再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究 56页

硕士论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究摘要造纸废水是水污染的主要污染源，在我国已成为制约造纸工业发展和水污染治理的瓶颈。废纸再生造纸由于具有节约纤维原料、减少对环境污染等优点，而被造纸行业所倡导。再生纸行业尽管污染负荷大大降低，但排放废水中COD、BOD含量仍较高。实现对再生纸行业废水的有效治理，有着重要的现实意义。论文针对盐城市华泰纸业有限公司再生纸废水，分析了再生纸废水的来源、成分以及当前的处理工艺和应用现状。通过实验深入探讨了厌氧+好氧+吸附组合工艺处理该类废水的运行参数。经研究发现，厌氧工艺从经济及实际运行分析确定最佳的操作条件为水力停留时间10h、搅拌速度100r／rain、pH6．8．7．2。好氧工艺最佳工艺条件为停留时间8h、气水比25：1、温度20℃．25℃，pH6．8。再经炉渣吸附后，再生纸污水可接近中水回用标准。在小试运行稳定的基础上，通过自制的中试系统上采用UASB+生物接触氧化+炉渣吸附处理工艺进行试验研究，发现UASB工段运行的最佳操作条件如下：水力停留时间为10h、pH为7．0．7．8。生物接触工段运行的最佳操作条件如下：HRT为6h、气水比为20：1、温度为20℃。在各工艺条件运行稳定的情况下，出水可以稳定达到中水回用标准，且处理后废水可以实现资源化，为盐城市华泰纸业有限公司以及采用类似工艺进行瓦楞纸再生的造纸企业提供了可靠的再生纸废水处理工艺和最佳的工艺运行参数。关键词：再生纸废水，UASB，生物接触氧化池，回用n硕士论文AbstractPapermakingwastewateristhemainsourceofwaterpollution,whichhasbeenthebottleneckofconstrainingthedevelopmentofpaperindustryandwaterpollutiontreatmentinChina．Forpaperrecyclingcanretrenchrawmaterialslikefiberandlessenenvironmentalpollution，greatexpectationshavebeenheld．Inspiteofgreatlyreducedpollutionloadinrecycledpaperindustry,thecontentofCODandBODisyethigherinthewastewater．Therefore,itispracticallysignificanttoachieveeffectivetreatmentofwastewaterinrecycledpaperindustry．Forthewastewaterofrecycledpaper舶mYanchengHuataiPaperCo．Ltd，thispaperanalyzedthesources，composition，currenttechnologyandapplicationsofthewastewater．Throughexperiments，operatingparametersofwastewatertreatmentbythecombinedprocessofanaerobic．ItisfoundthattheeconomicallyfeasiblebestconditionsofanaerobicprocessareHRT1011andthestirringspeed100r／minpH6．8-7．2．thatthebestconditionsofaerobicprocessisHRT8handtheGasthanwater25：1，temperature20"C-25"C，pH6-8．andthatafterbeingadsorbedbycinder,therecycledsewagewatercarlreachthereusestandardsofmeanwater．OnthebasisofthestabilityofasmalltrialBin，thetreatmenttechnologyofUASB+biologicalcontactoxidationprocess+cinderadsorptionisappliedinthestudybasedontheself-testsystemoftheprocessportfolio．ThestudyfoundthatthebestunitsoperatingUASBoperatingconditionsfitsfollows：HRT10kpH7·7．8．Biologicalcontactoptimaloperatingconditionssectionofoperationareasfollows：HRT6h,Gasthanwater20：1，temperature20"C．Undertheconditionsofthestabilityofprocessoperations，watercanbestabilizedtoachievethereusestandardsofmeanwaterandrealizethereclamationofwastewaterafterthetreatment．ItishopedthatthistechnologyshallprovidethereferenceforYanchengHuataiPaperCo，Ltdandsimilarwastewatertreatment．Keywords：Wastewaterofrecycledpaper，UASB，Bio—contactoxidationpond，ReuseII、≯争■÷、．，罩，《§n硕士论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究目录摘要．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．．。．。．．．．．．．．．．．．．．．．．。。IABSTRACT⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。IIl绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．⋯．．．．．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．11．1课题研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l1．2国内外造纸工业的污染现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．21．3再生纸废水的来源及处理现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．21．3．1再生纸废水的来源及污染成分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．21．3．2再生造纸废水回用现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．31．3．3再生造纸废水处理技术现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．41．4本课题的意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8l-5本课题研究的主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．82再生纸废水小试试验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯lO2．1材料与方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．102．1．1实验仪器与试剂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．102．1．2实验装置⋯⋯．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1l2．1．3实验方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．132．1．4分析测试方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯142．2结果与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．152．2．1实验用水及排放标准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯152．2．2厌氧工艺参数的优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯162．2．3好氧工艺参数的优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯182．3吸附试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯222．3．1炉渣和活性炭吸附效果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．222．3．2去除效果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯222．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯233再生纸废水中试试验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．243．1材料与方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．243．1．1实验仪器与试剂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．24n目录硕士论文3．1．2分析测试方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯243．1．3实验装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．253．2UASB试验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．263．2．1UASB工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．263．2．2UASB启动实验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．273．2．3UASB反应器调试运行控制工艺参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．303．2．4UASB工艺参数对C01)去除率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．313．2．5最佳条件下工艺运行分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．333．3生物接触氧化法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯353．3．1生物接触氧化法概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯．353．3．2生物膜载体的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．353．3．3生物接触氧化反应器接种泥的选取和进水水质⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．363．3．