專利名稱：一種草漿造紙中段廢水的處理方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于處理草漿造紙中段廢水的方法，屬于污水處理技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
造紙廢水處理技術(shù)可分為物理法、化學法、物理化學法和生物法等。物理法包括機械過濾法、吸附法、絮凝沉淀法等方法。對于廢水中含有的大量細小纖維，最簡單的去除方法為過濾法。過濾通常采用細篩網(wǎng)或微濾機，但由于負荷較大，可能會造成堵塞，因此，應考慮清污操作。由于過濾不能去除油墨、溶解性物質(zhì)以及過于細小的懸浮物，所以只能作為預處理手段。根據(jù)吸附劑的材質(zhì)不同，吸附法可以分為黏土吸附法、粉煤灰吸附法、活性炭吸附法和水解吸附法。吸附法主要用于廢水的深度處理，去除廢水中溶解態(tài)的有機物。吸附法的不足在于(一)處理廢水對進水水質(zhì)的要求較高，當進水中懸浮物質(zhì)含量較高時，容易造成微孔的堵塞、影響處理效果；(二)吸附劑吸附飽和后需再生，增加了處理操作的難度?；炷恋矸ㄊ翘幚碓旒垙U水常用的方法，主要去除造紙廢水中呈膠體和懸浮狀態(tài)的物質(zhì)，但其對溶解性物質(zhì)的去除效果不佳?；瘜W處理技術(shù)是指利用化學反應的作用使水中污染物的形態(tài)發(fā)生變化從而去除廢水中的溶解性物質(zhì)或膠體物質(zhì)。常見的有中和、沉淀、氧化還原、催化氧化、光催化氧化、 鐵炭內(nèi)電解、電解絮凝等方法?；瘜W處理技術(shù)去除污染物的效果較好，但其缺點是需要填加大量的化學藥劑，使處理成本極大增加。廢水的生物處理技術(shù)主要是利用微生物的新陳代謝功能，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物降解并轉(zhuǎn)化為無害穩(wěn)定的物質(zhì)，從而使廢水得以凈化。生物處理技術(shù)是目前常用的廢水處理技術(shù)，其去除廢水中有機物的能力主要包括活性污泥絮體對顆粒或者膠體污染物的吸附去除、微生物對溶解性有機污染物的降解作用等。生物處理技術(shù)具有處理效率高、成本相對較低等優(yōu)點，但其對水質(zhì)變化的適應性差，且當水中含有有毒有害物質(zhì)時，由于這些物質(zhì)對微生物的毒害作用，會導致生物處理作用難以正常發(fā)揮。從目前造紙廢水處理工藝分析，僅用一種技術(shù)很難對造紙廢水進行完全處理，經(jīng)常是幾種方法結(jié)合使用。目前常用的造紙廢水物化+生化聯(lián)合處理工藝有混凝沉淀一 ABR—活性污泥法、厭氧-好氧序批式反應器一混凝沉淀法、ABR—生物接觸氧化一混凝組合工藝等。如中國專利文獻CN101665305公開的《復合式UASB+A/0工藝處理草漿造紙廢水的方法》、CN1203231C公開的《草漿造紙污水處理的方法》和CN101698556A公開的《一種麥草漿造紙中段廢水處理方法及處理設備》等。草漿造紙企業(yè)排放的廢水中含有木質(zhì)素、纖維素和半纖維素等難降解有機污染物、廢水的可生化性較差，其處理難度較木漿造紙廢水的難度大，上述專利文獻也只是削減了各污染物的排放量，而難以保證廢水的穩(wěn)定達標排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有草漿造紙中段廢水處理技術(shù)存在的黑液提取不徹底、難以達標排放的不足，提供一種對廢水水質(zhì)及水量變化具有較強適應性、對污染物處理效果穩(wěn)定、能保證廢水達標排放的草漿造紙中段廢水的處理方法。本發(fā)明的草漿造紙中段廢水的處理方法，采用鐵炭內(nèi)電解預處理、UASB厭氧處理、 高效活性污泥好氧處理和曝氣生物濾池深度處理的組合工藝，具體過程如下所述
