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【摘 要】 本论文首先对用层次分析法的基本原理及步骤进行了说明,然后在分析了草浆造纸废水处理工艺概述,论文详细阐述了用层次分析法评价草浆造纸废水治理技术。
【关键词】 用层次分析法;草浆造纸;废水治理
一、前言
随着当今社会生产力的不断发展,水污染现象也日益严重,生产和生活中对草浆造纸废水治理的要求也日益渐高。因此,积极采用科学的方法,不断完善草浆造纸废水治理就成为当前一项十分紧迫的问题。
二、用层次分析法的基本原理及步骤
1、基本原理
用层次分析法根据问题性质和要达到的总目标(决策目标),将问题分解为不同组成因素,并按照因素间的相互关系和隶属关系将因素按不同层次聚集组合(中间层一般是准则层、子准则层),形成一个多层次的分析结构模型,从而最终使问题归结为最低层(供决策的方案、措施等)相对于最高层(总目标)的相对重要权值,根据权值确定或淘汰最低层的优劣次序。
2、运用用层次分析法解决问题的四个步骤
建立问题的递阶层次结构;构造两两比较判断矩阵,专家每一层的准则中各因素相对重要性给出判断,这些判断一般通过采用下表的1-9度方法用数值(判断矩阵)表示出来。由判断矩阵计算被比较元素相对权重,根据判断矩阵计算被比较元素相对权重。权重的计算方法有和法、根法、对数最小二乘法和特征根法。特征根法是AHP中比较成熟并得到广泛应用的方法,这里只介绍特征根法。0.1,就需调整和修正,平均随机一致性指标R.I,根据各组元素对上一层某元素的权重向量即自上而下单准则下的权重向量进行合成得总排序权重。
判断矩阵
3、用层次分析法在评标中应用的基本步骤
评估专家根据相关法规,结合业主的要求确定评价指标的层次结构(评价体系)。各评估专家对各指标进行判断打分并计算平均值,利用用层次分析法进行选优。
三、草浆造纸废水处理工艺概述
造纸是一项传统的工艺技术,是水、电、汽的消耗大户,但过去大家对环保问题和水的消耗并不重视,随着近年经济高速发展,工业发展造成水污染日益严重,水资源不足,大家开始节水并通过各种工艺处理造纸废水,如今大多数造纸废水都经过了处理回用,中小企业多采用气浮池,对其生产用水和纸浆进行回收。
造纸废水中主要含有硫化物、木质素、糖类、铬、硫醇等有害物质,这些有害物质是由冲洗、蒸煮、漂白等造纸生产过程所产生的。造纸废水若不经过有效的处理就排放出去,会使得水域发臭、恶化水质,造成鱼贝类减产等严重后果。造纸废水处理就是采用各种方法将废水中所含的污染物质分离出来,或将其转化为无害和稳定的物质,从而使废水得以净化。现代造纸废水处理技术将造纸废水处理方法大致分为物理法、生物化学法及物理化学法。在实际应用中,物理化学和生物化学常常联合应用。
四、用层次分析法评价草浆造纸废水治理技术
1、建立层次结构模型
在评价草浆造纸废水治理技术时,我们主要考虑影响废水治理水平的主要因素,第一污水濃度:主污水中大量的有机物质充当了活性污泥系统中的食物源,因此废水特征(即BOD负荷)的任何变化都会影响处理系统中的微生物繁殖。
如果BOD负荷有效的增加,系统中就会出现大量食料,供微生物吞食。过量的食料将“刺激”新细胞的繁殖,使混合液菌体的生长率加快,这样就会产生生长分散的菌群,以及在二沉池中沉淀性能差的未成熟污泥。且如果一些过量的BOD物质不能完全被微生物利用,就会流过处理系统,使出水BOD增高。