4生物接触氧化反应器的启动⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．363．3．5实验运行影响因素分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．363．3．6最佳条件下工艺运行分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．393．4炉渣吸附⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯403．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯404社会、经济、环境效益分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424．1社会效益⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．424．2经济效益⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．424．2．1工程投资⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．424．2．2废水处理运行成本⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．424．2．3中水收益⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．434．2．4排污费收益⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．434．2．5收益分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．434．3环境效益⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．435结论．。。．．。．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．。。．．。．．。。．．．。．。．．．．．．．．。。．．．．．．．．．．．．。．。．．．．．．．．．．．．．。．．。。．．。。．．．．．446问题讨论及建议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．45致谢．．．．．。．．．．．．。．。．．．．．．．。．．．．．．．。．。．。．．．。。．．。．。．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯．47附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯50、毒々■冬，◆0●；n硕卜论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究1绪论造纸废水是水污染的主要污染源，在我国已成为制约造纸工业发展和水污染治理的瓶颈。废纸再生造纸由于具有节约纤维原料、减少对环境污染等优点而被造纸工作者寄予厚望。再生纸行业尽管污染负荷大大降低，但排放废水中COD含量仍较高。实现对再生纸行业废水的有效治理，有着重要的现实意义。治理再生纸废水，一方面应使其COD大幅度下降，减少对环境的污染，另一方面则应尽量回收废水中有价值的纤维类物质，实现废水的资源化利用。1．1课题研究背景造纸是中华民族的四大发明之一，是人类文明史上的重要成果。今天，纸及纸板的消费水平已成为衡量一个国家现代化水平和文明程度的重要标志之一。然而，我国的造纸业在造出纸张、传承文明的同时，对可持续发展的生态文明也构成了严峻挑战。在世界范围内，造纸工业废水是重要的污染源，如日本、美国分别将造纸工业废水列为六大公害和五大公害之一。目前我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位，对水环境的污染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。据统计，我国造纸及纸制品工业废水排放量占全国工业总排放量的18．6％，排放废水中COD约占全国工业COD总排放量的44．0％E11。造纸业造成的水资源浪费现象也很严重。目前，我国每生产一吨纸，平均耗水量高达100吨，是世界先进水平的3倍以上。早在“七五"时期，我国就把造纸工业废水治理技术研究列为国家重点科研攻关项目，近几年经多方不懈努力，造纸工业水污染防治已经取得了一定的成绩，纸及纸板产量逐年增加，在治理技术的研究和防治工作方面，取得了一定进展，排放废水中的COD已呈逐年降低趋势，初步实现了“增产减污"的目标；但由于许多实际问题(如治理投资、环保管理等)的存在，我国造纸工业废水对水体的污染仍在加剧，目前造纸行业还有约占排放总量50％的废水尚未进行达标处理，废水污染防治任务还相当繁重。近年来，随着我国对环境保护管理力度的不断加强，一些以制浆造纸为主要生产工艺的小型企业，由于受“黑液”的困扰，而被迫停产或转产。而以废纸为主要原料的再生纸浆造纸企业，却日渐得到发展，其中最主要的原因在于满足环境保护的需要。废纸造纸是以废纸为主要原料生产纸张的造纸方式，其生产设备投资少、工艺技术简单，与直接利用原生植物纤维原料制浆造纸相比，环境污染负荷相对较小，并能有效利用废纸资源。随着废纸制浆技术的不断成熟，废纸再生造纸已成为造纸行业发展的重要趋势之一【2l。目前，世界上普遍将废纸作为二次纤维回用于造纸工业，制成再生纸浆，抄造瓦楞n1绪论硕士论文纸、餐巾纸、卫生纸、新闻纸和白纸板等，不仅获得了良好的经济效益，更利于环保、资源综合利用与经济的町持续发展。造纸业是典璎的资金密集型产业，规模效益非常显著。我国造纸业百元产值占有的固定资产与冶金、石化、石油工业等行业相型3lo这意味着这个行业的进入门槛相当高。在国家加大对节能减排和污染整治力度的情况下’逃避环保成本的中小型企业将逐渐退出这个行业，或者被迫增加环保成本，竞争实力必将受到极大影响。1．2国内外造纸工业的污染现状由于目前造纸行业的原料结构、规模结构不合理和技术水平低，造成了我国造纸工业的废水污染状况比较严莺。据近年统计资料介绍，全国制浆造纸工业污水排放量约占全国污水排放总量的lO％～12％，居第三位；排放污水中化学耗氧量(CODc,)约占全国排放总量的40％"45％，居第一位。造纸工业是中国污染环境的主要行业之一．为了实现造纸工业的可持续发展，首先应该在环保与治污上狠下工夫，主要的是行业主管部门应按上述行业政策进行调整，同时利用新技术，提高造纸行业的装备水平。只有这样才能使污染治理达到一个新高度、新水平。(1)废水排放量大：国际上每生产lt浆纸综合排放170m3,--．400m3废水。目前我国每吨浆纸综合排放废水在300m3,--．600m3范围内，远超过工业化国家的废水排放量【4匕(2)废水种类多、浓度大：造纸废水可分为制浆废液、中段废水及纸机白水等三种。但由于原料、制浆方法的不同及各种化学药品的添加，造成不同的纸厂其废水性质相去甚远。废水含有大量的溶解性有机物、无机物或以悬浮物存在的细小纤维等。(3)废水中含有大量的有毒物质：造纸废水中的毒性物质种类很多，有树脂类化合物、单宁类化合物、氯代酚、有机氯化物、有机硫化物等。无机的毒性化合物以含硫化合物为主l引。(4)国内造纸企业普遍规模小，生产工艺和设备落后，管理水平不高，原材料和能源消耗量大。经过多年努力，在治理技术的研究和防治工作方面，取得了一定进展，但我国造纸工业废水对水体的污染仍存在一定问题，相关的科研与技术的推广仍停留在较小规模和较低水平，与当前造纸工业废水污染急需根治的迫切形势不相适应[6-71。1．3再生纸废水的来源及处理现状1．3．1再生纸废水的来源及污染成分再生纸以废板纸、废报纸、废书刊纸等为主要原料，生产多种规格的白板纸、箱板纸、瓦楞纸等产品。废纸造纸工艺可分为制浆和抄纸两大部分，其生产过程中废水排放主要来源于废纸脱墨、洗涤、浆料净化筛选、浓缩和纸机湿部等工序。在制浆部分的2≮喜n硕t论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究除渣、洗浆、漂洗等过程中，产生大量的洗涤废水而废纸造纸的抄纸部分则与通常的抄纸工艺一样也产生含有纤维、填料和化学药品的“白水"。在我国，“白水"循环回用的技术已经相当成熟，抄纸部分产生含有纤维、填料和化学药品的废水通常经过处理后能够得以循环利用，回收纤维和填料。因此废纸造纸废水的主要来源是制浆部分的洗涤废水(8l。生产工艺根据产品不同有一定的差异，随着废纸再生造纸行业的迅速发展，生产过程中产生和排放的污染物也随之增加，对环境造成的污染也日益严重，尤其是废水污染。再生纸废水排放量与多种因素有关，目前我国以中小型企业居多，吨纸排水量一般在100--一200m3／t，最低已达到22m3／t纸(中华纸业)，最高超过250m3／t纸。一般，企业规模越大、设备越先进、商品浆比例越高、管理越完善，吨纸排水量也就越低。在同等条件下，高档纸吨产品排水量要高于低档纸吨产品排水量。再生纸废水中含有的污染物主要有4类：①还原性物质，如木素、无机盐等。②呵生物降解物质，为半纤维素、树脂酸、低分子糖、醇、有机酸和腐败性物质等。③悬浮物，如细小纤维、无机填料等。④色素类：如油墨、染料和木素，SS、COD、BOD的含量远超过国家有关的废水排放标准【9l。在二次纤维再生造纸废水中，COD由非溶解性COD和溶解性COD两部分组成，通常非溶解性COD占COD组成总量的大部分，可溶解性的COD基本由分子量低于1000万的低分子量组分(废浆料中的可溶物)和分子量高达lO万以上的高分子量(化学药品、树脂等)构成，而分子量居中的组分微量。当废水中SS被去除时，绝大部分非溶解性COD同时被去除。因此，废纸造纸废水处理要解决的主要问题是去除SS和COD。废纸造纸废水中的BOD5值较低，BOD5与COD的比值一般为0．4"--0．7，混凝处理方法只能去除部分BOD5，绝大部分BOD5的去除主要应采用生化方法解决【10J。1．3．2再生造纸废水回用现状目前，欧洲与北美及日本等发达国家以废纸为原料的制浆造纸厂对废水处理和循环回用比较重视，现在非脱墨再生纸厂的废水己基本做到“零排放"，即完全没有废水排放，脱墨再生造纸厂正在努力实现“零排放”。当前国内的再生纸和纸板厂大部分是非脱墨性的，主要生产瓦楞纸、粗纸板和挂面纸板，企业排水量较大，通常达到100---200m3／t纸，但对纸张无白度要求，对水质要求不高，只要认识到造纸厂的污染源，建立其它废水处理系统，健全造纸工业的管理制度，加强对环境监测工作，从技术理论上讲可以做到封闭循环。目前非脱墨再生造纸厂废水一般的CODcr为800一"1500mg／L，BOD5为150---350mg／LSS为900"---1200mg／L。其废水中的SS和COD等污染指标大大高出国家规定的排放标准，严重污染环境【l¨。因此参考和借鉴国外在废纸制浆造纸厂实行废水治理、循环回用和零排放上的做法和经验，有助于国内废纸制浆造纸厂相关工作的改进。3n1绪论硕士论文1．3．3再生造纸废水处理技术现状再生造纸废水负荷主要反映在SS、CODc，、BODs、色度四个指标，其中后三个指标均是由SS超标引起的。近年来，针对再生造纸废水的特性已开发出了一系列处理技术。我国有几家较大的造纸厂在其脱墨纸浆的生产线上引进了国外的脱墨废水处理系统。从国外引进脱墨废水处理系统，所需投资大，操作较为复杂，运行成本也比较高，因而不适合我国国情。华南理工大学【121研制开发的一体化处理技术主要是采用混凝沉淀与吸附过滤相结合的方法，取得了比较好的效果。虽然一体化处理技术投资少、运行成本低，但处理后的废水COD值往往都还在150mg／L以上，达不到排放标准。目前国内比较多研究组合工艺来处理再生造纸废水，一方面可达标排放，另一方面可回用废水，减少废水排放。对再生造纸根据再生造纸废水的不同水质特点，形成了不同的废水处理方法，国内外已对再生造纸废水的深度处理进行了研究。对再生造纸废水的处理中大体包括以下的几类方法：物理处理法、化学处理法、生物处理法以及其它的综合处理方法，下面对这些处理技术分别进行介绍。1．3．3．1物理法物理法是指用机械的、物理的手段去除废水中污染物物理法处理废水可分为：沉淀法、过滤法和气浮法以及离心法四种，主要用来去除废水中不溶解的、粒径较大的杂质，如纤维、胶料、涂料和化学药剂残渣等。