.3技改后的废水处理工艺....................................................................................................13
5.4处理系统经济分析............................................................................................................14
6、参考文献..................................................................................................................................15
制浆造纸业工业废水处理技术
【摘要】本文对制浆造纸业工业废水的来源与特性进行了论述，对国内外制浆造纸业工业废水处理技术的现状做了详细的分析与评价，并对制浆造纸废水处理技术的发展做了简要展望。
【关键词】制浆造纸废水特性生物酶法SBR法
造纸业是传统的污染大户，也是造成水污染的重要污染源之一。
造纸工业废水排放量大，污染物含量高，废水中含有大量的半纤维素、木质素及化学药品，耗氧量大，能引起纳污水系整个水体的污染和生态环境的严重破坏。
目前，我国造纸工业废水的排放量及COD排放量均居各类工业废水排放量的首位，对水环境的污染最为严重。
如何有效地对造纸工业废水进行处理，不但是我国造纸工业污染防治的首要问题，也是全国工业废水进行达标处理的首要问题。
1、制浆造纸工业废水的来源与危害
1.1制浆造纸工艺
制浆造纸工业中的制浆是指利用化学方法、机械方法或是化学与机械相结合的方法，使植物纤维原料离解变成本色纸浆或漂白纸浆的生产过程；而造纸则是指将纸浆抄造成纸产品的过程。
纸浆造纸工艺流程如图1-1所示。
图1.1纸浆造纸工艺流程图
目前，主要的制浆方法有化学法制浆、半化学法制浆、化学机械法制浆和机械法制浆，如图1-2所示。
图1.2主要制浆方法分类
1.2制浆造纸废水的分类及来源
制浆造纸废水主要来自于工艺的备料、制浆、洗涤、筛选、漂白和造纸等阶段，主要包括备料废水、制浆废水、中段废水、污冷凝水和造纸废水等。
1.2.1备料废水
a.原木备料废水
采用水上储木的方式，原木的湿法剥皮，切皮的水洗都会产生污水。
备料工段的废水含有一定量的木材抽出物成分，它们以溶解胶体物质的形式存在，是废水毒性的重要来源。
b.非木材原料的备料废水
（1）草类原料备料废水
主要含有草屑，泥沙等固体悬浮物，同时草屑及原料中的部分水溶性物质进入备料废水中，增加了废水中BOD5和COD的含量
（2）蔗渣原料备料废水
湿法除髓所造成的污染主要是SS，同时也有水溶性物质进入废水，增加了BOD5和COD的含量。
（3）竹子备料废水
与木材相似，在竹子的削片、洗涤和筛选过程中，一部分溶出物溶解于水中，造成污染。
1.2.2制浆废水
a.化学法制浆废液
（1）碱法制浆
是指将木材和草材等原料粉碎后加入碱或碱与硫酸盐制浆的方法，所排放的废液是制浆过程中污染浓度最高、色度最深的废水，呈棕黑色，故称“黑液”。
（2）亚硫酸盐法制浆
主要指酸性亚硫酸盐法和亚硫酸氢盐法，所用盐基为钙或镁，废液呈褐红色，故又称“红液”。
b.高得率制浆废液
高得率制浆废水主要来自木片洗涤、化学预处理残液及浆料的洗涤、筛选等工艺。
c.废纸制浆车间废水
废纸再生过程所产生的废水主要来自废纸的碎解、疏解，废纸浆的洗涤、筛选、净化，废纸的脱墨、漂白以及抄纸过程。
1.2.3中段废水
a.洗涤、筛选工段废水
洗涤过程中，设备的跑、冒、滴、漏和洗浆机及相关的贮槽清洗水是洗浆废水的主要来源。