如果BOD负荷减少,微生物就不能获得足够的食物,其繁殖速率将陷入衰减状态,处理系统的生物群体就会减少。对胶体物质不起滤除作用的急速沉降的絮凝体也会在这种情况下产生,最后导致出水悬浮固体浓度增高。第二,营养物质,通常生活污水中含有足够量的营养物质(最佳BOD:N:P大约为100:5:1),而对于工业废水,则必须经常性的投加营养物质,以保持废水中的足够的氮和磷。细菌需要氮以产生蛋白质,需要磷以产生分解废水中的有机物的酶。
第三溶解氧,在污水的好氧处理中,微生物以好氧菌为主,为了维持好氧群体,需要向曝气池中补充氧气。如果溶解氧不足,好氧微生物的活性由于得不到足够的氧,正常的生长规律将遭到影响,甚至被破坏。正常的反应过程将受到影响,污水中的有机物的氧化不能彻底进行,出水BOD浓度将升高,处理效果下降。如若环境严重缺氧,厌氧菌将大量繁殖,好氧微生物受到抑制而大量死亡,导致厌氧微生物生长占优势。这种情况下,曝气池中的活性污泥恶化变质,发黑发臭,出水水质显著下降。污水厂曝气池中溶解氧应该保持在2—4mg/l。氧供应过多时,不仅浪费能量,而且也会因代谢活动增强,营养物质供应不上而使微生物缺乏营养,使污泥老化,结构松散。故在运转过程中我们应该经常测定溶解氧,使曝气池中的溶解氧控制在一个合理的水平上,以保证好氧微生物的正常生长,取得较好的处理效果。
2、计算准则层各要素权重
先解出判断矩阵的最大征值,判断矩阵A通过一致性检验。即可得准则层中相应要素相对重要性的排序权值。
3、计算方案层具体处理废纸造纸废水回用技术措施的权重
方案层各具体评价要素权重分别乘以所属准则层要素的权重,即得到各自对目标层的组合权重。上述过程通过运用层次分析法,实现了定性与定量的结合,较为精确地确定了处理废纸造纸废水回用技术的权重。
(一)、筛选浓缩废水的重新使用
筛选浓缩废水的重新使用主要是指将筛出的纤维固形物等废渣进行压榨使其脱水后再排放,以减少废水的排放量。在进行压榨废水的过程中可以适当的加入一些药剂,以降低浓缩水中污染物的含量,提高废水的利用率。经检测可知。若是按照筛选浓缩废水的方法,COD以及SS的负荷量均会降低至10-12千克每吨。
(二)、废水处理后的再次使用
指的是将产生出来的废水经过澄清池的初步过滤后再进一步的生化处理将其中的非溶解性物质清除掉,经处理后的废水大部分还是可以再循环利用的,比如说可以当作碎浆机、纸机网布等机械的程序用水,这样就充分利用了造纸后的废水,减少了废水的排放。
(三)、活性污泥吸附法
利用活性污泥吸附法是属于生化处理技术的一种方式,主要是利用活性污泥的大面积量和强大的吸附能力去除水体表面的COD和BOD,在吸附之前可以充分的搅动废水和活性污泥,让它们更好的融合,从而吸附废水中的有机物质,进而初步进化废水。
当然,对于废纸造纸废水回用技术肯定不止这三种,还有白水的循环利用、水力循环澄清池等。白水循环利用是为了有效的提高白水的利用率,减少白水当中的一些物质的流失。可以根据不同的工厂程序来制定不同的白水利用政策。水力循环澄清池则是一项比较常用的处理废纸造纸废水的措施,因为它操作比较简单,无需机械的搅拌,耗费比较少,能达到废水的循环利用效果。因此,得到众多工厂的追捧。
五、结束语
用层次分析法评价草浆造纸废水治理技术作为废水治理管理的核心工作之一。对废水治理的各个方面具有十分重要的作用。我们必须将用层次分析法融合到草浆造纸废水治理技术工作中。
参考文献:
[1]崔兆杰,宋薇,宋运涛,废纸再生造纸废水的综合治理模式与方法研究,煤炭科学研究总院杭州环境保护研究所,2011
[2]周旭红,废纸造纸废水处理回用技术实践,山东大学环境科学与工程学院,2011