气浮法：目前，国内绝大多数废纸再生工厂的废水处理都是采用絮凝气浮的手段，使用最为广泛的是部分回流加压法。该工艺具有分离时间短，占地省(约为沉淀法的1／3．1／5)，操作简单，除渣方便，浮渣含水率低，保养容易，造价低廉等优点，气浮对SS的去除率可达到80％以上，该工艺缺点是气浮浮渣置大，污泥处置利用有待于解决，且对BOD仅有少量去除且运行费用略高于沉淀法【13J41。1．3．3．2化学处理法化学法是指利用化学反应的作用使水中污染物的形态发生变化从而去除废水中的溶解物质或胶体物质。常见的有中和、沉淀、氧化还原、催化氧化、光催化氧化、微电解、电解絮凝等方法。(1)化学氧化法采用的氧化剂主要有高锰酸钾、次氯酸钠、二氧化氯、氧气、臭氧、Fenton试剂等。马晓鸥等【16】曾对高锰酸钾、次氯酸钠、Fenton试剂处理废纸造纸废水的效果进行研究，结果表明，高锰酸钾是良好的预处理剂，而次氯酸钠则是较好的深度处理剂。次氯酸钠对混凝沉淀处理后的造纸废水进行深处理能够弥补混凝处理过程无法除去低分子量溶解性有机物的不足。提高废水COD的去除效率。光催化氧化法是以11型半导体(OITi02、ZnO、CdS、W03、Sn02等)为催化剂，其中以Ti02的效果最好，对人体无害而成为最受蘑视的光催化剂。Perez[17】研究发现，经过4{ltn硕t论文再生纸废水处理T艺及废水资源化利用技术研究用Ti02作催化剂的多相光催化氧化后，漂白废水中的TOC、AOX和色度可大幅度降低。纳米Ti02光催化氧化技术在脱墨废水及其他造纸工业废水的处理中有着广阔的应用前景。通常是将化学处理与混凝沉淀结合在一起。化学处理剂(即氧化荆)可以先加入到废水中以进行预氧化，然后再进行混凝沉降；也可以与混凝剂同时投加，以产生混凝剂与氧化剂的协同作用效果，还呵以在混凝沉淀后的某个处理阶段投加，以进行废水的深度处理。(2)电化学法研究表吲18—91，电絮凝法(或电化学凝聚法)处理废纸造纸废水，适用于处理污染物浓度较高的废水。1．3．3．3物理．化学处理法物理化学法是利用物理化学作用去除废水中的溶解物质或胶体物质。常见的有混凝、浮选、吸附、膜分离、蒸发等方法。混凝沉淀法处理废纸造纸废水的效果取决于混凝过程的好坏。首先，应选择适当的混凝剂。目前，主要采用无机和有机高分子混凝剂，吴红权【20】等试用了不同混凝药剂的处理效果，并合成了一种处理造纸废水的专用混凝剂ZWl30，该混凝剂与有机高分子絮凝剂配合使用，能达到比目前市场上常见混凝剂的处理效果好，药剂费用低。薛玉平【2l】等用VG．I型凝聚荆具有很好的凝聚吸附作用。CODcr、SS大部分可被絮凝沉淀，色度则被新生态絮块所吸附，实验证明经此一沉的出水即能达到一级排放标准，但对pn值要求较高。吸附法所用吸附剂的选择是技术的关键。目前造纸废水深度处理中最常用的吸附剂是活性碳瞄l，与其他的吸附材料相比，活性炭具有吸附容量大、吸附速度快、脱附速度快、灰分少、处理量大、使用时间长等优点，在国外水处理领域，尤其是饮用水处理领域中，已使用多年。美国、日本和西欧一些国家都将活性炭吸附列为消毒副产物控制阶段中最可行的构成技术。所以活性碳吸附技术可以作为造纸废水深度处理的一种重要手段。煤渣自身比表面积大，孔隙率高，呈无定型玻璃球状，具有一定的吸附性能，且价格便宜。但直接用于造纸废水处理效果不好，需进行改性。马春生【23】等采用过滤吸附深度处理，曾考虑用活性炭，因其价格和再生等原因未被采用，终以粒径0．2～O．5cm的煤渣进行吸附处理，把COD的质量浓度由143mg／L降到91mg／L，去除率约30％．粘土类吸附剂具有比表面大，低温再生能力强，储量丰富，价廉等特点，在造纸废水深度处理方面具有广阔的前景。若将吸附处理废水后的吸附剂焚烧后再利用即可实现废物利用，还可消除二次污染，这将成为今后吸附剂种类开发考察的一个重点。另外，除吸附荆种类对处理效果起决定性影响外，吸附剂的状态及实验条件对废水的处理效果也不容忽视。实验表明1241，粉状吸附剂对废水中CODc，的吸附处理效果5nl绪论硕士论文明显优于粒状吸附剂。粉状吸附荆因颗粒细小，比表面积大，具有较强的吸附能力和较快的吸附速度。而废水的吸附处理中，pH值对吸附的影响主要是由于pn值对吸附质在废水中的存在形式有影响，进而影响吸附效果。1．3．3．4生物处理法工业中的二级处理采用生物化学方法作为主体工艺，其中以活性污泥法的应用最为广泛。传统的活性污泥法废水处理系统存在许多问题，基建投资大，运行费用高，难以降解有毒有害物质，产生污泥量大。经过多年的研究探索，目前已经开发了多种新型的活性污泥法技术和流程，设备运行更加稳定，能源消耗显著降低，处理速度和净化效率大为提高，成为制浆造纸工业综合废水二级处理的主流技术。介绍几种常用废纸造纸废水生物处理方法。(1)活性污泥法活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的一类好氧生物处理方法，主要包括A／o法、SBR法、百乐克、选择器活性污泥法、氧化沟掣251。氧化沟是清华大学重点开发的好氧生物处理工艺，优点是污泥量少，出水水质稳定，污染物去除率高，出水可以回用。氧化沟对SS的去除率可达到70％～80％；对CODcr的去除率大约在60％～85％；对BOD5的去除率可高达95％以上。(2)生物接触氧化法早在19世纪末，blaring、DiRer等人就试验了生物接触氧化处理污水技术。1912年Closs获处了德国的专利登记。随后，德国的Bach和美国的Buswell分别在Emscher和Albaaa处理场实现污水处理。直到20世纪70年代，随着填料和供氧方式上的较大突破，才使得生物接触氧化法得到迅速的发展，其中日本，美国和前苏联的生物接触氧化技术都有所创新【26-27]。国内，1975年以来对生物接触氧化法进行了比较广泛的研究和生产性试验研究。北京市环境保护科学研究所、太原市市政设计院等单位用生物接触氧化法处理城市污水的效果良好。1977年后，国内在接触氧化技术的各项试验研究和实际应用方面达封了一个新的水平，主要表现在以下几个方面：使用领域拓宽、接触填料方式和曝气充氧设备等【2引。该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法具有以下特点【29-30]：①生物接触氧化池具有较高的容积负荷；②水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；③工艺过程比较稳定，挂膜方便，操作简单，运行方便。6≮；pn硕卜论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究生物接触氧化法【3l】处理生活污水时不需专门培养菌种，连续运转4．5天生物膜就可以成熟。对含菌种少的工业废水，挂膜时接入菌种，运行十来天生物膜就可成熟。因为生物膜无须污泥回流，因而不需要经常调整污泥量和污泥排出，不存在污泥膨胀问题易于维护管理。生物接触氧化池内的生物膜由菌胶团、丝状菌、真菌、原生动物和后生动物组成。接触氧化法生物膜上的生物相是很丰富的，其作用的微生物包括许多门类，由细菌、真菌、原生动物、后生动物等组成的比较稳定的生态系统。在正常运行和生物膜降解能力良好时，生物相中占优势的原生动物以固着型的纤毛虫为主，如钟虫、小口钟虫、盖纤虫、无柄钟虫等。有时也有游泳性的纤毛虫，这些原生动物以细菌为食。后生动物，如轮虫、线虫、红斑瓢体虫等。这些是以食死肉(主要是后生动物的尸体)，能软化生物膜，促使生物膜的脱落，从而经常保持生物膜的活性和良好的净化功能。原生动物的数量如果多且很活跃，个体肥大，则处理后出水水质良好；反之，则处理效果差。一旦发现生物呆滞，个体死亡，则预示着处理效果急剧下降。(3)厌氧生化法厌氧生物处理就是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧的情况下，把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物包括大量的生物气(即沼气)和水。厌氧是一种低成本废水处理技术，把废水治理和能源相结合，特别适合发展中国家使用。厌氧生物氧化常规构筑物包括上流式厌氧污泥床UASB、厌氧滤池、厌氧流化床等。上流式厌氧污泥床(UASB)作为现代高效厌氧反应器中应用最广泛的反应器之一，在荷兰、德国、瑞典、比利时和美国已应用于土豆加工废水、蚕豆加工废水、屠宰废水、罐头制品加工废水、甲醇废水、乙酸废水及纤维板废水的小试或生产性处理试验，都取得了较好的成果【32】。我国于1981年开始了UASB反应器的研究工作，在处理高浓度有机废水方面，已得到了实际的推广应用。实践证明，它是污水实现资源化的一种技术成熟可行的污水处理工艺，既解决了环境污染问题，又能取得较好的经济效益，具有广阔的应用前景。UASB具有高的容积有机负荷率，其主要原因是设备内，特别是污泥层内保有大量的厌氧污泥。工艺的稳定性和高效性很大程度上取决于生成具有优良沉降性能和很高甲烷活性的污泥，尤其是颗粒状污泥。与此相反，如果反应区内的污泥以松散的絮凝状体存在，往往出现污泥上浮流失，使UASB不能在较高的负荷下稳定运行p引。根据UASB内污泥形态和达到的COD容积负荷，可以将污泥颗粒化过程大致分为三个运行期：7n1绪论硕‘}：论文①接种启动期：从接种污泥开始到污泥床内的COD容积负荷达5kgCOD／m3．d左右，此运行期污泥沉降性能一般；②颗粒污泥形成期：这一运行期的特点是有小颗粒污泥歼始出现，当污泥床内的总SS量和总VSS量降至最低时本运行期即告结束，这一运行期污泥沉降性能不太好；③颗粒污泥成熟期：这一运行期的特点是颗粒污泥大量形成，由下至上逐步充满整个UASB。该运行期污泥沉降性很好。颗粒污泥本质上是多种微生物的聚集体，主要由厌氧消化微生物组成。颗粒污泥中参与分解复杂有机物、生成甲烷的厌氧细菌可分为三类：第一类：水解发酵菌，对有机物进行最初的分解，生成有机酸和酒精；第二类：产乙酸菌，对有机酸和酒精进一步分解利用；第三类：产甲烷菌，将H2、C02、乙酸以及其它一些简单化合物转化成为甲烷。水解发酵菌、产乙酸菌和产甲烷细菌在颗粒污泥内生长、繁殖，各种细菌互营互生，菌丝交错相互结合形成复杂的菌群结构，增加了微生物组成鉴定的复杂性。检验颗粒污泥微生物相的方法有电镜技术、限制性培养基法、MPN(MostProbableNumber)法和免疫探针法等。限于条件，国内的研究大多采用电镜技术(TEM或SEM)，对细菌的鉴定较为粗糙。免疫探针法能较为准确地鉴定细菌种类及其分布，国外研究人员运用较多。目前，对颗粒污泥中微生物相的研究大部分集中在产甲烷菌上，对其他两类细菌的研究不多。1．4本课题的意义近年来，废纸造纸行业发展迅速，为了使其产生的废水达标排放，应采用合理的处理技术。在实际深度处理中，很难断言采用哪一种方法最好，因此在选择处理工艺时，应先充分考虑各种处理方法的优缺点，同时根据实际技术水平和生产状况，在不同的条件下对技术和经济进行比较，必要时可以采用多种工艺的联合处理，从而确定最佳处理方案，各种新技术的出现为再生纸废水处理开辟了新途径。目前，很多处理技术已成功研发并投入使用，取得了不错的处理效果，但同时在应用范围、能源消耗、技术可操作性、投资运行费用等方面存在一定的局限性。本课题主要针对废水处理新技术开发和零排放清洁生产工艺的研究。1．5本课题研究的主要内容本课题主要是为盐城市华泰纸业有限公司以及采用类似工艺进行瓦楞纸再生的造纸企业提供合适的再生纸废水处理工艺和最佳的工艺运行参数。根据前人经验和所查阅的资料，在深入考察了再生纸工业废水处理工艺的基础上，选择了生物法进行实验室研究以及在自建的中试装置上的试验研究，得到了最佳的运行参数，主要从以下几个方面8、l≮}喀n硕t：论文再生纸废水处理一r艺及废水资源化利用技术研究进行研究：(1)在文献调查的基础上，工艺参数；(2)利用自制的实验装置，果和可行性；研究其废水处理的规律性，优化了各单元操作的最佳试验了厌氧+好氧+吸附组合工艺处理再生纸废水的效(3)为提供合理的工程化应用参数，在中试试验装置上采用UASB+接触氧化+吸附工艺组合工艺对再生纸废水进行处理，对处理效果进行分析，并对社会经济效益进行分析，为再生纸废水处理工程的运行控制、维护管理提供科学合理、实用可靠的控制对策。9n2再生纸废水小试试验研究硕七论文本章讨论的再生纸废水处理各单元处理技术是比较成熟的工艺，但本课题几种工艺组合构成的特定处理系统在再生纸废水处理领域暂没有应用，为了验证本工艺组合的技术与经济叮行性，同时也为了减少实验费用，本章节将进行再生纸废水的小型试验讨论研究，本小试实验主体工艺为厌氧+好氧+吸附组合，原水经简单沉淀过滤处理后，进入厌氧池，因为厌氧的负荷比较高，可以把一些大分子物质转化为小分子，同时可提高废水可生化性，为后续的处理打好基础，但厌氧的去除率不是很高，出水不能直接排放，一般不单独使用，所以本实验中废水经厌氧处理后接好氧，好氧是在有氧条件下进一步快速地氧化降解有机物。