將草漿造紙廢水用稀硫酸調(diào)節(jié)至pH值5 6的微酸性，然后進入鐵炭內(nèi)電解反應器進行鐵炭內(nèi)電解處理，鐵炭內(nèi)電解反應器內(nèi)填加廢鐵屑、下部設曝氣裝置來提高處理效率，污水在鐵炭內(nèi)電解反應器中停留4小時-5小時，在鐵炭內(nèi)電解反應器中，廢水中的懸浮性物質(zhì)及部分COD被去除，COD的去除率達到5(T55%、SS的去除率達到58%飛0%、色度去除率達到40% 42%，B0D/C0D比值提高至0. 3 0. 35，廢水的可生化性得到很大提高；
將由鐵炭內(nèi)電解反應器的出水通過NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至10，使溶解到廢水中的!^3+ 絮凝形成狗(OH) 3絮體，然后在沉淀池中沉淀60分鐘，將形成的！^ (OH) 3絮體從水中分離出去，通過絮凝沉淀作用進一步去除一部分膠體和懸浮狀物質(zhì)；沉淀后的出水采用稀硫酸將 PH調(diào)至7，然后進入UASB反應器進行厭氧處理，廢水在UASB反應器中的停留時間為12小時，經(jīng)UASB厭氧處理后COD的去除率達到74 79%、SS的去除率達到75°/Γ78%、色度去除率達到47% 52%，B0D/C0D比值提高至0. 45、. 55 ；UASB反應器的出水進入高效活性污泥反應池，進行有機物的生物降解反應，高效活性污泥反應池的污泥齡控制在30天，溶解氧控制在2 mg/l-;3mg/l，污水在高效活性污泥反應池中的停留時間為6小時，經(jīng)高效活性污泥處理后，COD的累積去除率達到85、9%、SS的累積去除率達到809Γ83%、色度的累積去除率達到569Γ60% ；高效活性污泥反應池的出水同部分曝氣生物濾池處理后的回流出水混合后進入曝氣生物濾池進行深度處理，回流比(曝氣池中回流出水的流量與進水流量的比值)控制在3 1-2 1，曝氣生物濾池內(nèi)填充黏土生物陶粒濾料，填料粒徑為4 mm-8mm,曝氣生物濾池的氣水比為1 :2，濾速控制為4-5m/小時，曝氣生物濾池兼有生化降解和高效截流作用，將高效活性污泥法處理過程中殘余的有機及無機污染物進一步去除，保障造紙廢水的達標排放，經(jīng)曝氣生物濾池處理后，COD的累積去除率達到93 94%、SS的累積去除率達到96% 98%、 色度的累積去除率達到95% 97%。上述方法所采用的鐵炭內(nèi)電解反應器、UASB反應器、高效活性污泥反應池和曝氣生物濾池都是現(xiàn)有技術(shù)，其結(jié)構(gòu)都是污水處理領域一般技術(shù)人員公知的。本發(fā)明集合了草漿造紙中段廢水的預處理、二級處理與深度處理工藝，可以實現(xiàn)草漿造紙中段廢水的達標排放，同時各工段之間具有良好的互補性，在其中任意工段發(fā)生故障的條件下，其它工段也可以保證最終處理出水的達標，系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性。經(jīng)本發(fā)明的組合工藝處理后，廢水的COD的累積去除率可達93、4%、SS的累積去除率可達 96% 98%、色度的累積去除率可達95% 97%，出水的COD為83 90mg/L、SS為^ 30mg/L、色度為20 30倍。


附圖是本發(fā)明草漿造紙中段廢水處理方法的流程示意圖。
具體實施例方式附圖給出了本發(fā)明草漿造紙中段廢水處理方法的運行流程，本發(fā)明采用鐵炭內(nèi)電解預處理+UASB厭氧處理+高效活性污泥好氧處理+曝氣生物濾池深度處理的組合工藝， 具體過程如下所述
一.鐵炭內(nèi)電解預處理
1.使草漿造紙廢水進入一個PH值調(diào)節(jié)池，用稀硫酸調(diào)至微酸性(pH值為5 6)后通過水泵進入鐵炭內(nèi)電解反應器，在鐵炭內(nèi)電解反應器中停留4小時-5小時，在鐵炭內(nèi)電解反應器中廢水中的懸浮性物質(zhì)及部分COD被去除，同時廢水的可生化性得到提高。鐵炭內(nèi)電解反應器內(nèi)填加廢鐵屑，利用鐵屑中鐵和碳組分構(gòu)成微觀或宏觀層面上的原電池，以加入的調(diào)至微酸性的污水為電解質(zhì)溶液，基于電化學氧化還原反應的原理，通過鐵屑及其離解產(chǎn)生的鐵離子對污染物質(zhì)的電附集、混凝、吸附、過濾等綜合作用來處理廢水，在鐵炭內(nèi)電解反應器下部設曝氣裝置、通過鼓風機曝氣來提高處理效率，同時對填料床起到?jīng)_刷的作用。