造纸污染1.docx

1、造纸污染1制浆造纸产业属于单位产品收益率较低、投资回收期较长的产业。一般建设大型、特大型企业，才能获得好的经济收益。当今世界上已出现规模100万吨年以上纸浆厂和单台70万吨年以上的纸机。目前,国际造纸工业纸浆结构为木浆占约2.%,废纸浆34,非木浆.4%。.造纸纤维原料结构不合理,对外依存性高 3. 规模不合理，规模效益水平低以后制浆造纸装备研发的重点为：年产3万吨以上的纸板机成套技术和设备;幅宽6米左右、车速每分钟1200米、年产15万吨及以上文化纸机；幅宽2.5米、车速每分钟600米以上的卫生纸机成套技术和设备;年产10万吨高得率、低能耗的化学机械木浆成套技术及设备;年产10万吨及以上废纸

2、浆成套技术和设备;造纸工业不合理的原料结构和规模结构以及较低的技术装备水平，决定了我国造纸工业的水、能源、物料的消耗较高并成为主要的污染源。造纸工业废水排放量占全国工业废水总排放量的比例总名列前茅(食品、造纸、化工、电力、金属冶炼)。造纸工业COD排放量在全国各工业总排第一（造纸、食品、化工、纺织)。 回收利用1吨废纸可再造出800g850kg新纸。相当于少砍了17棵大树,节水120吨,节省了3m3的垃圾填埋空间。我国废纸回收率约为30%,而日本废纸回收率约为78%,德国为8%,芬兰城市旧报纸、杂志回收率已经达到10。在美国废纸回收类别高达50多种,我国只有简单的书、报纸和纸板箱3类。可见我国

3、废纸回收利用潜力之大。当前,我国应尽快完善废纸回收体系。3. 回收措施与方法1.国家政策法规的引导.关键设备的研制采用分类回收方法 华泰集团董事长李建华建议结合有关城市垃圾分类回收的做法,即首先居民粗分日常生活垃圾，再运送到分拣中心细分。节能措施积极利用再生能源，利用生产过程产生热和汽。开发新技术、新工艺、新材料，最大限度实现节能。提高锅炉及碱回收炉的燃烧效率，减少能源资源的消耗。有可能的企业热电联产，减少对外能源的依赖。 所谓水资源是指现在或将来一切可用于生产和生活的地表水和地下水源。水资源是自然资源的重要组成部分第一类,物理性水质指标，包括：2感官物理性指标。如温度、色度、臭味、浑浊度、透

4、明度等。 其它物理性指标。如总固体、悬浮物等第二类,化学类水质指标,包括:一般的。如pH、碱度、硬度、各种阴阳离子等。有毒的。如重金属、氰化物、各种农药等。有关氧平衡的。溶解氧（DO)、化学需要量（COD) 、生化需要量（OD）等。第三类,生物学水质指标。包括:细菌总数、病毒等。三、水体污染及其自净能力.水体污染 水体不仅包括江河、湖泊等地表水域，而且包括水中生活的鱼类和浮游生物等动植物和底泥。 水体污染是指一定量的污水、废水、各种废弃物等污染物质进入水域,超出了水体的自净和纳污能力,从而导致水体及其底泥的物理、化学性质和生物群落组成发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统和水体的功能，从而降低

5、水体使用价值的现象。 造成水体污染的主要污染源有工业废水、生活污水和畜禽养殖业废水。2.水体的污染类型测定方法（5天培养法，又称标准稀释法）其测定原理及方法:稀释接种法。将水样稀释注满培养瓶,塞好后应不透气,将瓶置于01条件下培养5天，培养前后分别测溶解氧浓度,由两者的差值可算出每升水消耗掉氧的质量,即BOD5值。 对于大多数水样,因含较多的有机物，需要用蒸馏水来稀释，以降低其有机物的浓度，以保证在天培养过程中有充足的溶解氧。 稀释水除了其中溶解氧接近饱和外, 还应加入一定量的无机营养盐, 以保证微生物生长的需要。 CD(mgL）=（B)000样品体积数 式中 A用于空白的FAS体积,ml;