为了使废水彻底的达到回用的目的，经生化处理后的废水再进行吸附处理。其中厌氧采用普通的水解酸化法，好氧工艺采用传统的活性污泥法，吸附采用两种常见的吸附剂。通过试验测定找出其运行的最佳工艺参数，使实验组合达到最优化。2．1材料与方法2．1．1实验仪器与试剂表2．1仪器与设备10n硕t论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究2．1．2实验装置本次试验装置自行设计，由南京有机玻璃厂加工完成。工艺流程见图2．1，小试试验装置见图2．2。图2．I小试工艺流程图1．原水水箱；2．水解池；3．沉淀池：4-曝气池；5．沉淀池；6．吸附柱：7．吸附柱；8．进水蠕动泵；9-厌氧回流泵；10．曝气机；11．好氧刚流泵；12．清水水箱；13．电源控制台；14．搅拌器；15．恒温水浴箱n2再生纸废水小试试验研究硕士论文12表2．3小试实验设备一览表图2．2小试试验装置图n硕七论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究2．1．3实验方法2．1．3．1厌氧试验研究(1)废水来源再生纸废水取自盐城市华泰造纸厂，废水先经过预处理：使其自然沉淀半个小时，并再过滤清除少量纤维、杂物。然后测定原水的pH、CODc，、BOD5、SS、色度，记录数据。(2)厌氧污泥培养驯化厌氧反应的关键是厌氧菌的培养．-与g／ll化。可取正常运行的厌氧反应池，直接采用厌氧反应池中的熟污泥接种启动。本实验取1000ml盐城城东污水处理厂污泥浓缩池中活性污泥于lOL自制厌氧装置中，向其中加入餐饮垃圾1000ml，然后加入500ml再生纸废水和2000ml自来水。加好上述液体后密封，搅拌，每四小时停止搅拌。静置倒出上清液。以后每天逐步增加进水负荷，直至以原水进水。当厌氧处理效果达50％以上时，部分出水进入好氧池进行好氧污泥的培养与驯化，同时观察好氧池的微生物浓度，最终使负荷增加至设计负荷，然后二沉出水进入过滤和吸附装置，经过处理后最终出水。(3)厌氧反应的工艺控制条件确定①温度：按三种不同嗜温厌氧菌(嗜温5．20℃嗜温20-42℃嗜温42．75℃)工程上分为低温厌氧(15．20"C)、中温厌氧(30．35℃)、高温厌氧(50．55℃)三种。温度对厌氧反应尤为重要，当温度低于最优下限温度时，每下降l℃，效率下降11％。在上述范围，温度在1-3"C的微小波动，对厌氧反应影响不明显，但温度变化过大(急速变化)，则会使污泥活力下降，产生酸积累等问题。本实验采用中温厌氧，根据经验取30"(2温度条件下进行试验，运行期间厌氧污泥有一个适应期，应注意厌氧菌的观察。②pH：厌氧水解酸化工艺，对pH要求范围较松，即产酸菌的pH应控制4-7"C范围内；完全厌氧反应则应严格控制pH，即产甲烷反应控制范围6．5．8．O，最佳范围为6．8．7．2；pH低于6．3或高于7．8，甲烷化速降低。本实验废水由于pH变化微弱，从6．5~7．0之间，在最佳范围内，所以不需调节。③营养物：利用生化过程去除污染物的方法，主要是利用微生物的新陈代谢过程，而微生物的细胞合成等生命过程均需要有足够量和种类营养物质(包括微量元素)。对于化工类废水来说，由于生产产品的单一性，因此废水水质的组成的成分也较为单一，缺乏微生物必要的营养物质。故在厌氧反应池需投加营养物，经查阅资料取经验值比例为C：N：P=(350．500)：5：1。开始阶段为了避免由于造纸废水营养单一，故每天一次以C：N：P=400：5：1比例投加尿素、二胺、白糖等营养底物【34l。2．1．3．2好氧试验研究好氧反应的关键是好氧菌的培养与驯化。直接在经好氧处理后的再生纸废水中加入种泥进行曝气(本实验的污泥取自城东污水处理厂污泥浓缩池中)，曝气量控制，一开13n2再生纸废水小试试验研究硕：t论文始闷曝2天，以后根据溶解氧控制在2．5左右作为曝气量标准(过度曝气不利于培菌)；直至污泥转棕黄色时就可连续进污水(进水量应逐渐增加)，同时沉淀池也投入运行，以便污泥在系统内循环。为了加快培养进程，在培养过程中投加一定量的未发酵过的大粪水。待污泥量明显增加后，逐步提高废水流量。在培菌的后期，污泥中微生物已能较好地适应废水水质。培菌过程中，特别是污泥初步形成以后，要注意防止污泥过度自身氧化，特别是在夏季。这不仅增加了培菌时间和费用，甚至会导致污水处理系统无法按期投入运行。为了避免污泥自身氧化，在培养期内严格控制曝气量和曝气时间，经常测定池内的溶解氧含量，并及时进水以满足微生物对营养的需求，同时避免由于造纸废水营养单一，故每天一次投加营养物质，经查阅资料好氧生化经验值一般为C：N：P--100：5：1。2．1．3．3吸附试验研究在经过厌氧和好氧工艺最佳工艺条件下运行稳定后，出水已基本达到排放标准，但仍达不到回用标准，所以本实验又增加了吸附工艺作为后续的处理工艺，本小试实验中吸附环节选用两种常用吸附效果较好的吸附剂，在接触面积、水流经高度、水流速及水流方式相同的条件下，比较其去除效果。实验中在保证出水达标的前提下，再结合经济考虑，最终选用经济有效的吸附剂。实验条件如下：(1)分别在内径为20．30mm，高为1000mm的两个有机玻璃管中装入750mm高的、经水洗烘干后的炉渣和混装的颗粒活性碳与粉状活性碳。(2)以每秒40mL的流量，按降流的方式运行(运行时煤渣层中不应有空气气泡)。(3)当流速稳运行稳定后，等30min由吸附柱中取样，测定出CODcr值、色度值和浊度值。2．1．4分析测试方法2．1．4．1pH．玻璃电极法(GB6920．1986)玻璃电极法测定水样的pH值足以饱和甘汞电极为参比电极，以玻璃电极为指示电极，与被测水样组成工作电池，再用pH计测量工作电动势，由pH计直接读取pH值【351。2．1．4．2CODcr-重铬酸钾法(GBl1914．89)该方法即在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，并在强酸介质下以银盐作催化剂，经沸腾回流后，氧化水样中还原性物质；对于过量的重铬酸钾：以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵滴定水样中未被还原的重铬酸钾，由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。以试亚铁灵为指示荆，溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点。2．1．4．3BOD5．稀释与接种法(GB7488．87)将水样注满培养瓶，塞好后应不透气，将瓶置于恒温条件下培养5天。培养前后分别测定溶解氧浓度，由两者的差值可算出每升水消耗掉氧的质量，即BOD5值。由于多14n硕仁论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究数水样中含有较多的需氧物质，其需氧量往往超过水中可利用的溶解氧(DO)量，因此在培养前需对水样进行稀释，使培养后剩余的溶解氧(DO)符合规定。2．1．4．4SS．重鼍法(GB11901．1989)量取充分混合均匀的试样100mL抽吸过滤。使水分全部通过滤膜。再以每次10mL蒸馏水连续洗涤三次，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膜放在原恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103"-105"(2下烘干一小时后移入干燥器中，使冷却到室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差郢．4mg为止。2．1．4．5色度．稀释倍数法将样品用光学纯水(铂钻比色法)稀释至用目视比较与光学纯水相比刚好看不见颜色时的稀释倍数作为表达颜色的强度，单位为倍。2．1．4．6DO．溶解氧测定仪本实验中直接采用YSI-58溶解氧测定仪，按照使用说明书操作，可直接读取数据。2．1．4．7生物相．生物显微镜通过生物显微镜观察生物相来判断微生物种类，从而判断污泥培养程度。2．2结果与讨论2．2．1实验用水及排放标准盐城市华泰纸业有限公司是专门用废纸生产瓦楞纸和挂面箱板纸为主的企业，在目前工厂的生产工艺和原材料及产品的情况下，该厂的生产废水的变化范围如表2．4。表2．4废水的水质再生纸废水的回用标准参照《生活杂用水水质标准》(cJfr48．1999)，如表2．6：表2．6生活杂用水水质标准15n2再生纸废水小试试验研究硕士论文2．2．2厌氧工艺参数的优化2．2．2．1最佳水力停留时间的确定水力停留时间的长短要根据废水水质和处理后的水质要求而定，随水质不同而有较大差异，一般在6～10h之间变化。合适的停留时间，不但可以取得理想的处理效果，而且可以节省基建投资。一般来讲，在生物处理过程中，适当延长废水的停留时间(HRT)，可以使得废水中的难降解有机物得到充分的降解，从而保证出水水质，但是过量延长停留时间，不但会使得一次性投资增大，造成企业用地紧张，同时也会使得F／M值过低，微生物得不到足够的营养物而自身内源分解。厌氧处理主要作用是破解大分子有机物，提高废水的可生化性，为好氧处理铺路，因此厌氧工艺的停留时间不需要太长。试验在pH为6．0"8．0之间、温度30a：l℃、搅拌速度为80r／min、进水CODcr、BOD5、SS浓度分别为1500mg／L、600mg／L、650mg／L左右等条件下，考察HRT分别为6h、8h、10h、12h时反应器对CODc，等等指标的去除率影响，实验结果见图2．3所示．摹槲篷硝HRT(h)图2．3HRT对厌氧反厩器处理效果的影响从图2．3可知，厌氧反应器对CODcr的去除率随HRT的增加而增加。HRT为6h时，CODcr，BODs、SS去除率分别在55％、45％、65％左右，去除率偏低，这是由于废水与污泥接触时间太短，导致甲烷化没有完全形成，HRT增加到8h时候，CODcr去除率迅速增加至70％左右，没有达到理想出水；HRT增加到10h，CODcr去除率接近达到80％，HRT继续增加至12h时，出水CODc，去除率增加幅度明显降低。所以，当HRT大于10h后，可以认为甲烷化基本完全形成，因此，若继续增加HRT，对CODc，等去除率的提高不大，同时从经济町行性角度确定实验最佳水力停留时问为10h。16lkn硕士论文再生纸废水处理T艺及废水资源化利用技术研究2．2．2．2最佳搅拌速度的确定因为本厌氧工段为小试实验，水流量很小，不足以使废水和污泥中的微生物能充分接触，无法保证污染物质得到充分降解，所以在厌氧实验中搅拌的目的是使废水和污泥在罐体内搅拌器的作用下达到好的混合效果，保证有机废物厌氧消化过程正常进行。但搅拌速度的大小也直接影响到处理效果。本实验中搅拌需间歇式进行。试验在pH为6．O～8．0之间、温度30a：l℃、水力停留时间10h、进水CODc,、BOD5、SS浓度分别为1500mg／L、600mg／L、650mg／L左右等条件下，考察搅拌速度分别为80、100、120、140r／min时反应器对CODc,等指标的去除率影响。／、摹、／姗笾悄搅拌速度(r／nan)图2．4搅拌速度对厌氧反应器处理效果的影响从图2．4中可知，通过不断改变搅拌速度，当搅拌速度为100r／min时，实验对CODcr等指标去除效果最好，当搅拌速度为>100r／min时，CODcr等指标去除率明显下降，分析原因为搅拌速度过大导致污水浑浊且污泥沉降性能不好，所以试验中取最佳搅拌速度为100r／min。2．2．2．3最佳pH值的确定’厌氧水解酸化工艺，对pH要求范围较松，即产酸菌的pH应控制4_7范围内；完全厌氧反应则应严格控制pH，即产甲烷反应控制范围6．5．8．0，最佳范围为6．8-7．2；pH低于6．3或高于7．8，甲烷化速率降低。本实验废水由于pH变化较小，从6．5-7．0之间，基本在最佳范围内，同时结合经济条件考虑，所以不需调节。2．2．2．4最佳条件下处理效果分析污水生物处理技术对主要污染物的处理性能是其能否得到广泛应用的主要指标，也是进一步深入研究的前提条件。本次试验考察了厌氧水解酸化池对再生纸废水的处理性能。