經(jīng)鐵炭內(nèi)電解處理后COD的去除率可達5(T55%、SS的去除率可達58%飛0%、色度去除率可達40% 42%，B0D/C0D比值可以由原水的0. 15 0. 2提高至0. 3 0. ；35，廢水的可生化性得到很大提高。2.鐵炭內(nèi)電解反應器的出水進入第二個pH值調(diào)節(jié)池，向該pH值調(diào)節(jié)池中投加 NaOH溶液，將廢水pH值調(diào)至10，使溶解到廢水中的!^3+形成！^ (OH) 3絮體，然后廢水通過水泵進入沉淀池，在沉淀池中沉淀60分鐘將絮體分離，同時去除一部分膠體和懸浮狀物質(zhì)。3.沉淀池的出水進入第三個pH值調(diào)節(jié)池，在該調(diào)節(jié)池通過投加稀硫酸將pH調(diào)至 7，然后進入UASB反應器進行厭氧處理，使造紙廢水中的部分COD被去除、同時提高廢水的可生化性。鐵炭內(nèi)電解預處理可以降低有毒有害物質(zhì)的含量、提高廢水的可生化性，保障后續(xù)處理工藝功能的正常發(fā)揮。二. UASB厭氧處理
UASB厭氧處理過程在UASB反應器內(nèi)發(fā)生，UASB反應器的水力停留時間為10小時。 UASB反應器主要包括污泥床區(qū)、污泥懸浮區(qū)、三相分離器三個部分。UASB在運行過程中，廢水以0. 5 1米/小時的上升流速自反應器的底部依次流經(jīng)污泥床、懸浮污泥區(qū)至三相分離器。UASB的水力流態(tài)呈推流式，進水與污泥床及懸浮污泥中的微生物充分混合接觸并進行厭氧分解。UASB厭氧處理在本發(fā)明的組合工藝中起到對廢水水質(zhì)進行調(diào)理、使大分子有機物在厭氧的條件下被降解為小分子物質(zhì)的作用，提高廢水的可生化性，使其可被后續(xù)的好氧生物處理過程所降解。經(jīng)UASB厭氧處理后COD的去除率可達74 79%、SS的去除率可達75% 78%、色度去除率可達47% 52%，B0D/C0D比值可以提高至0. 45 0. 55。UASB反應器的出水進入高效活性污泥反應池，在此進行有機物的生物降解反應， 進一步去除廢水中的污染物質(zhì)。三.高效活性污泥好氧處理
高效活性污泥法通過在普通曝氣池中延長污泥齡、增加污泥停留時間來提高活性污泥混合液的濃度，降低污泥負荷，起到對有機物高效去除、降低池容的作用。在該處理工段，草漿造紙中段廢水中所含有的大部分有機物得以去除。高效活性污泥反應系統(tǒng)的污泥齡控制在30天，溶解氧控制在2lmg/l，污水在池中的停留時間為6小時，經(jīng)高效活性污泥處理后，COD的累積去除率可達85、9%、SS的累積去除率可達809Γ83%、色度的累積去除率可達 56%飛0%。高效活性污泥反應池的出水進入曝氣生物濾池進行深度處理。
四.曝氣生物濾池深度處理
高效活性污泥反應池的出水同部分曝氣生物濾池處理后的由儲水池循環(huán)出來的回流水混合后進入曝氣生物濾池進行處理，回流比(儲水池出來的回流水的流量與由高效活性污泥反應池進入曝氣生物濾池的進水流量的比值)控制在3:廣2:1，以調(diào)節(jié)曝氣生物濾池的進水有機物濃度。曝氣生物濾池分為底部配水層、中間過濾層和上部出水層。底部配水層設計有長柄濾頭布氣、布水，配水層上部鋪設卵石作為濾料承托層，中間過濾層填充黏土生物陶粒濾料，填料粒徑為4、毫米，距濾料層頂部0. 3、. 5米高處設出水管以排除處理后的清水。清水進入儲水池，儲水池與高效活性污泥反應池的出水進入曝氣生物濾池的進水管之間連接有回流管。儲水池的底部與曝氣生物濾池的底部之間設有反沖洗管，以對曝氣生物濾池的底部進行沖洗。處理草漿造紙中段廢水時，曝氣生物濾池的氣水比為1 :2，濾池濾速控制為Γ5πιΛ。曝氣生物濾池兼有生化降解和高效截流作用，起到對草漿造紙廢水的深度處理的作用，可以將高效活性污泥法處理過程中殘余的有機及無機污染物進一步去除， 保障造紙廢水的達標排放。經(jīng)曝氣生物濾池處理后，COD的累積去除率可達93、4%、SS的累積去除率可達96% 98%、色度的累積去除率可達95% 97%。經(jīng)曝氣生物濾池深度處理后的廢水COD為8(T90mg/L、SS為25 30mg/L、色度為20 30倍，可以實現(xiàn)達標排放。
