申请日2011.07.06
公开(公告)日2011.11.30
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种造纸废水高标准排放的组合处理方法，解决了造纸废水难处理的问题。技术方案包括以下步骤：将造纸废水除渣后物化处理，泥水分离后提升至PAFR反应器进行水解酸化反应，水解酸化后出水自流入改良型氧化沟系统，氧化沟出水泥水分离后提升至高级氧化系统，加药混凝反应后自流入终沉池，上清液达标排放。该方法能使造纸废水经处理后出水CODCr≤70mg/L，基本达到较高的工业废水处理控制标准。
权利要求书
1.一种造纸废水的处理方法，其特征在于，所述的处理方法包括如下步骤：
(1)造纸废水经预处理后进行物化处理，并经初沉池泥水分离后自流至调节池;
(2)调节池废水提升至脉冲厌氧流化床反应器进行水解酸化反应，水解酸化后出水自流进入改良型氧化沟系统，改良型氧化沟出水进入二沉池泥水分离，出水自流至集水池;其中，所述的改良型氧化沟系统采用“ABR反应器+卡鲁塞尔氧化沟”的组合;
(3)集水池废水经提升后进行高级氧化处理，经终沉池泥水分离后上清液即可排放。
2.根据权利要求1所述的造纸废水的处理方法，其特征在于，所述的废水预处理中，包括对废水水质、水量、pH值和温度进行调节，并去除废水中的悬浮物。
3.根据权利要求1所述的造纸废水的处理方法，其特征在于，所述的脉冲厌氧流化床反应器停留时间为12~25h，改良型氧化沟系统停留时间为12~22h。
4.根据权利要求3所述的造纸废水的处理方法，其特征在于，所述的脉冲厌氧流化床反应器停留时间为18h，AB段停留时间为4.2h，改良型氧化沟停留时间为18h。
5.根据权利要求1所述的造纸废水的处理方法，其特征在于，所述的高级氧化处理包括调整废水pH值、投加Fenton试剂、投加碱液、投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求5所述的造纸废水的处理方法，其特征在于，所述的高级氧化处理中调整废水pH值为4.0~7.0。
7.根据权利要求6所述的造纸废水的处理方法，其特征在于，所述的高级氧化处理中调整废水pH值为5.0。
8.根据权利要求5所述的造纸废水的处理方法，其特征在于，所述的高级氧化处理中投加Fenton试剂是指按H2O2与CODCr重量比为1.25~3.00:1投加H2O2，进而按H2O2/Fe2+ 摩尔比为1:4.5~15.5投加Fe2+溶液。
9.根据权利要求8所述的造纸废水的处理方法，其特征在于，所述的高级氧化处理中投加的H2O2与CODCr的重量比为2.00:1，H2O2/Fe2+ 摩尔比为1:6.5。
10.根据权利要求5所述的造纸废水的处理方法，其特征在于，所述的高级氧化处理的氧化反应时间为2~8min。
11.根据权利要求10所述的造纸废水的处理方法，其特征在于，所述的高级氧化处理的氧化反应时间为4min。
说明书
造纸废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种工业废水高标准排放的处理方法，特别涉及一种造纸废水高标准排放的处理方法。
背景技术
造纸废水特别是制浆造纸生产废水主要来自原料木片(或麦草等)的浸洗加工、化机浆中段水、箱板纸生产过程。废水的特点是水量大，SS、CODCr均较高，废水B/C较低，可生化性较差，属于较难处理的工业废水之一。废水的污染物成分复杂，含有大量分子结构较稳定的大分子污染物，如木质素、纤维素、半纤维素以及少量松香等难降解污染物，并含有部分其它的有机杂质、土壤颗粒等无机物和氯化物等少量有毒物质。木质素及其衍生物、纤维素、半纤维素等是形成CODCr及BOD的主要成分;细碎木片、细小纤维、土壤颗粒等主要形成固体悬浮物(SS)。