厌氧反应器在处理再生纸废水时对水力停留时间、搅拌速度、pH值这些参数进行17n2再生纸废水小试试验研究硕士论文了优化，综合考虑工艺对污染物的去除率和运行成本，试验装置经过约一个月的启动期后进入正常运行阶段，对查阅的大量相关资料进行厌氧试验验证，得出厌氧工段运行的最佳操作条件如下：水力停留时间为10h、搅拌速度100r／rain、pH最佳范围为6．8．7．2。在以上最佳实验条件下，运行2．3个周期，对主要污染物CODcr、BODs、SS进行了连续监测。出水水质基本稳定，主要指标CODcr在200．300mg／L，BOD5在110-150mg／L，SS在50．90mg／L之间。在上述工艺条件下出水COD的去除率最大达85％，BOD5的去除率为80％，SS的去除率为90％左右。实验说明用厌氧反应处理再生纸造纸废水是可行的，本实验对该废水中的：纤维素、半纤维素、多糖、还原糖、配涂料废水中的改性淀粉、部分木素及其衍生物等有良好的针对性，很好的发挥了水解酸化将这些大分子碎解成小分子，为后续的好氧处理工艺打下良好的基础；本厌氧实验没有对色度进行监测，但从肉眼观察来看，出水色度仍较大，所以实验结果的主要存在问题是色度去除效果欠佳，可能由于制浆生产过程中添加了松香胶助剂等添加剂，造成色度去除率偏低，在后续的好氧实验中增加色度的监测项目。2．2．3好氧工艺参数的优化2．2．3．1水力停留时间的确定厌氧出水CODc，在20叽300mg／L之间。为了找到一个合适的好氧工艺停留时间，我们固定温度20℃、pH值6．8，气水比20：1条件下，根据经验我们选择水力停留时间在5～10h之间变化，试验结果如下：18510HRT(h)图2．5HRT对好氧反应器处理效果的影响从图2．5中可知，随着停留时间的延长，CODcr等指标去除率逐渐增加，这主要是0O0O8765432l^摹√糌篮＆n硕E论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究由于时间的延长，增加了处理系统中微生物与废水的反应接触时间。停留时间8h以l；{『，CODc，等指标去除率明显上升，超过8h后，去除率变化基本不大，原因可能是由于废纸造纸废水属于难降解废水，其中含有的有机物以大分子为主，有机物被微生物菌胶团吸附以后，微生物首先利用其胞外酶将其转化为生物町利用的小分子物质，然后在胞内酶的作用下，进一步转化。而且停留时间过长将会造成工程投资和运转费用的增加，综合考虑出水水质和经济要求故此最佳停留时间为8h。2．2．3．2气水比的确定溶解氧的水平会直接影响到这类微生物的代谢活性，参与氧化分解的是以好氧菌为主体的微生物种群，通过曝气给微生物降解有机物提供所需的溶解氧，以保障微生物代谢过程的需氧量是必须的。若溶解氧不足，就会使活性微生物正常的代谢活动受到影响，净化能力下降，从而影响微生物对污染物的降解程度，处理系统甚至遭到破坏。虽然对好氧微生物来说，水体中溶解氧越高，对微生物的生长繁殖越有利，但溶解氧过高，除了能耗增加外，高速气流使池内激烈搅动会打碎生物絮粒，并易使污泥老化。一般来说，曝气池内的溶解氧只要大于3mg／L已足够满足微生物的生长繁殖和生物处理要求，曝气池出口处的溶解氧最好控制在2mg／L左右较为适宜。为了找到一个合适的曝气量，在好氧工艺中，固定停留时间为8h、温度20℃、pH值6．8，根据经验选择气水比在10：l"'30：1之间变化，试验结果如下：807060，、50毋碍40篮球302010OlO15202530气水比图2．6气水比对好氧反应器处理效果的影响从图2．6中可知，随着曝气量的增加，CODcg等指标去除率先升后降，说明好氧池中存在着最佳曝气量。当开始增加曝气量时，出水水质有所提高，CODc，和BODs等指标去除率升高，到气水比达到25：1时，去除率达到一个峰值，继续增加曝气量，去除率缓慢下降。出水水质反而下降，因为气水比选的过大(即好氧池中溶解氧过大)，引起好氧池中微生物自身氧化速度过快，出水中污泥易碎而难以沉降，从而导致最终出水19n2再生纸废水小试试验研究硕士论文指标不能达到排放标准，在实践过程中我们观察到，气水比达到30：1时，好氧池中悬浮的生物量明显增多，使得出水SS值反而升高，出水水质变差。因为气水比选的过小，又不能满足好氧池中微生物生长的需要，同样导致出水不能达标排放。气水比选的过大(即好氧池中溶解氧过大)，引起好氧池中微生物自身氧化速度过快，同时曝气起到一定的搅拌作用，气流最过大导致出水中污泥易碎而难以沉降，从而导致最终出水指标不能达到排放标准。另一方面，它对污水处理工程投资和运行费用的大小有很大的影响，因为好氧池的溶解氧主要是靠鼓风机来提供的，而鼓风机选型直接影响到工程投资和运行费用。所以本实验确定最佳曝气量气水比为25：l。2．2．3．3温度的确定水温是影响微生物生长和代谢主要因素。水温过高或过低，都将对微生物的活性产生影响，使繁殖速率变慢。温度过低，微生物原生质处于凝胶状态，失去活性，不能正常生长，从而影响其对基质的降解：温度超过微生物所能适应的最高温度，将会导致微生物的核酸、蛋白质和细胞会发生不可逆转的变性作用，其去除率也将大大降低。因此，温度对厌氧微生物的生理代谢活动影响很大。参与活性污泥处理的微生物，多属嗜温菌，其适宜温度介于10℃45℃之间。为安全起见，一般应将活性污泥处理的最高与最低温度值分别控制在35℃和15℃【37．38】。由于温度变化对微生物的生长影响比较明显，微生物要有一个适应期，甚至可能引起有的菌种数量变化，可能适应期较长，影响整个试验进程，所以本环节试验是在4个lL的广口瓶进行试验，放入四份相同量的已驯化好的污泥，固定停留时间为8h，气水比为25：1，pH值6．8等条件下，为了找到一个合适的温度，调节4个反应器在15℃、20℃、25℃、30℃四个不同温度下的COD等指标的去除情况做了比较，试验结果如下图2．7。／_、零斛篮稍152025温度(℃)图2．7温度对好氧反应器处理效果的影响30n硕士论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究从图2．7可知，在所考查的四个工况下，当温度低于25℃时，去除效果随温度升高而升高，20℃、25℃时变化不大，但当温度升到30℃后，去除率略有下降。产生上述变化是因为温度是活性污泥中微生物生命活动的重要因素，其影响反应在3个方面：(1)随着温度在一定范围内升高，细胞中的生化反应速率加快，增殖速率也加快；(2)细胞的组成物质如蛋白质、核酸等对温度很敏感，如果温度突然大幅度增高并超过一定限度，可使其组织遭受到不可逆的破坏；(3)温度对于气体转移速率和生物固体沉降性等也有较大影响。微生物的最适温度是指在这一温度下，微生物的生理活动强劲、旺盛，表现在增殖方面则是裂殖速率快，世代时间短。在好氧处理中不考虑代谢中间产物，一般来说，代谢速率越快的微生物，处理有机物的能力越高。结合以上机理分析实验现象，20℃以后，COD的去除率与温度的升高已没有太大的关系，可见，在本次实验中，微生物的最适温度是20℃．25℃，在这一温度段下，微生物的增殖速率最快，COD等污染指标的去除效果最好。2．2．3．4pH值的确定活性污泥是一个动态的微生态系统，每种微生物的生长与繁殖通常都有一个适宜的p14值范围，如果pH值超过允许范围，会损害微生物细胞表面的渗透能力和细胞内部的酶反应，抑制微生物的正常生长与繁殖，影响处理效果特别足当进水pH值变化较大时，微生物的代谢过程和产物会改变，活性受到抑制，甚至死亡，从而影响反应器的运行。资料显示细菌、藻类及原生动物的最适宜pH值为6．6．7．4，放线菌pH值7．3．7．8。鉴于好氧工艺对pH值的适应性比较强，根据试验监测，当再生纸废水的pH值为6．8时，反应器运行稳定，处理效果良好，可见好氧反应器呵在较宽的pH值范围内处理再生纸废水，反应器易于控制。2．2．3．5最佳条件下处理效果分析本次试验考察了传统活性污泥法对再生纸废水的处理性能。试验装置经过约20天‘的启动期后进入正常运行阶段，对查阅大量资料进行试验验证，从经济及实际运行分析确定最佳的操作条件为水力停留时间8h，气水比25：1，温度范围20．25℃，pH值6—8不需调节。在以上最佳工艺条件下运行2．3个周期，出水水质基本稳定，主要指标CODc，在100．180mg／L，BOD5在30-70mg／L，SS在30-50mg／L，色度在70-llO倍之间，仍达不到回用水标准，CODcr等指标去除率不高，基本上最大在40％-50％，特别是色度较大，所以需进行后续处理。在后续处理中增加了吸附工艺。21n2再生纸废水小试试验研究硕}论文2．3吸附试验从以上工艺处理效果看，各项指标尚达不到回用标准，特别是色度仍超标严重，为达到回用水标准，针对本废水特点，经查阅相关资料，吸附法不仅能吸附大部分难降解的有机物，降低COD，而且使废水脱色除臭，所以在生化工艺后选择吸附工艺进一步深度处理。实验条件如下：(1)分别在内径为20．30mm，高为1000mm的两个有机玻璃管中装入750mm高的、经水洗烘干后的炉渣和混装的颗粒活性碳与粉状活性碳。(2)以每秒40mL的流量，按降流的方式运行(运行时煤渣层中不应有空气气泡)。(3)当流速稳运行稳定后，等30min由吸附柱中取样，测定出CODc，值、色度值和浊度值。2．3．1炉渣和活性炭吸附效果表2．7炉渣和活性炭吸附效果从吸附过程来看，吸附过程可以进一步去除水中残存的COD以及色度，前面去除效果不佳的色度，在这里得到很好的去除，出水色度很低。2．3．2去除效果分析从炉渣与活性碳的吸附效果来看，两者区别不大。经过多次试验，两者对好氧池后出水的去除效果接近，考虑活性碳价格因素，建议使用炉渣做吸附材料。经炉渣吸附后对COD，SS的去除效果较好，COD从好氧出水100Il珂L～180mrdL降到30mg／L--一60mg／L，SS从30mg／L---，50mg／L降到8mg／L"--15mg／L，其COD、SS的去除率可到60％和80％，其出水水质接近“中水回用标准”。n硕仁论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究2．4本章小结(1)由于本实验为实验室小型试验，进水水质基本稳定，所以出水实验数据相对较稳定，没考虑厌氧装置负荷耐冲击能力，在实际的工程运用中需设调节池，以防对厌氧池冲击太大。(2)厌氧试验经过约一个月的启动期后进入正常运行阶段，对查阅的大量相关资料进行厌氧试验验证，得出厌氧工段运行的最佳操作条件如下：水力停留时间为10h、搅拌速度100r／min、pn最佳范围为6．8．7．2。在最佳实验条件下，运行2．3个周期，对主要污染物CODcr、BOD5、SS进行了连续监测。出水水质基本稳定，，主要指标CODcg在200-300mg／L，BOD5在110-150mg／L，SS在50．90mg／L之间。在上述工艺条件下出水COD的去除率最大达85％，BOD5的去除率为80％，SS的去除率为90％左右。实验说明用厌氧反应处理再生纸造纸废水是可行的，本实验对该废水中的：纤维素、半纤维素、多糖、还原糖、配涂料废水中的改性淀粉、部分木素及其衍生物等有良好的针对性，很好的发挥了水解酸化将这些大分子碎解成小分子，为后续的好氧处理工艺打下良好的基础。(3)好氧试验进行操作条件优化，从经济及实际运行分析确定最佳的操作条件为水力停留时间8h，气水比25：l，温度范围20．25℃，pH值6．8不需调节。在最佳工艺条件下运行2．3个周期，出水水质基本稳定，主要指标CODcr在100．tS0mg／L，BOD5在30．70mg／L，SS在30．50mg／L，色度在70．1lO度之间，仍达不到回用水标准。特别是色度的去除率偏低。所以针对这一现象增加了后续吸附工艺。(4)在吸附工艺中，对两种吸附剂进行比较，从去除效果及经济可行性角度选用炉渣作为吸附剂，对炉渣进行废物利用，采用炉渣吸附材料，炉渣吸附饱和后，不需再生，直接更换。经炉渣吸附后对COD，SS的去除效果较好，COD从好氧出水100mg／L--．，180mg／L降到30mg／L一-60mg／L，SS从30mg／L---50mg／L降到8mg／L4--15mg／L，其COD、SS的去除率可到60％和8．o％，其出水水质接近“中水回用标准”。(5)本小试厌氧+好氧+吸附组合工艺处理再生纸废水，出水水质接近中水回用标准，还不能完全实现资源化，需进一步改进工艺。(6)针对普通厌氧法处理能力小、运行费用高、处理效率低的一些缺点，我们将在中试过程中采用UASB代替普通厌氧。另外，在好氧污泥的培养过程中，出现了污泥膨胀等常见问题，虽及时得到控制，但对处理效果仍有一定的影响，在中试部分在此基础上稍加改进，采用生物接触氧化法代替普通好氧法。n3再生纸废水中试试验研究硕士论文在第二节中主要讨论了普通厌氧+好氧+炉渣吸附组合工艺对再生纸废水的优化处理，从小试的运行结果来看，出水水质接近《生活杂用水标准》(CJ／T48．