6、B用于样品的FAS体积，ml; NA的摩尔浓度。测定方法(G1190189) 1）采样、贮存 2)步骤a.滤纸准备 用镊子夹取定量滤纸放于事先恒重的称量瓶里,移入烘箱中,于13105烘干0min后,取出冷却至室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量,直至两次称量的误差02m。b测定 量取混合均匀的试样10l抽吸过滤，使水分全部通过滤纸。再以每次0ml蒸馏水连续洗涤次，继续吸滤以除去痕量水分。停止吸滤后，仔细取出载有悬浮物的滤纸放在原恒重的称量瓶中,称入烘箱中，于10315下烘干后移入干燥器中,使其冷却到室温,称其重量。反复烘干、冷却、称量，直到两次称量的重量差0.4g为止。)计算 悬浮物含量(mg

7、/)按下式计算： (A-)16 c= V 式中 c 水中悬浮物浓度，m/L; A 悬浮物+称量瓶重,g； B 滤纸+称量瓶重量，； V 试样体积,ml44 浊度（loudin）浊度是由水中含有的泥沙、粘土、有机物、无机物、浮游生物等悬浮物质造成的。水体浑浊会影响阳光的透射,影响水生动植物的生长。浊度以度为单位。1mg一定粒度的白陶土（或硅藻土)在10mL水中产生的浊度,称为度。以NT表示散射浊度. 总有机碳（ Ttl rgnicabonTOC)废水中各种有机污染物含有碳的总量，能够比较直接的反映废水中污染物质的总量。测定原理：采用铂做催化剂将水样气化燃烧，水中有机物质在燃烧过程中生成2，测定二

8、氧化碳的含量就可算出含有碳的总量。4.7溶解氧(issovedOxygn,D） 水中溶解氧气的含量，是水生生物生存的必要条件，也是水质分析的重要参数之一.通过溶解氧仪检测,以m/来表示49 色度(Colour Unit, C.U.) 颜色是由亮度和色度共同表示的，而色度则是不包括亮度在内的颜色的性质,它反映的是颜色的色调和饱和度。 色度是水质的外观指标,水的的颜色分为表色和真色。真色是指去除悬浮物后水的颜色，没有去除的水具有的颜色称表色。对于清洁的或浊度很低的水,真色和表色相近，对于着色深的工业废水和污水，真色和表色差别较大。而水的色度一般指真色。 水的颜色常用以下方法测定: 1.铂钴标准比色

9、法(常用于天然水和饮用水,单位度) 2稀释倍数法（常用于工业废水,单位 倍）。4.10 毒性（Ticiy） 利用动物对有毒物质的病理反应可以测定某种物质的毒性,确定最高允许浓度。测定方法半致死浓度:在一定的时间(9h）下,用作毒性实验的鱼群死亡一半的浓度。半致死时间:在一定的浓度下,用作毒性实验的鱼群死亡一半的时间。5.1漂白废水的基本特性 （）色度 传统漂白废水中,氯化和碱处理废水色度含量占漂白废水总颜色的90以上,尤其是碱处理段占总颜色80%左右。(2)化学耗氧量(O) 纸浆漂白废水中的COD值取决于为漂白纸浆的卡伯值，采用二氧化氯漂白,由于二氧化氯漂白的氧化程度比元素氯高,其漂白废水的C

10、O负荷随二氧化氯取代率的增加而降低,当完全替代时,废水COD负荷可降低20%5%;当采用氧脱木素同样可降低D负荷,一般可降低0%50%（3)生化耗氧量(BO） 由于在漂白过程中，浆中残余木素和残余黑液中的成分溶出,使漂白废水的BOD与未漂浆的卡伯值和洗涤程度密切相关.漂白工艺中，二氧化氯取代率对D的影响不大,在常规的漂白工艺和采用二氧化氯代替部分元素氯的工艺中,在漂白前采用氧脱木素预处理,可降低BO到0%左右(）总有机碳(TOC） 它是反映水中或废水中可氧化的或不可氧化的所有有机化合物中总碳的含量在硫酸盐浆EF漂白工艺中,采用100%二氧化氯代替元素率,二氧化氯漂白废水和碱处理段废水的TOC分