目前，国内外主要采用传统的“物化+生化”处理工艺对造纸废水进行处理，但其出水难以满足日益严格的排放标准。因此，提供一种造纸废水高标准排放的处理方法，以克服现有技术的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低、效率高、能够对造纸废水有效治理的处理方法。
本发明的目的可以通过以下技术措施实现：
一种造纸废水的处理方法，所述的处理方法包括如下步骤：
(1)造纸废水经预处理后进行物化处理，并经初沉池泥水分离后自流至调节池;
(2)调节池废水提升至脉冲厌氧流化床反应器进行水解酸化反应，水解酸化后出水自流进入改良型氧化沟系统，改良型氧化沟出水进入二沉池泥水分离，出水自流至集水池;其中，所述的改良型氧化沟系统采用“ABR反应器+卡鲁塞尔氧化沟”的组合;
(3)集水池废水经提升后进行高级氧化处理，经终沉池泥水分离后上清液即可排放。
所述的脉冲厌氧流化床反应器可以设有防堵塞布水系统。
改良型氧化沟系统采用“ABR反应器+卡鲁塞尔氧化沟”的组合，该系统以卡鲁塞尔氧化沟为主，辅以ABR反应器，不仅出水水质优良，并且该系统具有卓越的稳定性能、简便的操作管理和极小的维护工作量，同时可以有效防止污泥膨胀现象。
卡鲁塞尔)氧化沟的基本原理源自于对普通氧化沟技术的创新性的发展。卡鲁塞尔氧化沟的形状就象一个田径场跑道，池中有若干道纵向分隔墙。混合液体通过绕竖直轴低速旋转(25 - 35 rpm)的表曝机而充氧。这样就充分保证了混合的均匀，并产生一个足够大的水平流速以及一定的紊流以保证在流动过程中污泥不至于沉降。当污水环绕氧化沟流动时，微生物(活性污泥)会降解有机物和含氮污物。在具备优良的工艺性能的同时，通过采用专用的水力模型和设计，还可实现OXYRATOR表曝机在充氧、推流和混合三方面能量的最优分配，从而使卡鲁塞尔氧化沟具备良好的水力特性。由于卡鲁塞尔氧化沟的进口区具有完全混合的水力流态，而且与进水相比，沟中渠道的断面流量非常大(为进水流量的20~50倍)，这样进水在很短时间内就可以与池内的大量的水完全混合，得到稀释，因而氧化沟具有很强的抗冲击负荷能力，保证了氧化沟运行处理的稳定性和可靠性。这对于制浆/造纸等工业废水的处理尤为重要，因为在工业废水的排放中经常会出现冲击负荷的现象。由于卡鲁塞尔氧化沟的这种特点，即便在进水负荷波动的情况下，它仍可保证稳定的出水水质。为达到最大程度的操作灵活性，最好能依据实际需氧量和负荷条件调节动力输入。而卡鲁塞尔氧化沟就可以通过调节曝气机的转速来调节总的充氧量。实际的溶解氧(DO)浓度通过设在曝气区下游的溶解氧探头测量。测得的结果被送至自控系统(PLC，PID 控制器等)，自控系统根据DO 浓度通过调整表曝机的转速而控制调节充氧能力。采用此种方式，实现了充氧能力与实际需氧量的匹配，从而节省了能源。在实际需氧量很低的情况下，可以通过将部分表曝机完全关闭以进一步降低动力输入，从而节约了能源。
卡鲁塞尔氧化沟是已被证明是一种非常有效的污水处理工艺，与其它污水处理系统相比，它有以下优点：(1)污染物去除效果好;(2)建设及运行费用低，由于采用具有特殊形状的倒伞形叶轮的表曝机OXYRATOR，其充氧动力效率(2.1~2.4kgO2/kWh)高于同类表曝机和其它表面曝气设备(如转碟或转刷)，从而降低了能耗，节省了运行费用;(3)由于OXYRATOR表曝机功率较大，单台设备充氧能力高，因而曝气过程主要由数目不多的几台设备完成。设备数量的减少，不仅降低了投资，而且操作管理简单方便与不便维护的鼓风曝气头相比，表曝机坚固耐用，运行稳定可靠;(4)结合变频调速装置的使用，自控系统还可通过调整表曝机的运行台数和转速来调节系统充氧量，使其与冬夏季以及昼夜的进水负荷波动相适应。在保证处理效果的同时，进一步降低了能耗。
防止污泥膨胀反应器) 可以有效地解决污泥膨胀的问题。在应用于工业废水处理时，卡鲁塞尔氧化沟可获得很好的处理效果和高质量的出水，在应用过程中也发现，与其它处理工艺一样，由于工业废水的某些特殊性，氧化沟可能会出现污泥膨胀现象。将卡鲁塞尔氧化沟与一些防止污泥膨胀的措施结合起来，在避免污泥膨胀的同时，依然保留卡鲁塞尔氧化沟原有的各种优点。