1999)的要求。验证了小试组合工艺的对再生纸废水处理的可行性。为了进一步提高处理效率、降低经济成本，进一步验证工艺的工程应用性，在小试的基础上，将普通厌氧+好氧+炉渣吸附稍加改进，选择了UASB+生物接触氧化+炉渣吸附组合工艺，即在自制中试装置上进一步验证该工艺的处理效果，为工程的运行控制、维护管理提供科学合理、实用可靠的控制对策。本中试实验主体工艺为UASB+生物接触氧化+炉渣吸附组合，原水经简单沉淀过滤处理后，进入UASB实验装置，选择此方法是因为UASB有机负荷高，水力停留时间短，无需混合搅拌设备污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵塞问题，本法的难点在于能否顺利启动获得大量沉降性能良好的厌氧颗粒污泥，但UASB实验出水COD等指标仍较高，不能直接排放，一般不单独使用，所以本工艺后接生物接触氧化池，选择生物接触氧化法是因为其BOD容积负荷高，污泥生物量大，相对而占处理效率较高，而且对进水冲击负荷(水力冲击负荷及有机浓度冲击负荷)的适应力强。在第二节中活性污泥出现了污泥膨胀现象，虽及时控制住，但对处理效果造成一定影响，但在接触氧化法中，不仅不产生膨胀，而且能充分发挥其分解氧化能力强的优点，而且在实际工程运行中，该法具有维护管理方便，不需要回流污泥的特点，大大节省运行费用，所以在好氧工段选择生物接触氧化法。经过以上工艺处理后，出水水质达到污水综合排放标准，但没达到[口l用标准，为了使废水彻底的达到回用的目的，经生化处理后的废水再进行吸附处理。吸附直接采用小试运行的最佳工艺参数，使实验组合达到最优化。3．1材料与方法3．1．1实验仪器与试剂具体内容详见2．1．1实验仪器与试剂3．1．2分析测试方法3．1．2．1VFAs测定方法(1)VFAs样品处理各种VFA的定性和定量分析采用气相色谱法进行。测定前，样品先用中速定性滤纸过滤，再用0．45pro的滤膜进行压滤式过滤，滤液收集在1．5mL的气相色谱专用的棕n硕上论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究色小瓶中，然后往每-d,瓶中加入50-、一150p．L的3％的H3P04，以确保每一样品的pH值小于6．0。(2)仪器配置和使用条件GC．9310气相色谱仪(FID氢火焰检测器)色谱柱：DB．WAX30mx0．32mmx0．25ram载气：氮气(流速为50mL／min，没有进行分流设置)进样器和检测器温度为200"(2和220℃。柱箱程序升温，儿O℃运行2min，lO℃／min的速度升温到180"(2．(3)定性分析采用保留时间定性，经过预分析测定，试验中剩余污泥水解酸化产物t要为六种短链脂肪酸，其相应的保留时间分别大约为4．63min、5．59min、5．96min、6．71min、7．24min和8．1lrain左右。(4)定量分析采用外标法进行定量分析，按照峰面积计算水样中各种酸的浓度，首先将各种标准酸按照其浓度和含量配成一系列的标准浓度，从气相色谱上测出其不同浓度和相应峰面积对应的六种酸的标准曲线；然后将水样中对应于不同保留时间的峰面积代入相应的标准曲线，从而得到各种有机酸的浓度值；最后将各种有机酸以COD的单位进行加和得到总的VFAs，式(3．1)、(3．2)为各种酸的浓度计算公式：Ci·VJC,．C产Ai·A。(3．1)因为试验中Vi．V萨lpL所以上式可以写作：Ci／Cs=Ai·A。(3．2)式中：Cr样品中有机酸的浓度，mg／LVi—样品的进样体积，试验中取1．0J．tL3．13实验装置本次试验装置自行设计，由南京有机玻璃厂加工完成。中试试验装置见图3．1。n3再生纸废水中试试验研究硕士论文3．2UASB试验研究图3．1中试试验装置图3．2．1UASB工作原理UASB由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成【391。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。UASB结构图见图3．2。n硕t论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究沼气处理——————-—-—●卜出水———————◆≮卢∑≤三相分离舞、、、L悬浮污泥层UASB池·—，／，原水池进水‘／‘——————'，一—、岜图3．2UASB结构图实验的主要装置为有机玻璃制成的UASB反应器，反应器内径45mm，总高度1550mnl。其中三相分离器部分高度为450ram，悬浮层及污泥床区总高度为l100n'fin，反应器总有效容积为5L。反应器通过夹套循环水进行保温，温度控制在(35士1)℃。废水经计量泵由反应器底部(底部开口，连接孔径为5mm的进水管)注入，由顶部出水管出水，产气量经水封瓶由湿式气体流量计计鼍。UASB反应器运行的三个重要前提(1)反应器内形成沉淀性能良好的颗粒污泥或絮状污泥。(2)由于产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用。(3)合理的三相分离器使沉淀性能良好污泥能保留在反应区内。3．2．2UASB启动实验研究3．2．2．1启动操作要点(1)一次投加足够量的接种污泥；(2)启动开始废水COD浓度较低时，未必就能让污泥颗粒化速度加快；(3)最初污泥负荷率一般在0．1-0．2kgCOD／kgTSS．d左右比较合适；(4)污水中原来存在的和厌氧分解出来的多种挥发酸未能有效分解之前，不应随意提高有机容积负荷，这需要跟踪观察和水样化验；(5)可降解的COD去除率达到70％．80％左右时，可以逐步增加有机容积负荷率；n3再生纸废水中试试验研究硕士论文(6)为促进污泥颗粒化，反应区内的最小空塔速度不可低于lm／d，采用较高的表面水力负荷有利于小颗粒污泥与污泥絮凝分开，使小颗粒污泥凝并为大颗粒m】。3．2．2．2实验接种污泥和启动水质接种污泥采用污水厂污泥消化池的消化污泥(取自盐城市城东污水处理厂)，污泥黑色浓度为14∥L，VSS／SS为65．3％，实验启动水质为预处理后废水混合废水。3．2．2．3UASB启动方案UASB设备启动的难点是获得大量沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。最好的办法是加以驯化，一般需要3-6个月，如果靠设备自身积累，投产期最长可长达1．2年。投入运行前必须进行充水实验和气密性实验，充水实验要求无漏水现象。气密性实验要求池内加压到350lTlrtl水柱，稳定15分钟后，压力降小于10mm水柱。在厌氧污泥培养和驯化之前使用氮气吹扫。实践表明，在接种污泥上投加少量的载体，有利于厌氧菌的附着，促进初期颗粒污泥的形成；所以启动时，向反应器内投入颗粒活性炭作为惰性载体【411，粒径为0．4"-'0．5mm，炭量为5960mg／L。同时投加阳离子聚丙烯酰胺以加速颗粒污泥的形成。将阳离子聚丙烯酰胺水解成质量浓度为2％的溶液，采用计量泵直接投入水泵吸水口处与废水混合，投加量为2～3mg／L比重大的絮状污泥比轻的易于颗粒化可大大缩短启动期。接种污泥通过反应器上端的接种口加入反应器，静沉后污泥分层明显，上层絮状污泥的沉降性能较差，需充分淘洗以促进颗粒污泥的形成。因此在反应器接种了污泥后，先于高进水流量下运行ld，使上浮的絮状污泥从反应器中洗出。然后采用低负荷方式启动，启动过程中交替增大进水流量与进水COD，逐步增加负荷。负荷的增加通过调节HRT实现。每次提高负荷后待出水VFA和产气量恢复正常后再进一步提高负荷，直到处理效率稳定并出现颗粒污泥。具体启动方案操作见下表3．1[42-431。．表3．1UASB启动阶段的操作参数n硕t：论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究续表3．1UASB启动阶段的操作参数考虑到本实验初次启动，较长的水力停留时间能提高反应器抗负荷冲击能力和保证运行的稳定。然后再进一步通过降低HRT而增加负荷，若实验能继续保证较稳定的出水效果，则视UASB反应器启动完成，再进行最佳试验运行条件等试验参数的试验研究。实验完成后串联生物接触氧化反应器进行后续试验。3．2．2．4实验启动(1)颗粒污泥的接种期培养驯化期该阶段为厌氧污泥的培养驯化期，本试验用时30天。在试验初期，接种后微生物对底物需要逐渐适应，这一阶段反应器没有产气，反应器中原有的细菌为了维持自身的生长，对一部分基质分解成了有机小分子，一部分进行了一定的氧化分解而合成自身物质。同时洗出死亡的微生物和部分沉淀性差的分散絮状污泥。启动最初几天由于进水对种泥的淘洗作用，出水TSS浓度较高；以后在每次加大负荷的初期，有许多细小分散的污泥洗出，经水力筛选后留下的污泥都具有良好的沉淀性能，有利于颗粒污泥的形成，同时采用部分出水回流的方式，将随出水流出的悬浮污泥回流入反应器，以保证反应器内足够的污泥浓度。启动过程中，不定期检测出水VFA含量。因为出水VFA浓度是厌氧反应重要的控制参数，它可以灵敏快速地反应出反应器行为的微小变化。当VFA浓度超过8mmol／L(800mg／L)时，反应器即面临酸化的危险。每次增加负荷时跟踪检测VFA的浓度变化，以防止反应器过负荷酸化，经过十几天的运行，观察出水浑浊度，测其pH值为6．9，测COD，其去除率达到50％左右。运行到25天时微生物逐渐适应了废水，去除率提高至60％。VFA值随着驯化不断增加，但增长幅度不大，说明反应器中微生物正在适应废水，并有少量产氢产乙酸菌出现，并开始累积了一定的VFA。SS值也随着不断地驯化而增加，这是由于微生物正在适应试验污水，并淘汰死亡的微生物和沉淀性能差的分散絮状污泥所导致ml。(2)颗粒污泥出现期【45】n3再生纸废水中试试验研究硕￡论文通过显微镜观察，此阶段反应器内厌氧菌的数量和种类都有所增加，按上表通过交替增加进水有机物浓度和进水量，不断提高反应器的容积负荷，直到处理效率稳定并出现颗粒污泥，当运行至U58d时，从反应器的底部取出污泥观察，发现肉眼可见的不规则球型、黑色微小颗粒，粗测颗粒污泥粒径l,---,2mill，本试验期为30天。(3)颗粒污泥成熟期污泥床的底部区域为大颗粒区，粒径在1-'-'3IIlITI之间，颗粒密实，在气泡和水流的剪切作用下不易破碎，中上部主要为小颗粒污泥和絮状污泥，表明颗粒污泥培养成功，本试验期为32天。3．2．2．5UASB启动结果分析(1)在控制良好的试验条件下，经过92天的UASB反应器启动试验，培养出了沉降性能良好、絮凝性强和高活性的颗粒污泥。(2)UASB反应器启动初期投加阳离子聚丙烯酰胺和颗粒活性炭以加速颗粒污泥的生成是可行的。通过聚丙烯酰胺的吸附架桥作用形成絮凝体，颗粒活性炭又为颗粒污泥的形成提供了一级生长核心，促进了反应器的快速启动。(3)UASB反应器颗粒污泥的接种期：由于污泥活性不高，接种后微生物对底物需要逐渐适应，反应器没有产气，处理效率低于60％，VFA不断积累，Ss值也由于淘汰死亡的微生物和沉淀性能差的分散絮状污泥而不断地增加。(4)UASB反应器颗粒污泥形成期：通过交替增加进水有机物浓度和进水量，不断提高反应器的容积负荷，直到处理效率稳定并出现颗粒污泥，产气量明显增加，但是还没有形成明显的污泥床；VFA进一步积累，SS不断降低。(5)UASB反应器颗粒污泥成熟期：反应器内形成了明显的污泥床，表明颗粒污泥培养成功，即可进行实验。3．2．3UASB反应器调试运行控制工艺参数由以往工程实例和实验分析确定以下UASB反应器运行控制参数条件‘46】：表3．2UASB反应器运行控制参数条件3．2．3．1pH值pH值是控制因素，但不是决定因素，通常对pH值敏感的甲烷菌适宜的生长pH值为6．5"-'7．8，pH值范围是指UASB反应器内反应区的pH，而不是进液的pH。√J√n硕上论文再生纸废水处理T艺及废水资源化利用技术研究因为废水进入反应器内，生物化学过程和稀释作用可以迅速改变进液的pH值。对pH值改变最大的影响因素是酸的形成，特别是乙酸的形成。因此含有大量溶解性碳水化合物(如糖、淀粉)等废水进入反应器后pH将迅速降低。而乙酸化的废水进入反应器后pH将上升．3．2．3．2温度温度是影响厌氧处理的最大问题之一，温度过高导致微生物死亡；温度过低，微生物休眠和处于活性很低的状态，极易导致反应器酸化，且很难恢复，所以维持一个适宜的反应温度环境是很重要的【471，在实验中，温度严格的控制在中温34～36℃的范围内。3．2．3．