不管是化学法、机械法还是化学机械法，所得的粗浆中都会含有生片、木节、粗纤维素及非纤维素细胞，甚至还有砂粒，金属等，因此都要进行筛选和净化。
这一工艺环节需要大量的水，而且筛选后还要浓缩排水，它们是筛选废水的主要来源。
b.漂白工段废水
机械浆多用保护木素的漂白法，由于漂白前后浆的洗涤与浓缩，产生漂白废水，其中主要含有机物、悬浮物，并有颜色。
使用含氯漂白剂时，有机污染物还有相当数量的氯化物。
漂白度越高，有机污染物越多。
此外，漂白废水中还含有剩余的漂白剂。
1.2.4污冷凝水
化学制浆过程中，蒸煮锅小放气和蒸煮结束时放锅排出的蒸汽，经直接接触冷凝器或表面冷凝器冷却产生的冷凝水，是污冷凝水的来源之一。
黑液与红液在综合利用或送碱回收炉燃烧前，都要通过多效蒸发器浓缩，蒸发浓缩过程中产生的污冷凝水是浆厂污冷凝水的另一来源。
1.2.5造纸废水
造纸车间排出的废水习惯上称之为造纸白水。
造纸白水的成分主要以固体悬浮物为主，包括纤维、填料、涂料等，还有添加的施胶剂、增强剂、防腐剂等。
其中添加的防腐剂（如醋酸苯汞等）具有一定的毒性。
1.3制浆造纸工业废水的危害
造纸工业废水是一种水量大、色度高、悬浮物含量大、有机物浓度高、成分复杂的难处理有机废水。
制浆造纸废水是指化学法制浆产生的蒸煮废液（又称黑液、红液），洗浆漂白过程中产生的中段水及抄纸工序中产生的白水，它们都对环境有着严重的污染。
一般每生产1t硫酸盐浆就有1t有机物和400kg碱类、硫化物溶解于黑液中；生产1t亚硫酸盐浆约有900kg有机物和200kg氧化物（钙、镁等）和硫化物溶于红液中。
废液排入江河中不仅严重污染水源，也会造成大量的资源浪费。
在自制浆和抄纸两个环节中排出废水呈黑褐色，称为黑水，黑水中含有大量纤维、无机盐和色素，污染物浓度很高。
洗涤漂白过程中产生的水为中段水，这种水含有较高浓度的木质素、纤维素和树脂酸盐等较难生物降解的成分，且色较深。
抄纸机排出的废水称为白水，它的里面含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。
造纸过程中，有机化学品用作添加剂或助剂，并不全保留在纸幅中，流失到废水中的部分对排水水质有一定的影响，导致COD等指标升高；可吸附有机卤化物的来源主要是含氯漂白剂、消毒剂和部分添加剂（如湿强剂等）。
造纸废水危害很大，其中黑水是危害最大的，它所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90％以上，由于黑水碱性大、颜色深、臭味重、泡沫多，并大量消耗水中溶解氧，严重地污染水源，给环境和人类健康带来危害。
而中段水对环境污染最严重的是漂白过程中产生的含氯废水，例如氯化漂白废水，次氯酸盐漂白废水等。
此外，漂白废液中含有毒性极强的致癌物质二恶英，也对生态环境和人体健康造成了严重威胁。
2、制浆造纸废水的水质特征及排放标准
2.1制浆造纸废水的主要污染指标
主要污染指标为COD、BOD、pH和SS。
由于采用的生产工艺的不同，废水里可能存在的重金属离子和废水的颜色也是重要的污染因素。
漂白硫酸盐浆厂废水中二恶英及可吸附有机卤代物产生的毒性也是值得关注的问题之一。
表2.1废液中污染物的含量
废液
PH
COD（mg/l）
BOD5（mg/l）
红液
1.0
100000
36000
黑液
12.9
160000
50000
表2.2以木材为原料的各种制浆方法的浆得率
2.2制浆造纸废水污染负荷
制浆方法
浆得率
化学机械浆
机械浆
85～90
90～98
化学浆
半化学浆
40～60
60～85
图2.1浆得率与BOD负荷的关系
表2.3我国制浆造纸厂废水量及污染物排放负荷
品种
规模
废液提取率
排水量
SS
BOD
COD
硫酸盐本色木浆
纸袋纸
碱法漂白麦草
印刷纸
碱法漂白蔗渣浆
纸及纸板
碱法漂白麦草浆及纸