11、别降低42%和86.(4）总有机碳(TOC) 它是反映水中或废水中可氧化的或不可氧化的所有有机化合物中总碳的含量.在硫酸盐浆ECF漂白工艺中,采用00%二氧化氯代替元素率,二氧化氯漂白废水和碱处理段废水的TOC分别降低42%和6%.(5)可吸附有机卤素（AO) 它是水中或废水中氯取代有机物的一个近似量度.研究表明，纸浆中的木质素是纸浆漂白厂废水中AOX的来源.AOX的形成是复杂的,取决于漂白工艺中漂白剂的种类、有效氯在各个漂白段的分配情况、氯的加入形式等。减少氯用量及采用分步加入的漂白工艺可降低废水中AOX的负荷第二节 造纸废水的来源及特征5.2降低漂白废水污染负荷途径 )采用深度脱木素制浆工

12、艺,降低漂白处理的化学药品; 2)采用氧碱漂白工艺,废液可以和蒸煮工段废液一起进入碱回 收工段处理; 3)采用浆料逆流洗涤工艺,减少废液总体积和增加固形物浓度； 4)采用C和TCF漂白工艺。第二节 造纸废水的来源及特征5.2 降低漂白废水污染负荷途径1)采用深度脱木素制浆工艺,降低漂白处理的化学药品; 2）采用氧碱漂白工艺,废液可以和蒸煮工段废液一起进入碱回 收工段处理; 3）采用浆料逆流洗涤工艺,减少废液总体积和增加固形物浓度; )采用EC和TF漂白工艺。燃烧和苛化工段废水 主要成分为可溶性的无机化合物和悬浮物。这类废水包括绿泥和消化器泥渣排放时夹带的废水，溶解槽、绿液岢化槽、消化器、白液澄

13、清槽的清洗水,以及处理碱回收炉和石灰窑烟气的稀碱液洗涤用水，对于这类废水，通常采用经过沉降除去悬浮物并调节pH值之后，汇入废水处理系统。第二节 造纸废水的来源及特征 现代造纸机系统，一般都采用水系统的封闭循环，即将造纸机不同部位脱出的白水按照固形物含量的不同分别回用于系统的不同部位。一般造纸机网部脱出的白水浓度最大，真空吸水箱脱出的白水次之,压榨部的白水浓度最小。 白水回用的原则是先回用浓白水,然后再利用稀白水,在不必使用清水的部位,尽量使用白水。 废水厂内处理的原则 1）以预防为主，积极多用低污染的工艺与技术,严格控制各种污染物的产生量。这是减少污染、保护环境的根本途径。 2)采用高效率的废

14、液厂内处理技术，厂内用水争取做到封闭水循环。 ）加强生产管理，保证废水处理系统正常的运行.物理化学法 这种方法基于物理作用和化学作用相结合的原理,包括活性炭吸附法、离子交换法、电渗析法等。 物理化学方法的处理费用较高，属于深度处理方法,用在对于排放标准要求较高的情况,即在一级和二级处理之后，进一步的去除微量的污染物质。此方法常用在生活污水处理方面。二、过滤法 主要用于分离废水中的悬浮物。 过滤装置或介质有：格栅、筛网、石英砂、尼龙布、微孔管等,应按废水中悬浮物的性质来选择。三、沉淀法(重力分离法) 沉淀法用于分离废水中密度大于水的固体悬浮物(粒径在1um以上,在2h左右的自然沉降时间能从水中分