權(quán)利要求
1. 一種草漿造紙中段廢水的處理方法，其特征是采用鐵炭內(nèi)電解預處理、UASB厭氧處理、高效活性污泥好氧處理和曝氣生物濾池深度處理的組合工藝，具體過程如下所述將草漿造紙廢水用稀硫酸調(diào)節(jié)至pH值5 6的微酸性，然后進入鐵炭內(nèi)電解反應器進行鐵炭內(nèi)電解處理，鐵炭內(nèi)電解反應器內(nèi)填加廢鐵屑、下部設曝氣裝置來提高處理效率，污水在鐵炭內(nèi)電解反應器中停留4小時 5小時，在鐵炭內(nèi)電解反應器中，廢水中的懸浮性物質(zhì)及部分COD被去除，COD的去除率達到5(T55%、SS的去除率達到58%飛0%、色度去除率達到409T42%，B0D/C0D比值提高至0. 3^0. 35，廢水的可生化性得到很大提高；將鐵炭內(nèi)電解反應器的出水通過NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至10，使溶解到廢水中的狗3+絮凝形成狗(OH) 3絮體，然后在沉淀池中沉淀60分鐘，將形成的!^e(OH)3絮體從水中分離出去，通過絮凝沉淀作用進一步去除一部分膠體和懸浮狀物質(zhì)；沉淀后的出水采用稀硫酸將PH調(diào)至7，然后進入 UASB反應器進行厭氧處理，廢水在UASB反應器中的停留時間為12小時，經(jīng)UASB厭氧處理后COD的去除率達到74 79%、SS的去除率達到75% 78%、色度去除率達到47% 52%，B0D/C0D 比值提高至0. 45、. 55 ；UASB反應器的出水進入高效活性污泥反應池，進行有機物的生物降解反應，高效活性污泥反應池的污泥齡控制在30天，溶解氧控制在2 mg/廣;3mg/l，污水在高效活性污泥反應池中的停留時間為6小時，經(jīng)高效活性污泥處理后，COD的累積去除率達到85 89%、SS的累積去除率達到80% 83%、色度的累積去除率達到56% 60% ；高效活性污泥反應池的出水同部分曝氣生物濾池處理后的回流出水混合后進入曝氣生物濾池進行深度處理，回流比控制在3:廣2:1，曝氣生物濾池內(nèi)填充黏土生物陶粒濾料，填料粒徑為4、 毫米，曝氣生物濾池的氣水比為1 :2，濾速控制為4飛米/小時，曝氣生物濾池兼有生化降解和高效截流作用，將高效活性污泥法處理過程中殘余的有機及無機污染物進一步去除， 保障造紙廢水的達標排放，經(jīng)曝氣生物濾池處理后，COD的累積去除率達到93、4%、SS的累積去除率達到96% 98%、色度的累積去除率達到95% 97%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種草漿造紙中段廢水的處理方法，采用鐵炭內(nèi)電解預處理、UASB厭氧處理、高效活性污泥好氧處理和曝氣生物濾池深度處理的組合工藝，將草漿造紙廢水用稀硫酸調(diào)節(jié)至微酸性后進入鐵炭內(nèi)電解反應器進行鐵炭內(nèi)電解處理，由鐵炭內(nèi)電解反應器的出水調(diào)節(jié)pH值至10，進行絮凝沉淀，然后進入UASB反應器進行厭氧處理，UASB反應器的出水進入高效活性污泥反應池，高效活性污泥反應池的出水同部分曝氣生物濾池處理后的回流出水混合后進入曝氣生物濾池進行深度處理。本發(fā)明集合了草漿造紙中段廢水的預處理、二級處理與深度處理工藝，可以實現(xiàn)草漿造紙中段廢水的達標排放，同時各工段之間具有良好的互補性，在其中任意工段發(fā)生故障的條件下，其它工段也可以保證最終處理出水的達標，具有良好的穩(wěn)定性。
文檔編號C02F1/461GK102225827SQ201110134658
公開日2011年10月26日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者劉長青, 張峰, 畢學軍, 程麗華 申請人:青島理工大學