3出水VFA的浓度因为VFA的去除程度可以直接反映出反应器运行的状况，在正常情况下，底物由酸化菌转化为VFA，VFA可被甲烷菌转化甲烷，因此甲烷菌活跃时，出水VFA浓度较低，当出水VFA浓度低于3mmol／L(或200mg乙酸／L)时，反应器运行状态最为良好。VFA过高，则表示反应器负荷相当于当时的菌种活力偏高。出水VFA若高于8mmol／L，则停止进水，直到反应器内VFA低于3mmol／L后，再继续以原浓度、原负倚进水。3．2．3．4营养物与微量元素主要营养物氮、磷、钾和硫等以及其他的生长必须的微量元素。例如(Fe、Ni、Co)应当满足微生物生长的需要。一般N和P的要求大约为COD：N：P=(350～500)：5：l。3．2．4UASB工艺参数对COD去除率的影响UASB运行时，温度控制在(35士1)℃。有机负荷提升达2kgCOD／(m3"d)，初运行期间每日测定进、出水流量、pH、COD、VFA、SS等项目，经测定结果判断，若出水VFA范围在3mmol／L-一8mmol／L之间，表示UASB系统运行正常。UASB正常运行时，确定实验因素水平【48-491，对反应器中各因素对CODcr去除率的影响进行了研究。3．2．4．1最佳水力停留时间的确定水力停留时间是通过上升流速来表现的。一方面，高的液体流速能增加反应器内进水区的扰动，所以使污泥与进水有机物能充分接触，对去除率的提高起到促进作用；另一方面，流速过高就会减少污泥与废水中有机物的接触时间，从而影响微生物对有机物的充分降解，同时还会冲走颗粒污泥使其流失，从而影响出水水质。同时流速也不能过低，流速过低会使反应器堵塞，从而发生短路现象。因此，选择合适的上升流速(水力停留时间)才能保证较好的去除效果。31n3再生纸陂水中试试验研究硕士论文试验在pH为6．0-7．8之间、温度354-1℃、进水CODcr浓度为1500mg／L左右，考察HRT分别为6h、8h、10h、12h时反应器对CODc，去除率，实验结果见图3．3所示。100807060运行时间(h)图3．3HRT对COD去除率的影响由图3．3可以看出，UASB反应器对CODcr的去除率随HRT的增加而增加。HRT为6h时，CODcr去除率在70％左右，去除率偏低，这是由于废水与污泥接触时间太短，导致甲烷化没有完全形成，HRT从6h增加到8h时候，CODcr去除率迅速增加至80％左右，没有达到理想出水；HRT增加到10h，CODcr去除率接近达到90％，出水继续增加HRT至12h时，CODcr去除率增加幅度明显降低，所以，当HRT大于lO小时后，甲烷化可以完全形成，因此，若继续增加HRT，对CODc,去除率的提高不大，同时从经济可行性角度确定实验最佳水力停留时间为10h。3．2．4．2pH对处理效率的影响‘pH过高或过低部对微生物生长繁殖不利。主要表现为：一是pH过低会引起微生物体表面由带负电变为带正电，影响微生物对营养的吸收；二是影响培养基中有机化合物的离子化作用间接影响微生物；三是极端的pH会使酶的活性降低，影响微生物细胞内的生物化学过程，甚至直接破坏微生物细胞；极端pH还会降低微生物抵抗高温的能力。参考以上资料，试验在HRT为10h、温度35士1"C之间、进水COOc，浓度为1500mg／L左右的条件下，考察了不同pH值(6．0、7．0、7．8)条件下反应器对CODcr去除率影响如图3．4所示。32’《，～r●电n硕仁论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究摹姗畿稍凸oU运行时间(h)图3．4pH对COD去除翠的影响从图3．4可看出，pH在6．0．7．8之间反应器对CODCr的去除率的变化幅度不大，但实验控制pH在7．m7．8最佳。3．2．5最佳条件下工艺运行分析UASB在处理再生纸废水时对水力停留时间、pH值这些参数进行了优化，综合考虑工艺对污染物的去除率和运行成本，试验装置经过约三个多月的启动期后进入正常运行阶段，对查阅的大量相关资料进行试验验证，得出UASB工段运行的最佳操作条件如下：水力停留时间为10h、pH最佳范围为7．o-7．8。在以上最佳实验条件下，运行一段时间，对主要污染物CODcr、BOD5、SS进行了连续监测。出水水质基本趋于稳定。出水水质详见下图3．5．图3．8。9,q15日9月17日9月27[-110月11日lOlll5日10月17日时间(d)图3．5UASB出水COD随运行时间变化曲线330O0O∞铜如弱如弱加坫mo^1，叫暑)，Qoun3再生纸废水中试试验研究硕。1-：论文蓬{}l卜篮娟凸oU80％70％60％50％9月15日9pjl7日9户127HlO月11日lO月15日10月17日时间(d)时『日J图3．6UASB出水COD去除率随时间变化曲线100％905幂餐十80％篮稍a70％o∞60％50969pJl5日9,917日9月27日lopjll日lO月15日lO月17日时间(d)图3．7UASB出水BOD5随运行时间变化曲线9月15日9JqlTlj9f127H10fJlll310￡JlSEt10Jql7E1时间(d)图3．8UASB出水BOD5去除率随时间变化曲线’～毒～舳∞柏加∞∞∞们加。一、篙g一涛Qo∞n硕七论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究由上图3．8看出主要指标CODcr在150-200mg／L，BODs在40-60mg／L，SS在40．65mg／L之间。在上述工艺条件下出水COD的去除率最大达90％，BOD5的去除率为90％，SS的去除率为90％左右，明显好于普通厌氧池的处理效果。实验说明用UASB处理再生纸造纸废水是可行的，为后续的好氧处理工艺打下良好的基础；本厌氧实验没有对色度进行监测，但从肉眼观察来看，出水色度仍较大，所以实验结果的主要存在问题是色度去除效果欠佳。3．3生物接触氧化法3．3．1生物接触氧化法概述生物接触氧化法是从生物膜法中派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用将废水中的有机物氧化分解，达到净化目的。19世纪末，德国开始把生物接触氧化法用于废水处理，但限于当时的工业水平，没有适当的填料，未能广泛应用。到20世纪70年代合成塑料工业迅速发展，轻质蜂窝状填料问世，日本、美国等开始研究和应用生物接触氧化法，生物接触池工艺最早应用实际工程是在德国巴哈(BaCh)和美国布斯维／尔(Buswell)isol，中国在70年代中期开始研究用此法处理城市污水和工业废水，并逐渐在生产中应用【5¨。3．3．2生物膜载体的选择作为生物接触氧化技术的核心，生物膜载体一即填料的选择直接决定着处理效率的高低。因其长期浸泡在污水里，要求其的较高的耐盐和耐腐蚀性，也就是说化学和生物稳定性要好，结久耐用，不溶出有害物质、且不会引起二次污染等特点。另外，为了提高处理效率和降低成本，在选择填料时，要有尽可能大的比表面积、高的亲水性能、空隙率大、水流流态良好和价格低廉等特性【52】。目前在我国使用的填料主要有三种：一是硬填料，又叫蜂窝填料，如聚乙烯塑料、聚丙烯塑料等；二是软填料，又称纤维填料，一般采用尼纶等化学纤维材料编结成束呈绳状连接；三是半软性组合填料，一般是一个尺寸比较小的半软性填料颦料环，四周连接软性纤维束。研究表明组合填料挂膜快、处理效果好、耐冲击负荷能力强，适合处理有机物浓度高的废水，因此本试验采用组合填料作为生物接触氧化工艺的生物填料。本试验所用的组合填料为江苏宜兴祥达填料有限公司生产的组合填料。该填料以握料环为骨架，负载维尼纶丝，维尼纶丝紧周在塑料坏上，在污水中丝束分散均匀，易生膜、换膜，并对污水浓度的适应性好。本组合填料单元直径180mm，纤维柬长度160mm，纤维束间距80mm。35n3再生纸废水中试试验研究硕士论文3．3．3生物接触氧化反应器接种泥的选取和迸水水质试验接种污泥取自本实验的污泥取自城东污水处理厂好氧段活性污泥，污泥浓度为8．4∥L，进水为UASB出水。3．3．4生物接触氧化反应器的启动目前常用的挂膜方式有两种【53】：一种是边培养边驯化的连续挂膜法，通过增加废水量，连续补充废水，使微生物在增殖的同时也适应了新的环境；另一种是先培养后驯化的循环法，即不补加废水，只通过补加营养液使得微生物增殖，而后再小流量连续加入废水进行驯化。在本试验中，我们采取了边培养边驯化的连续培养方式。为了防止新生微生物随水流走，尽可能的提供微生物与填料层的接触时间，为加快生物膜的形成，开始阶段为了避免由于造纸废水营养单一，故每天一次以COD：N：P=100：5：I比例投加尿素、二胺、白糖等营养底物。首先将接种污泥50m3(5％生化有效体积)和废水按l：l的比例稀释混合后用泵打入生化池内，再泵入20％-40％生化体积的生产废水，然后剩余体积加清水贮满池子开始曝气培养。生化池内填料的堆放体积按反应池有效容积35％．40％。静置20h不曝气，使固着态微生物接种到填料上，然后曝气24h，静置2h后排掉反应器中呈悬浮状态的微生物。再将配制好的混合液加入重复操作，6天后，填料表面已全部挂上生物膜，第7天开始连续小水量进水。经过7天的闷曝培养，填料表面已经生长了薄薄一层黄褐色生物膜，故改为连续进水，进行动态培养，调整进水量，使污水在生化池内的停留时间为24小时，控制溶解氧在2-4mg／L之间。约15天之后，填料上有一些变形虫、漫游虫(用生物显微镜观察)，在20天以后出现鞭毛虫、钟虫、草履虫游离菌等原生动物。在经过20天的培养出现轮虫、线虫等后生动物，此时氧化池中的水变得清澈，标志生物膜已经长成。3．3．5实验运行影响因素分析在好氧生物接触池成功挂膜完成后，实验对反应器中各因素对CODer去除率的影响进行了分析研究。3．3．5．1水力停留时间的确定试验在pH为6．0．8．0之间、温度为20℃、气水比20：1的条件下考察了不同水力停留时间4-8h条件下反应器对CODer去除率影响，试验结果如下图3．9：l》，～n硕卜论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究，、雳、-，船篮啪口oU图3．9停留时间对COD去除翠的影响从图3．9可知，随着水力停留时间的延长，CODcr去除率逐渐增加，这主要是由于时间的延长，增加了处理系统中微生物与废水的反应接触时间。停留时间6h以前，CODcr等指标去除率明显上升，6小时以后，各项指标去除率明显下降。原因可能是由于废纸造纸废水属于难降解废水，其中含有的有机物以大分子为主，有机物被微生物菌胶团吸附以后，微生物首先利用其胞外酶将其转化为生物可利用的小分子物质，然后在胞内酶的作用下，进一步转化。而且停留时间过长将会造成工程投资和运转费用的增加，综合考虑出水水质和经济要求故此最佳停留时间为6h。3．3．5．2气水比的确定在好氧生物接触池中，微生物氧的需求主要通过曝气系统实现，曝气系统有着藿要的作用。一方面，在好氧生物接触池中，参与氧化分解的是以好氧菌为主体的微生物种群，通过曝气给生物膜上微生物降解有机物提供所需的溶解氧，以保障微生物代谢过程的需氧量是必须的。若溶解氧不足，就会使活性微生物正常的代谢活动受到影响，净化能力下降，从而影响微生物对污染物的降解程度，处理系统甚至遭到破坏。另一方面，曝气系统也对接触池中剩余的悬浮的活性污泥、废水起到搅拌和混合的作用，提高氧的传质效率，保证曝气池的处理效率。通过曝气系统而表现的溶解氧水平的高低会直接影响到好氧微生物的代谢活性。为了在尽可能小的曝气池中以最短的时问，净化更多的有机污染物，提高系统的处理效率，必须向处理系统内提供足够的溶解氧。试验在pH为6．0-8．0之间、HRT为6h、温度为20℃的条件下考察了不同气水比10：1．30：1之间变化)条件下反应器对CODcr去除率影响试验结果如下图3．10。37n3再生纸废水中试试验研究硕士论文主、_一褥畿稍口o1015202530气水比图3．10气水比对好氧反应器处理效果的影响从图3．10可知，随着曝气量的增加，CODc，去除率先升后降，说明好氧池中存在着最佳曝气量。当开始增加曝气量时，出水水质有所提高，CODcr去除率升高，到气水比达到20：1时，去除率达到一个峰值，继续增加曝气量，去除率缓慢下降。出水水质反而下降，分析原因如下：溶解氧过低时将会导致好氧菌缺氧，引起生物膜内细菌代谢速率降低，降低生物活性，从而造成COD去除率下降。而当曝气量过大时，强大的气流会使水流强度加大，填料上固着的生物膜因水力的冲刷大面积脱落，脱落的生物膜随水流排出池外，这种情况下有两个原因导致COD去除率的降低，一是由于生物膜的脱落排出降低了反应器内的生物量，用来降解污染物的微生物量减少了，COD去除率降低；二是脱落的生物膜随水流排出，对出水COD浓度增高直接贡献，反应为COD去除率降低，出水水质变差。