亚硫酸镁盐苇浆
石灰法稻草黄板纸浆
200
20
30
30
13
13
9
200
30
97
-
75
-
-
-
>90
21
-
141.8
154.6
197.0
48.0
262.3
193.3
650
-
-
38.0
17.7
75.0
41.2
267.2
74.7
278
-
-
13.3
3.1
55.0
1.1
251.6
15.3
48.3
201
143~181
40.9
9.5
348.7
70.0
1849.3
112.3
169
-
300~380
图2.2污染负荷分布
2.3制浆造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2008）
（1）本标准首次发布于1983年，1992年第一次修订，2001年第二次修订。
此次修订主要内容：
1）根据落实国家环境保护规划、履行国际公约和环境保护管理和执法工作的需要，调整了排放标准体系，增加了控制排放的污染物项目，提高了污染物排放控制要求；
2）规定了污染物排放监控要求和水污染物排放基准排水量；
3）将可吸附有机卤素指标调整为强制执行项目。
（2）制浆造纸工业水污染物排放标准执行办法
本标准规定的水污染物排放控制要求适用于企业向环境水体的排放行为。
企业向设置污水处理厂的城镇排水系统排放废水时，有毒污染物可吸附有机卤素（AOX）、二噁英在本标准规定的监控位置执行相应的排放限值；其他污染物的排放控制要求由企业与城镇污水处理厂根据其污水处理能力商定或执行相关标准，并报当地环境保护主管部门备案；城镇污水处理厂应保证排放污染物达到相关排放标准要求。
建设项目拟向设置污水处理厂的城镇排水系统排放废水时，由建设单位和城镇污水处理厂按前款的规定执行。
（3）水污染物排放控制要求
1）自2009年5月1日起至2011年6月30日现有制浆造纸企业执行表1定的水污染物排放限值。
2）自2011年7月1日起，现有制浆造纸企业执行表2规定的水污染物排放限值。
自2008年8月1日起，新建制浆造纸企业执行表2规定的水污染物排放限值。
3）环境承载能力开始减弱，或水环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重水环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区，应严格控制企业的污染物排放行为，在上述地区的企业执行表3规定的水污染物特别排放限值。
表1 现有企业水污染物排放限值
企业生产类型
制浆企业
制浆和造纸联合生产企业
造纸企业
污染物排放监控位置
废纸制浆和造纸企业
其他制浆和造纸企业
排放限值
1
pH值
6-9
6-9
6-9
6-9
企业废水总排放口
2
色度（稀释倍数）
80
50
50
50
企业废水总排放口
3
悬浮物（mg/L）
70
50
50
50
企业废水总排放口
4
五日生化需氧量
（BOD5，mg/L）
50
30
30
30
企业废水总排放口
5
化学需氧量
（CODCr，mg/L）
200
120
150
100
企业废水总排放口
6
氨氮（mg/L）
15
10
10
10
企业废水总排放口
7
总氮（mg/L）
18
15
15
15
企业废水总排放口
8
总磷（mg/L）
1.0
1.0
1.0
1.0
企业废水总排放口
9
可吸附有机卤素
（AOX,mg/L）
15
15
15
15
车间或生产设施废水排放口
单位产品基准排水量，
吨/吨（浆）
80
20
60
20
排水量计量位置与污染物排放监控位置一致
说明：
1. 可吸附有机卤素（AOX）指标适用于采用含氯漂白工艺的情况
2. 纸浆量以绝干浆计
3. 核定制浆和造纸联合生产企业单位产品实际排水量，以企业纸浆产量与外购商品浆数量的总和为依据