15、离出去的悬浮固体)，如泥沙、填料及绿泥、白泥等无机颗粒物,以及用于回收有用纤维等。3 沉淀池的分类 沉淀池可分为普通沉淀池和浅层沉淀池两大类。按照水在池内的总体流向,普通沉淀池又有平流式、竖流式和辐流式三种型式。.普通沉淀池 可分为入流区、沉降区、出流区、污泥区和缓冲区5个功能区。入流区和出流区：进行配水和集水,使水流均匀地分布在各个流过断面上，为提高容积利用系数和固体颗粒的沉降提供一个稳定的水力条件。沉降区：可沉颗粒与水分离。污泥区:泥渣贮存、浓缩和排放的区域。缓冲层:分隔沉降区和污泥区的水层,防止泥渣受水流冲刷而重新浮起。（2）絮凝剂 一般称高分子聚合物为絮凝剂。 阳离子聚丙烯酰胺（CP）

16、；阴离子聚丙烯酰胺；非离子 聚丙烯酰胺(3）助凝剂 它本身也可以起凝聚作用,也可以不起。但它与混凝剂同时使用可以提高混凝效果。助凝剂可以调节和改善混凝条件，也可以改善矾花结构，以有利于沉降。常用的助凝剂有聚丙烯酰胺、石灰、酸类物质等。（)影响因素： 凝聚是一种物理化学过程,其影响因素除胶体粒子的种类、粒子大小、表面特征、胶体粒子的浓度和絮凝剂的种类及特性等因素外,还包括溶液的pH值、共存物质(特别是盐类)的种类和浓度、反应温度和浓度变化、搅拌的方法和絮凝剂用量等。注意事项（1)加药量与废水特性有关,用量过高或过低都不利于它对 造纸废水的混凝沉淀效果；()加药顺序应为先加无机混凝剂后加有机絮凝剂

17、;(3)在各种条件相同的条件下，冬季加药量比夏季多。 水温的影响主要表现在三个方面：一是影响药剂水解速度。二是影响矾花的形成和质量。低温时，尽管投药量增加，絮体形成还是很缓慢,而且细小而松散,较难去除。三是低温时，水的粘度较大，微粒布朗运动的强度减弱,碰撞机会减少。(4)搅拌时间即混凝反应时间。一般来说，在混合阶段，为 了达到混凝剂与原水的快速均匀混合，搅拌强度要大, 但时间要短，通常认为搅拌时间在30s左右。在反应阶 段,既要为微絮粒的接触碰撞提供必要的紊流条件，又 要防止已经生成的絮体被击碎,因此搅拌强度要小,但 时间要长，一般认为搅拌时间在1030n之间； (5）澄清时间的长短可以直接影

18、响到处理效果,假如澄清时 间太短，形成的絮体就不能完全的沉淀下来,而时间过 长，这又影响到工程的设计,增加不必要的处理成本。.气浮法 借助于水的浮力，使水中不溶态污染物质浮出水面,然后用机械加以刮除的水处理方法统成为浮力上浮法根据分散相物质的亲水性强弱和密度大小, 可分为自然浮上法、气泡浮升法和药剂浮选法三类1气浮和浮选原理 气浮过程中，细微气泡首先与水中的悬浮粒子相粘附,形成整体密度小于水的”气泡-颗粒”复合体,使悬浮粒子随气泡一起浮升到水面.由此可见,实现气浮分离必须具备以下三个基本条件: （)在水中必须产生足够数量的细微气泡； (2)必须使待分离的污染物形成不溶性的固态或液态悬浮体; （

19、3)必须使气泡能够与悬浮粒子相粘附。 根据产生气泡的方法可分为：加压气浮、射流气浮、叶轮气浮、曝气气浮等5.3普通气浮法的特点生产能力大,处理时间短，气浮法mi;气浮法分离的泥渣的浓度高,可达4%-%,沉淀法分离泥渣浓度仅为；处理表面挂渣容易，清洗周期长,基本不用下池清洗;占地面积小,池的高度亦低于沉淀池；但设备的投资大,动力消耗大,运行费用较高。传统气浮法的缺点气浮池较深，一般为2，增加了气浮时间,降低了气浮效率；气泡的直径较大约为50m，容易破裂而失去气浮作用；间歇刮渣，有些浮渣停留时间过长，气泡破裂，气浮物会重新下沉；一头进水横向前进,会干扰上浮作用。 超效浅层气浮法的特点：1溶气水的质