通过观察发现，对于工业污水，污泥膨胀问题是由丝状菌引起的，而这些丝状菌是依靠污水中的易生物降解成分生存的。采用适当设计的预曝气能够防止这种类型的污泥膨胀。ABR反应器的工作原理实际上很简单。其运行状态相当于一个完全混合的恒化反应器，其水力停留时间(HRT)为2-14小时。在ABR中，废水中容易降解的COD被转化为以胶体状态存在的可自由游动的细菌。而在这种特定条件和环境下，生长缓慢的丝状菌无法生存，其生长受到很大压制。反应器中的自由游动菌就成为了后续曝气池(如卡鲁塞尔氧化沟)活性污泥中存在的高等微生物(原生动物和后生动物)的食物。ABR反应器设计的关键点之一是水力停留时间(HRT)的确定。系统HRT 的设置应保证水中易降解的COD可被自由游动菌充分吸收和利用，从而其可保持持续的生长并不断随出水排出系统，同时丝状菌由于比生长速率较低，较短的HRT使其无法有充分时间进行繁殖。如果HRT 选择得当，丝状菌在竞争中将无法生存从而不会引起污泥膨胀。在实际运行中，作为ABR主要的功能，其对消除污泥膨胀现象的作用已经得到了充分的证明。
综上所述，对于含有大量易生物降解COD 成分和容易引起污泥膨胀的工业造纸废水的处理，采用ABR反应器+卡鲁塞尔的组合是一种非常好的方式。从一方面，ABR反应器的采用可有效防止污泥膨胀现象并为处理工艺带来诸多益处(如总容积和剩余污泥产量的减少，并有效地去除污水中的硫);从另一方面，卡鲁塞尔的很多优点都得以保留，并通过ABR的采用而得以加强。将ABR和卡鲁塞尔氧化沟的诸多优点加合起来，就形成了ABR-卡鲁塞尔工艺，两者的优点在该工艺中相得益彰，充分保证了良好的处理效果。
作为本发明造纸废水的处理方法的优选实施方式，所述的废水预处理中，包括对废水水质、水量、pH值和温度进行调节，并去除废水中的悬浮物。
作为本发明造纸废水的处理方法的优选实施方式，所述的脉冲厌氧流化床反应器停留时间为12~25h，改良型氧化沟系统停留时间为12~22h。
作为本发明造纸废水的处理方法的更优选实施方式，所述的脉冲厌氧流化床反应器停留时间为18h，AB段停留时间为4.2h，改良型氧化沟停留时间为18h。
作为本发明造纸废水的处理方法的优选实施方式，所述的高级氧化处理包括调整废水pH值、投加Fenton试剂、投加碱液、投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。
作为本发明造纸废水的处理方法的更优选实施方式，所述的高级氧化处理中调整废水pH值为4.0~7.0。作为本发明造纸废水的处理方法的最优选实施方式，所述的高级氧化处理中调整废水pH值为5.0。
作为本发明造纸废水的处理方法的更优选实施方式，所述的高级氧化处理中投加Fenton试剂是指按H2O2与CODCr重量比为1.25~3.00:1投加H2O2，进而按H2O2/Fe2+ 摩尔比为1:4.5~15.5投加Fe2+溶液。作为本发明造纸废水的处理方法的最优选实施方式，所述的高级氧化处理中投加的H2O2与CODCr的重量比为2.00:1，H2O2/Fe2+ 摩尔比为1:6.5。
作为本发明造纸废水的处理方法的优选实施方式，所述的高级氧化处理的氧化反应时间为2~8min。作为本发明造纸废水的处理方法的更优选实施方式，所述的高级氧化处理的氧化反应时间为4min。
与传统技术相比，通过本发明一种造纸废水高标准排放的组合处理方法解决了造纸废水难以达标的难题，造纸废水经所述高标准排放的组合处理方法处理后达到了较高的工业废水处理控制标准。而且，造纸废水经物化处理后即可进入生化系统进行生化处理，对反应温度、营养料等没有特定要求，同时不会产生副产物，不会对环境造成污染。本方法是一种成本低、效率高、能够对造纸废水有效治理的处理工艺。