4. 企业漂白非木浆产量占企业纸浆总用量的比重大于60%的单位产品基准排水量为80吨/吨（浆）
企业生产类型
制浆企业
制浆和造纸联合生产企业
造纸企业
污染物排放监控位置
排放限值
1
pH值
6-9
6-9
6-9
企业废水总排放口
2
色度（稀释倍数）
50
50
50
企业废水总排放口
3
悬浮物（mg/L）
50
30
30
企业废水总排放口
4
五日生化需氧量
（BOD5，mg/L）
20
20
20
企业废水总排放口
5
化学需氧量
（CODCr，mg/L）
100
90
80
企业废水总排放口
6
氨氮（mg/L）
12
8
8
企业废水总排放口
7
总氮（mg/L）
15
12
12
企业废水总排放口
8
总磷（mg/L）
0.8
0.8
0.8
企业废水总排放口
9
可吸附有机卤素
（AOX,mg/L）
12
12
12
车间或生产设施废水排放口
10
二噁英pgTEQ/L
30
30
30
车间或生产设施废水排放口
单位产品基准排水量，吨/吨（浆）
50
40
20
排水量计量位置与污染物排放监控位置一致
说明：
1、可吸附有机卤素（AOX）和二噁英指标适用于采用含氯漂白工艺的情况
2、纸浆量以绝干浆计
3、核定制浆和造纸联合生产企业单位产品实际排水量，以企业纸浆产量与外购商品浆数量的总和为依据
4、企业自产废纸浆量占企业纸浆总用量的比重大于80%的，单位产品基准排水量为20吨/吨（浆）
5、企业漂白非木浆产量占企业纸浆总用量的比重大于60%的，单位产品基准排水量为60吨/吨（浆）
表2新建企业水污染物排放限值
表3水污染物特别排放限值
企业生产类型
制浆企业
制浆和造纸联合生产企业
造纸企业
污染物排放监控位置
排放限值
1
pH值
6-9
6-9
6-9
企业废水总排放口
2
色度（稀释倍数）
50
50
50
企业废水总排放口
3
悬浮物（mg/L）
20
10
10
企业废水总排放口
4
五日生化需氧量
（BOD5，mg/L）
10
10
10
企业废水总排放口
5
化学需氧量
（CODCr，mg/L）
80
60
50
企业废水总排放口
6
氨氮（mg/L）
5
5
5
企业废水总排放口
7
总氮（mg/L）
10
10
10
企业废水总排放口
8
总磷（mg/L）
0.5
0.5
0.5
企业废水总排放口
接上表
排放限值
9
可吸附有机卤素
（AOX,mg/L）
8
8
8
车间或生产设施废水排放口
10
二噁英pgTEQ/L
30
30
30
车间或生产设施废水排放口
单位产品基准排水量，吨/吨（浆）
30
25
10
排水量计量位置与污染物排放监控位置一致
说明：
1、可吸附有机卤素（AOX）和二噁英指标适用于采用含氯漂白工艺的情况
2、纸浆量以绝干浆计
3、核定制浆和造纸联合生产企业单位产品实际排水量，以企业纸浆产量与外购商品浆数量的总和为依据
4、企业自产废纸浆量占企业纸浆总用量的比重大于80%的，单位产品基准排水量为15吨/吨（浆）
3、制浆造纸废水国内外研究现状
目前，国内外制浆黑液的治理主要有碱回收法（适合木浆黑液，草浆黑液碱回收还存在一些问题）、酸析法、等离子体技术、膜分离技术、絮凝沉淀法、生物化学法、氧化法；中段废水和造纸废水处理方法主要有絮凝法和生物法（多数采用厌氧和好痒结合）。
此外，还有人研究了一些新型水处理方法如生物酶法应用到处理制浆造纸废水中。
下面重点介绍一下生物酶法。
酶处理有机物的机理是先通过酶反应形成游离基,然后游离基发生化学聚合反应生成高分子化合物沉淀。
与其它微生物处理相比,酶处理具有催化效能高、反应条件温和、对废水质量及设备情况要求较低、反应速度快、对温度、浓度和有毒物质适应范围广、可以重
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