20、量很高,气泡的直径大约在10m左右，大大增加了微小气泡与悬浮物的接触面积，这是超效浅层气浮的关键技术；2池子很浅,一般为600mm左右，大大缩短了气浮时间，气浮过程在3-min即可完成;3布水均匀,水基本上无横向流动，避免了横流对上浮作用的影响;4采用连续除渣，避免了浮出物重新下沉,提高气浮效果。51.活性污泥法的作用原理6 活性污泥(多种微生物与悬浮物构成的絮状体悬浮在废水中） 7 氧气 8 (细菌为主，其次是霉菌和酵母菌)9 有机污染物(吸附、吸收、氧化、降解作用） 10 转化11 12无机物+ 能源 自身(新细胞体） 13 活性污泥法就是以含于废水中的有机污染物为培养基，14在有溶解氧的

21、条件下,连续培养污泥,在利用其吸附凝聚和15氧化分解作用净化废水中有机污染物。 16废水17. 活性污泥法的基本流程 混合液悬浮固体(SS) 它是指曝气池中废水和活性污泥的混合液体的悬浮物体浓度。工程上往往以MLSS作为间接计量活性污泥微生物量的指标。以mg/L或g/L表示。 活性污泥组成的各种物质:MLSS Ma + b + Mc Md 式中:a具有活性的细胞部分； Mb微生物内源代谢的残留部分，无活性难降解; Mc难于降解的原废水中的有机物; M附着于活性污泥上的无机物 有时也用ML（混合液挥发性悬浮固体）来表示微生物数量,但它只指有机物的质量,不包括无机物的质量(灰分），我国通常采用ML

22、SS来表示微生物的数量。 所以,MLSS = M + b +Mc，故LSL。一般用MVSSS比值较稳定,来表征污泥浓度。污泥沉降比（SV) 它能反映曝气池正常运行时的污泥数量,可以用于控制剩余污泥的排放，还能反映出污泥膨胀等异常情况。 测量方法：曝气池中取混合液100L,静置沉淀in后,观察沉淀污泥与混合液的体积之比,% 。 处理一般生活或工业废水为53,而造纸废水（有机物浓度高，成分复杂)为304%。 污泥体积指数(VI） 它能反映活性污泥的凝聚沉降性能。 测量方法:在曝气池出口处取混合液静置30min后,1 干污泥形成的污泥体积。 计算：SV =SV10 MLS m/g污泥密度指数(SDI

23、) 测量方法:在曝气池内取混合液静置3min后,含10L沉降污泥中的活性污泥悬浮固体的克数。 计算:SDI= MLS/S10 g/L（3）营养物质 碳源：异养型微生物用有机碳源,自养型用无机碳源；氮源：无机氮(NH3）和有机氮（尿素)； 添加比例:COD:N:P = 350:2.1 活性污泥的培养驯化2、主要包括两种类型：推流式、完全混合式推流式特点:废水与回流污泥从池的一端进，另一端流出，污泥 浓度沿池长变化不大,而污染物浓度逐渐减小。 曝气的目的 为微生物供氧，以满足微生物新陈代谢对氧的需要； 搅拌混合液,使废水与活性污泥充分接触，防止污泥沉淀。曝气方式扩散式：利用扩散曝气设备把空气注入水