[3]杜春成.基于用层次分析法的综合评价方法[J].长春工业大学学报(自然科学版),2010
【关键词】 用层次分析法;草浆造纸;废水治理
一、前言
随着当今社会生产力的不断发展,水污染现象也日益严重,生产和生活中对草浆造纸废水治理的要求也日益渐高。因此,积极采用科学的方法,不断完善草浆造纸废水治理就成为当前一项十分紧迫的问题。
二、用层次分析法的基本原理及步骤
1、基本原理
用层次分析法根据问题性质和要达到的总目标(决策目标),将问题分解为不同组成因素,并按照因素间的相互关系和隶属关系将因素按不同层次聚集组合(中间层一般是准则层、子准则层),形成一个多层次的分析结构模型,从而最终使问题归结为最低层(供决策的方案、措施等)相对于最高层(总目标)的相对重要权值,根据权值确定或淘汰最低层的优劣次序。
2、运用用层次分析法解决问题的四个步骤
建立问题的递阶层次结构;构造两两比较判断矩阵,专家每一层的准则中各因素相对重要性给出判断,这些判断一般通过采用下表的1-9度方法用数值(判断矩阵)表示出来。由判断矩阵计算被比较元素相对权重,根据判断矩阵计算被比较元素相对权重。权重的计算方法有和法、根法、对数最小二乘法和特征根法。特征根法是AHP中比较成熟并得到广泛应用的方法,这里只介绍特征根法。0.1,就需调整和修正,平均随机一致性指标R.I,根据各组元素对上一层某元素的权重向量即自上而下单准则下的权重向量进行合成得总排序权重。
判断矩阵
3、用层次分析法在评标中应用的基本步骤
评估专家根据相关法规,结合业主的要求确定评价指标的层次结构(评价体系)。各评估专家对各指标进行判断打分并计算平均值,利用用层次分析法进行选优。
三、草浆造纸废水处理工艺概述
造纸是一项传统的工艺技术,是水、电、汽的消耗大户,但过去大家对环保问题和水的消耗并不重视,随着近年经济高速发展,工业发展造成水污染日益严重,水资源不足,大家开始节水并通过各种工艺处理造纸废水,如今大多数造纸废水都经过了处理回用,中小企业多采用气浮池,对其生产用水和纸浆进行回收。
造纸废水中主要含有硫化物、木质素、糖类、铬、硫醇等有害物质,这些有害物质是由冲洗、蒸煮、漂白等造纸生产过程所产生的。造纸废水若不经过有效的处理就排放出去,会使得水域发臭、恶化水质,造成鱼贝类减产等严重后果。造纸废水处理就是采用各种方法将废水中所含的污染物质分离出来,或将其转化为无害和稳定的物质,从而使废水得以净化。现代造纸废水处理技术将造纸废水处理方法大致分为物理法、生物化学法及物理化学法。在实际应用中,物理化学和生物化学常常联合应用。
四、用层次分析法评价草浆造纸废水治理技术
1、建立层次结构模型
在评价草浆造纸废水治理技术时,我们主要考虑影响废水治理水平的主要因素,第一污水濃度:主污水中大量的有机物质充当了活性污泥系统中的食物源,因此废水特征(即BOD负荷)的任何变化都会影响处理系统中的微生物繁殖。
如果BOD负荷有效的增加,系统中就会出现大量食料,供微生物吞食。过量的食料将“刺激”新细胞的繁殖,使混合液菌体的生长率加快,这样就会产生生长分散的菌群,以及在二沉池中沉淀性能差的未成熟污泥。且如果一些过量的BOD物质不能完全被微生物利用,就会流过处理系统,使出水BOD增高。