由图3．10可知在气水比达到20：1时，COD去除率最大，此时即能为微生物提供足够的溶解氧，又能够保证生物膜不因水力冲刷而大量脱落，达到了较好的去除效果。3．3．5．3温度的确定在生物接触池中所发生的反应，与所有的化学反应和生物化学反应一样受到温度影响。温度过低，微生物原生质处于凝胶状态，失去活性，不能正常生长，从而影响其对基质的降解：温度超过微生物所能适应的最高温度，将会导致微生物的核酸、蛋白质和细胞会发生不可逆转的变性作用，其去除率也将大大降低。因此，温度对厌氧微生物的生理代谢活动影响很大。试验在pH为6．O～8．0之间、HRT为6h、气水比为20：1的条件下考察了不同温度(10。C、15℃、20℃、2512)条件下反应器对CODcr去除率影响，试验数据如下图3．1l。38i，’h|0～n硕上论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究／．、毋V将畿稍ao温度(℃)图3．1l温度对好氧反应器处理效果的影响从图3．“可知，在所考查的四个工况下，随温度升高对COD去除率增大，20℃达到最佳，但当温度升到30℃后，去除率略有下降，所以为了达到最佳的去除效率，试验中生物接触氧化反应器水温控制在20℃左右。3．3．6最佳条件下工艺运行分析生物接触池在处理再生纸废水时对水力停留时间、气水比、温度这些参数进行了优化，综合考虑工艺对污染物的去除率和运行成本，试验装置经过约一个多月的启动期后进入正常运行阶段，对查阅的大量相关资料进行试验验证，得出生物接触工段运行的最佳操作条件如下：HRT为6h、气水比为20：1、温度为20℃。在以上最佳实验条件下，运行一段时间，对主要污染物CODcr、BOD5、SS进行了连续监测。出水水质基趋于本稳定。具体变化趋势见下图3．12。≯≯爹梦爹爹梦梦梦时间(d)图3．12生物接触氧化池出水COD随时间变化曲线39n3再生纸废水中试试验研究硕士论文．≯≯≯◇梦爹梦爹爹时间(d)图3．13生物接触氧化池出水BOD5随时间变化曲线从图3．12、图3．13可知，生物接触氧化池在处理废水时，运行一定时间后，生物接触氧化池内微生物对新水质要有一个短时间适应过程，导致了生物接触氧化阶段去除率略有下降，总体来看经生物接触氧化池处理后，出水水质相对稳定，CODcr在70．100mg／L、BODs在30．45mg／L，CODcr的去除率50％，BODs的去除率为25％。去除率偏低，主要原因为进水负荷偏低。3．4炉渣吸附生物接触氧化池出水再经过炉渣吸附工艺处理，按照小试中吸附条件进行废水处理，经多次测定，得出出水水质平均值如下表3．3所示。表3．3炉渣吸附出水水质平均值经吸附工艺后出水水质得到大大改善，完全达到《生活杂用水水质标准》(CJ／T48．1999)水质标准，能够保证再生纸废水的全部资源化利用。3．5本章小结(1)UASB工段运行的最佳操作条件如下：水力停留时间为10h、pH最佳范围为7．0-7．8。UASB出水CODcr在150．200mg／L，BODs在40-60mg／L，SS在40—65mg／L之间。出水CODc，的去除率最大达90％，BOD5的去除率为90％，SS的去除率为90％左右，明显好于普通厌氧池的处理效果。(2)生物接触j[段运行的最佳操作条件如下：HRT为6h、气水比为20：1、温度的钻∞％∞艏加蠊m5On硕士论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究为20℃。经生物接触氰化池处理后，出水水质相对稳定，CODcr在70-100mg／L、BODs在30．45mg／L,CODc，的去除率50％，BODs的去除率为25％。(3)在吸附工艺环节没有进一步深入讨论，而是直接运用小试的实验运行条件。吸附环节运行参数没有加以分析。(4)UASB+生物接触氧化+炉渣吸附工艺对于再生纸废水的处理效果较好，中试试验结果明显好于小试试验结果。再生纸废水经该工艺处理后能够保证出水各项指标满足《生活杂用水水质标准》(CJ／T48-1999)水质标准，使再生纸废水可完全资源化利用。(5)由于试验条件限制，中试试验正式运行一个月过程中，对UASB和生物接触氧化池运行过程的影响因素以及在其他条件的综合影响可能出现的状况并未做出全面分析介绍，望以后有机会能够在此基础上做出进一步的研究。41n4、社会、经济、环境效益分析硕士论文4社会、经济、环境效益分析本课题通过一年多的试验研究，最终得出稳定的再生纸回用处理技术，从运行效果来看，出水水质可回用。若用于生产，将产生良好的社会、经济、环境效益，具体分析如下：4．1社会效益以废纸为原料进行造纸生产本身就是废物再利用的过程，属于国内外优先支持发展的造纸技术。盐城华泰纸业以废纸为原料进行造纸，一方面实现了废纸的资源化，另一方面外也为当地的经济发展做出了巨大的贡献。在创造效益的同时，企业的排污也应该得到很好的解决。本研究成果如果在现实中得以应用，将使企业的污水在出厂时污染浓度很低，出水清澈，对环境的影响小，对周边环境容量的改变很小，也基本不会给周围的生产生活带来影响。另外，本研究成果中对污水的深度处理，可以使处理水最终达到生活杂用水水质标准，出水可用于厂区及周边植物绿化、路面冲洗，卫生问冲洗，具有比较大的社会效益。4．2经济效益4．2．1工程投资造纸废水处理工程投资包括土建工程、设备材料、安装工程和设计及其它。表4．1废水处理：【程投资一览表4．2．2废水处理运行成本盐城市华泰纸业有限公司再生纸废水瓦楞纸生产能力lO万吨／年，废水量8000Ⅱ屯／天，年工作时间300天，废水处理站装机总容量150KW／h，运转负荷约132KW／h，电费0．6元／度。f42{}{}，～{n硕士论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究废水年处理运行成本=0．68X8000×300=163．2万元4．2．3中水收益研究成果采用UASB+,生物接触氧化+炉渣吸附进行水处理，出水稳定，水质可达到生活杂用水水质标准，运行费用低，企业每年排污水240力-吨，考虑污泥排放，水分蒸发，按每年215万吨的出水来算，如果全部中水刚用，可节省由于自来水使用费用215万吨x2．9元，吨=623．5万元。4．2．4排污费收益污水排污费收费额=污染物的污染当量数之和×污染当量收费标准×地区收费调整系数X环境功能区收费调整系数(2400000xloj×1．500／1000+2400000／5+2400000×640／4000)x0．7xlxl．2=374．8万元说明：造纸企业为主要污染企业；地区收费调整系数，盐城为一般地区，取1；华泰纸业所处环境功能区为2类地区，系数为1．2：括号咀面从前往后分别为COD当量、色度当量、SS当量．；盐城工业生产用水价格2．9元／／吨。4．2．5收益分析总收益=623．5+374．8．163．2=623．5力-元，一年多就町以收回工程投资成本。4．3环境效益①减少自来水使用215万吨／年(考虑污泥排放，水分蒸发等因素)；②减少污水排放240万吨／年。对于水体及整个环境生态保护有着深远的意义。43n5结论硕一b论文本文以盐城市华泰纸业有限公司再生纸废水为研究对象，采用厌氧+好氧+炉渣吸附对再生纸废水进行实验室研究，得出优化工艺参数及各单元处理的最佳工况点、最大处理能力及系统整体最优化；对原工艺稍加改进后，采用UASB+生物接触氧化+炉渣吸附工艺在中试装置上进行试验，结果表明该工艺处理效果好，运行稳定易控制，相对合理，厂家易接受。本研究得出的主要结论如下：(1)造纸过程排放掉的剩余白水中真正的无用废弃物很少；无论是细小纤维，还是填料、助剂和水都是有用的，可以回收利用。(2)小试厌氧+好氧+吸附组合工艺处理再生纸废水，对每个处理单元进行了工艺优化，出水COD30rag／L'--60mg／L，SS8mg／L,-一-15mg／L，其COD、SS的去除率可到60％和80％，出水水质接近中水回用标准，还不能完全实现资源化，需进一步改进工艺。(3)针对小试中普通厌氧池处理效能有限的问题，在中试过程中采用UASB代替普通厌氧；另外，在活性污泥的培养过程中，出现了污泥膨胀等常见问题，虽及时得到控制，但对处理效果仍有一定的影响，在中试部分在此基础上稍加改进，采用生物接触氧化法代替活性污泥法以避免污泥膨胀这一问题的干扰。(4)在中试试验装置上，采用UASB+生物接触接触氧化+炉渣吸附工艺对再生纸废水进行放大试验，经多次试验结果表明，出水水质稳定在CODcr在25mg／L、BOD5在9mg／L左右，系统排放污泥量少，抗冲击负荷好。(5)再生纸废水经中试装置处理后可以达到国家《污水综合排放标准》(GB8978．1996)一级标准和《生活杂用水水质标准》(CJ／T48．1999)，同时满足工艺用水的水质要求，彻底实现再生纸废水的资源化利用。(6)为盐城市华泰纸业有限公司以及采用类似工艺进行瓦楞纸再生的造纸企业提供了可靠的再生纸废水处理工艺和最佳的工艺运行参数。(7)试验结果表明该工艺处理效果好，运行稳定易控制，相对合理，厂家易接受。≮◆一n硕t论文再生纸废水处理工艺及废水资源化利用技术研究6问题讨论及建议由于时间和现实条件的限制，试验存在着一定的局限性和不足之处，也留有一些尚待解决的问题：(1)盐城市华泰纸业有限公司主要产品为牛皮纸和一般包装纸，对于以再生纸为原料进行其它纸制品生产的企业所排放废水的处理，应用本工艺时，结果可能会有差别，需要进一步研究确定最佳设计参数。(2)生物接触氧化池在运行过程中，曝气可采用微孔曝气软管，氧的利用率可提高数倍，这样曝气池容积负荷可提高，保证效率的前提下可节省工程费用。本试验中，生物接触氧化池进水浓度较低，因此生物接触氧化池的水力混合条件不是最佳，生物接触氧化池内存在死区，如何使生物接触氧化池达到最佳的水力混合条件，进而提高处理率，尚需进一步研究。(3)由于本项目重点研究水处理工艺中污泥的培养与驯化、工艺的调试与运行以及最佳工艺参数的选择，对于污泥的资源化利用研究不够，建议以后深入研究。针对再生纸废水的特点，今后应进一步研究提高生化处理效率的因素，进一步研究生物接触氧化工艺的动力学和降解机理，寻找提高处理效果的根本原因和更加经济有效的工艺参数。45n致谢硕士论文致谢本文是在导师王连军教授和钱晓荣教授的悉心指导下完成的，他们身上的责任和热情深深的感染着我，广博的学识、严谨的治学态度使我获益良多。我能够顺利完成学业与导师的帮助和鼓励是分不开的。将对我今后的工作和生活产生极为深远的影响。在此，谨向导师致以最崇高的敬意和衷心的感谢!在盐城工学院实验期间，肖雪峰、金建祥、薛峰等老师对我的论文工作给予了热情的帮助，并提出了大量宝贵的建议。在论文的修改中得到了沈锦优老师和孙秀云老师的大力帮助，在此一并表示感谢!感谢我的家人，是他们的亲情陪我度过一个一个挑灯之夜，是他们的支持使我在人生的道路上逐渐成熟和提高。值此论文完成之际，向所有关心我的各位师友表示诚挚的谢意!《j鬯．r寰一nr0硕士论文再生纸废水处理_T艺及废水资源化利用技术研究参考文献【l】武书彬．造纸工业水污染控制与治理技术【M】．第一版．北京：化学工业出版社，2001．【2】吴建文．再生纸制浆废水的特性和处理工艺【J】．赤峰学院学报(自然科学版)，2009，25(5)：74-76．[3】高玉杰．废纸再生实用技术【M】．第一版．北京：化学工业出版社，2003．[4】任朝华，张光化．无机复合絮凝剂在造纸废水处理中的应用与发展【J】．中国造纸学报，2004，19(1)：194—197．【5】李从文，田伟．瓦楞纸生产废水处理回用改造零排放实例【J】．贵州化工，2009，34(1)：31-33．【6】金立忠，何爱民．废纸再生造纸的废水处理技术【J】．西南造纸，2006，35(4)：34，48．[7】MulderILFutureperspeetiv伪inbioreactordevelopment[J]．WaterScienceandTechnology,2001，30(8)：9-21．[8】李娜，李志健．再生纸废水处理方法与工艺【J】．实用技术，2005，32(2)：51．52．【9】胡雪莲，叶新强．生化法处理废纸再生纸废水【J】．环境工程，2004，22(3)：30．31．[10]=E康丛．废纸造纸废水零排放研究【D】．陕西：西北大学，2006．【ll】白书立．再生纸处理技术的生产性实验研究[D】．广州：广东工业大学，2005．【l2】周旭红．废纸造纸废水处理酬用技术实践[J】．浙江化工，2008，39(4)：6-7．【13】姚来银．气浮-生物接触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