24、中，形成小气泡,表面式：通过表面曝气机设置在水面上叶轮的旋转,使废水与气泡接触。 散流式曝气器特点:1)布气均匀、流态好、氧利用率动力效率高、安装方 便、耐腐蚀、不堵塞、造价低等。 2)保证所需要的氧量,使整个池内得到均匀的布气， 以使每一处的活性污泥和生物膜都得到需要的氧量。使氧溶解于 混合液中；2.2活性污泥法在造纸工业废水中的应用 1)可生化性:BO5/CO03，易于生化处理. ）泡沫问题 危害表现为：表面机械曝气时，隔绝空气与水接触，减小以至破坏叶轮的充氧能力；泡沫吸附大量活性污泥固体时，影响二沉池沉淀效率，恶化出水水质;有风时随风飘散，影响环境卫生。 原因：使用化学品过多; 环境因素

25、的多变. 处理方法:安装喷洒管;投加消泡剂 ）污泥膨胀问题 在二沉池或加速曝气池的沉淀区,有时出现污泥的膨胀与上浮现象。广义的把活性污泥的凝聚性和沉降性恶化，以及处理水浑浊的现象总称为活性污泥膨胀。描述污泥膨胀程度的指标有30mi沉降比、污泥体积指数和污泥密度指数。导致丝状体大量繁殖的原因 （1)溶解氧浓度不足 （）冲击负荷过大()进水的化学条件变化 包括营养盐的添加、硫化物和碳水化合物的影响、pH值与水温的影响和重金属离子的冲击等解决污泥膨胀的办法 ()加强管理，及时检测水质; （2)时刻注意水量与水质的冲击与溶解氧的需求量; (3)加大排泥量，降低进水浓度,添加少量新污泥，促进 微生物新陈

26、代谢过程,以新污泥置换老污泥; (4)注意营养盐的添加频率与添加量; （5)在回流污泥中加漂白粉或液氯可抑制丝状菌生长（加 氯量按干泥的03%-%计)，同时需调整值。3.生物膜法分类润壁型生物膜法：废水和空气沿固定的或转动的接触介质表面的生物膜流过,如:生物滤池和生物转盘；浸没型生物膜法：接触滤料固定在曝气池内,空气浸没在水中，采用鼓风曝气，如：接触氧化法;流动床型生物膜法：使附着有生物膜的活性炭、砂等小粒径接触介质悬浮流动于曝气池内。 生物滤池 在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料,滤料表面生长着高活性的生物膜,滤池内部曝气。污水流经时，利用滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜的氧化降解能力对

27、污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用,截留污水中的悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用;运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物以及更新生物膜,此为反冲洗过程。.活性污泥法和生物膜法的比较处理效率前者高于后者(因活性污泥在池中是流动的,与废水接触机会较多）。前者卫生条件好，占地面积也较少。但活性污泥法运行费用高,用电1K.h处理废水，前者只能处理5-6,而后者可处理183。活性污泥法对进水负荷变化的适应性不及生物膜法(因为生物膜往往仅表面受到影响，可以较快复原）,并

28、且还有污泥膨胀的可能,因此需要较高的管理技术。 究竟采用哪种方法处理，应对出水的要求、基建投资、运行费用、操作管理等几方面全面比较,才可决定。 厌氧生物处理法的处理对象是:高浓度有机工业废水、城镇污水的污泥、动植物残体及粪便等。.1厌氧接触系统用于处理高浓有机废水,为了强化有机物与池内厌氧污泥的充分接触,必须连续搅拌;为了提高处理效率,必须改间歇进水排水为连续进水排水;为了克服污泥的大量流失，可串联一个沉淀池以做回流污泥之用，保证发酵罐内MLSS为5-8g/L。 31厌氧接触系统用于处理高浓有机废水,为了强化有机物与池内厌氧污泥的充分接触，必须连续搅拌;为了提高处理效率,必须改间歇进水排水为连续进水排水;为了克服污泥的大量流失,可串联一个沉淀池以做回流污泥之用,保证发酵罐内其LS为5-8g/L。它营养元素基本都不缺乏。 不同的微生物在不同的环境条件下所需的碳、氮、磷控制为20000:5:为宜，此比值大于好氧法中10:5:1，这与