如果BOD负荷减少,微生物就不能获得足够的食物,其繁殖速率将陷入衰减状态,处理系统的生物群体就会减少。对胶体物质不起滤除作用的急速沉降的絮凝体也会在这种情况下产生,最后导致出水悬浮固体浓度增高。第二,营养物质,通常生活污水中含有足够量的营养物质(最佳BOD:N:P大约为100:5:1),而对于工业废水,则必须经常性的投加营养物质,以保持废水中的足够的氮和磷。细菌需要氮以产生蛋白质,需要磷以产生分解废水中的有机物的酶。
第三溶解氧,在污水的好氧处理中,微生物以好氧菌为主,为了维持好氧群体,需要向曝气池中补充氧气。如果溶解氧不足,好氧微生物的活性由于得不到足够的氧,正常的生长规律将遭到影响,甚至被破坏。正常的反应过程将受到影响,污水中的有机物的氧化不能彻底进行,出水BOD浓度将升高,处理效果下降。如若环境严重缺氧,厌氧菌将大量繁殖,好氧微生物受到抑制而大量死亡,导致厌氧微生物生长占优势。这种情况下,曝气池中的活性污泥恶化变质,发黑发臭,出水水质显著下降。污水厂曝气池中溶解氧应该保持在2—4mg/l。氧供应过多时,不仅浪费能量,而且也会因代谢活动增强,营养物质供应不上而使微生物缺乏营养,使污泥老化,结构松散。故在运转过程中我们应该经常测定溶解氧,使曝气池中的溶解氧控制在一个合理的水平上,以保证好氧微生物的正常生长,取得较好的处理效果。
2、计算准则层各要素权重
先解出判断矩阵的最大征值,判断矩阵A通过一致性检验。即可得准则层中相应要素相对重要性的排序权值。
3、计算方案层具体处理废纸造纸废水回用技术措施的权重
方案层各具体评价要素权重分别乘以所属准则层要素的权重,即得到各自对目标层的组合权重。上述过程通过运用层次分析法,实现了定性与定量的结合,较为精确地确定了处理废纸造纸废水回用技术的权重。
(一)、筛选浓缩废水的重新使用
筛选浓缩废水的重新使用主要是指将筛出的纤维固形物等废渣进行压榨使其脱水后再排放,以减少废水的排放量。在进行压榨废水的过程中可以适当的加入一些药剂,以降低浓缩水中污染物的含量,提高废水的利用率。经检测可知。若是按照筛选浓缩废水的方法,COD以及SS的负荷量均会降低至10-12千克每吨。
(二)、废水处理后的再次使用
指的是将产生出来的废水经过澄清池的初步过滤后再进一步的生化处理将其中的非溶解性物质清除掉,经处理后的废水大部分还是可以再循环利用的,比如说可以当作碎浆机、纸机网布等机械的程序用水,这样就充分利用了造纸后的废水,减少了废水的排放。
(三)、活性污泥吸附法
利用活性污泥吸附法是属于生化处理技术的一种方式,主要是利用活性污泥的大面积量和强大的吸附能力去除水体表面的COD和BOD,在吸附之前可以充分的搅动废水和活性污泥,让它们更好的融合,从而吸附废水中的有机物质,进而初步进化废水。
当然,对于废纸造纸废水回用技术肯定不止这三种,还有白水的循环利用、水力循环澄清池等。白水循环利用是为了有效的提高白水的利用率,减少白水当中的一些物质的流失。可以根据不同的工厂程序来制定不同的白水利用政策。水力循环澄清池则是一项比较常用的处理废纸造纸废水的措施,因为它操作比较简单,无需机械的搅拌,耗费比较少,能达到废水的循环利用效果。因此,得到众多工厂的追捧。
五、结束语
用层次分析法评价草浆造纸废水治理技术作为废水治理管理的核心工作之一。对废水治理的各个方面具有十分重要的作用。我们必须将用层次分析法融合到草浆造纸废水治理技术工作中。
参考文献:
[1]崔兆杰,宋薇,宋运涛,废纸再生造纸废水的综合治理模式与方法研究,煤炭科学研究总院杭州环境保护研究所,2011
[2]周旭红,废纸造纸废水处理回用技术实践,山东大学环境科学与工程学院,2011
[3]杜春成.基于用层次分析法的综合评价方法[J].长春工业大学学报(自然科学版),2010