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近年来，造纸工业作为国家工业基础原材料行业的重要组成部分实现了快速发展。但环境污染严重是制约其发展的难题。造纸废水因为有机污染物种类复杂、悬浮物含量高、化学需氧量高、可生化性差等特点，成为工业水处理领域的重点与难点。随着造纸行业水污染物排放标准日益严格，造纸废水深度处理迫在眉睫。基于硫酸根自由基的过硫酸盐新型高级氧化技术因为降解效率好且稳定、药剂成本低、易于贮存运输、操作简单、处理时间短等优点，具备良好的工业化应用前景。
本文以造纸厂生化出水为研究对象，研究亚铁盐活化过硫酸盐高级氧化技术中各项因素对CODCr去除效果的影响，并完成该技术的工程应用方案设计与调试运行工作。同时结合该处理系统人工控制过程中出现的问题，通过模糊BP神经网络的分析，完成对该处理过程智能加药系统的设计。主要工作内容与结论如下：
(1)以某造纸厂生化出水为对象，采用亚铁盐活化过硫酸钠产生的硫酸根自由基实现对水中有机污染物的氧化降解。在室温下考察了初始pH、亚铁盐投加量、过硫酸钠投加量、聚合氯化铝(PolyAluminumChloride，简称PAC)投加量等各项因素对CODCr降解率影响。实验表明，硫酸根自由在酸性至中性条件下皆可实现CODCr的有效降解；亚铁离子最佳投加量为0.6g/L；考虑到降解效果和用药成本，过硫酸钠最佳投加量浓度为0.3g/L；投加适量的絮凝剂PAC有助于离子沉淀，最佳PAC投加量为0.12g/L。
(2)完成3600m3/d过硫酸盐高级氧化技术深度处理造纸废水生化出水的工程应用方案设计。调试运行后，出水CODCr、NH3-N、TN、TP等各项水质指标长期稳定达标，满足《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB 3544—2008)中水污染排放限值的要求。本段工艺费用成本为1.30元/t，药剂成本为0.96元/t，所占比例为73.72%。
(3)为满足排放水安全标准的更高要求，完成200m3/d的过硫酸盐高级氧化+双膜法组合工艺深度处理造纸生化出水中试规模的工程试验研究。运行结果表明，中试系统处理出水CODCr、NH3-N、TP水质指标优于GB3838-2002的IV类标准；TN、SS优于GB3544-2008的表2新建企业水污染物排放限值要求；各项水质指标皆优于GB/T19923-2005中敞开式循环冷却水系统补充水标准的要求，可直接回用。本段工艺运行费用为4.39元/t，电费为2.76元/t，占比62.87%。
(4)为解决人工控制投药过程中稳定性差，操作失误频发，加药量难以控制，避免药剂浪费，节约成本。利用实验室小试及工程现场采集的进水流量、进水CODCr、亚铁盐投加量、过硫酸钠投加量、PAC投加量、出水CODCr等各项数据。在Windows10工作环境下，使用Matlab2016a建立基于BP神经网络出水CODCr预测模型及模糊神经网络控制器及Simulink仿真模型，实现对该加药过程的智能化控制。结果表明，BP神经网络预测模型出水CODCr预测值与测量真实值之间相关性为0.9809，预测效果较好。
本文以造纸厂生化出水为研究对象，研究亚铁盐活化过硫酸盐高级氧化技术中各项因素对CODCr去除效果的影响，并完成该技术的工程应用方案设计与调试运行工作。同时结合该处理系统人工控制过程中出现的问题，通过模糊BP神经网络的分析，完成对该处理过程智能加药系统的设计。主要工作内容与结论如下：
(1)以某造纸厂生化出水为对象，采用亚铁盐活化过硫酸钠产生的硫酸根自由基实现对水中有机污染物的氧化降解。在室温下考察了初始pH、亚铁盐投加量、过硫酸钠投加量、聚合氯化铝(PolyAluminumChloride，简称PAC)投加量等各项因素对CODCr降解率影响。实验表明，硫酸根自由在酸性至中性条件下皆可实现CODCr的有效降解；亚铁离子最佳投加量为0.6g/L；考虑到降解效果和用药成本，过硫酸钠最佳投加量浓度为0.3g/L；投加适量的絮凝剂PAC有助于离子沉淀，最佳PAC投加量为0.12g/L。
(2)完成3600m3/d过硫酸盐高级氧化技术深度处理造纸废水生化出水的工程应用方案设计。调试运行后，出水CODCr、NH3-N、TN、TP等各项水质指标长期稳定达标，满足《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB 3544—2008)中水污染排放限值的要求。本段工艺费用成本为1.30元/t，药剂成本为0.96元/t，所占比例为73.72%。
(3)为满足排放水安全标准的更高要求，完成200m3/d的过硫酸盐高级氧化+双膜法组合工艺深度处理造纸生化出水中试规模的工程试验研究。运行结果表明，中试系统处理出水CODCr、NH3-N、TP水质指标优于GB3838-2002的IV类标准；TN、SS优于GB3544-2008的表2新建企业水污染物排放限值要求；各项水质指标皆优于GB/T19923-2005中敞开式循环冷却水系统补充水标准的要求，可直接回用。本段工艺运行费用为4.39元/t，电费为2.76元/t，占比62.87%。
(4)为解决人工控制投药过程中稳定性差，操作失误频发，加药量难以控制，避免药剂浪费，节约成本。利用实验室小试及工程现场采集的进水流量、进水CODCr、亚铁盐投加量、过硫酸钠投加量、PAC投加量、出水CODCr等各项数据。在Windows10工作环境下，使用Matlab2016a建立基于BP神经网络出水CODCr预测模型及模糊神经网络控制器及Simulink仿真模型，实现对该加药过程的智能化控制。结果表明，BP神经网络预测模型出水CODCr预测值与测量真实值之间相关性为0.9809，预测效果较好。