申请日2007.01.12
公开(公告)日2009.08.12
IPC分类号C02F9/14; C02F1/56; C02F3/30
摘要
本发明公开了厌氧好氧颗粒污泥处理高浓度造纸法烟草薄片废水的方法。该方法包括混凝预处理、厌氧降解、好氧处理、脱色处理等步骤，其中厌氧降解是经混凝处理后的废水抽送进入厌氧复合反应器降解处理，厌氧复合反应器污泥浓度为30～40g/L，COD负荷为12～18kg COD/m3.d，温度为35～37℃;好氧处理是采用间歇好氧颗粒污泥法处理：进水1小时，微孔曝气管曝气为8～16小时，反应器中污泥浓度为7～12g/L，COD负荷1.2～1.5kg/(m3.d)。本发明在厌氧和好氧反应系统中分别实现污泥的颗粒化，不需要额外的沉淀池，减少反应器占地面积和剩余污泥的排放，最终处理出水达到国家一级排放标准。
权利要求书
1、厌氧好氧颗粒污泥处理高浓度造纸法烟草薄片废水的方法，其特征在 于包括如下步骤和工艺条件：
(1)混凝预处理：废水首先经转鼓筛截除污水中较小的漂浮物;用泵提 升进入造纸废水净化器，按废水体积计，在泵的吸入口投加150～200mg/L聚 合氯化铝，在净化器的反应区泵入聚丙稀酰胺，加入量为0.5～1mg/L，水力停 留时间为1.5～2小时;混凝预处理部分出水回用于造纸法烟草薄片工艺中备料 和蒸煮萃取阶段，其余的出水依次进入厌氧降解和好氧处理阶段;
(2)厌氧降解：经混凝预处理后的废水抽送进入厌氧复合反应器降解处 理，污泥浓度为30～40g/L，COD负荷为12～18kgCOD/m3.d，温度为35～37 ℃;
(3)好氧处理：采用间歇好氧颗粒污泥法处理：进水1小时，微孔曝气 管曝气为8～16小时，沉淀30分钟，排水20分钟;反应器中污泥浓度为7～12 g/L，COD负荷1.2～1.5kg/(m3.d);
(4)脱色处理：经好氧处理后的水抽送到脱色塔内，添加铁盐和聚丙稀 酰胺，进行脱色深度处理，按被处理的废水计，铁盐和聚丙稀酰胺加量分别 为800～1500mg/L和1～2mg/L。
2、根据权利要求1所述厌氧好氧颗粒污泥处理高浓度造纸法烟草薄片废 水的方法，其特征在于转鼓筛筛网为50目。
3、根据权利要求1所述厌氧好氧颗粒污泥处理高浓度造纸法烟草薄片废 水的方法，其特征在于所述厌氧复合反应器下部是高浓度颗粒污泥组成的污 泥床，上部是填料及其附着的生物膜组成的滤料层，填料上部设置水、气、 固体三相分离器。
4、根据权利要求1所述厌氧好氧颗粒污泥处理高浓度造纸法烟草薄片废 水的方法，其特征在于经好氧处理后的出水部分回用于造纸法烟草薄片工艺 中洗涤打浆系统，其余的出水进入脱色塔进行脱色处理。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于经脱色后的出水部分回用于 造纸法烟草薄片的抄造薄片工段。
说明书
厌氧好氧颗粒污泥处理高浓度造纸法烟草薄片废水的方法
技术领域
本发明涉及造纸废水处理，具体涉及一种采用厌氧好氧颗粒污泥组合工 艺处理造纸法烟草薄片废水方法，属于水处理技术领域。
背景技术
造纸法烟草薄片生产是利用烟叶复烤及卷烟生产过程中产生的废弃的 烟梗、碎烟片及烟末等“废弃物”为主要原料，配以少量的“骨架”纤维 原料，经抽提、磨解、成型及回填等工序处理，制得烟草薄片，对于降低卷 烟成本、节省原材料消耗、资源再利用等诸多优点，减少烟草行业原料消耗， 降低生产成本乃至提高产品的产量及品质，都具有重要的意义。
烟梗和碎烟叶中均含有较高的热水抽提物，因此废水中溶解性有机物含 量非常高，烟梗中含有较高的氯化物和一定的烟碱，因此废水中碱度，总氮 含量较高，烟梗和碎烟叶中木素含量较高，纤维素含量较高，烟梗和碎烟叶 中有较高的灰分含量，所以在废水中悬浮物含量很高，在废水处理中必须进 行有效的去除是十分必要的。造纸法烟草废水水质随烟叶种类不同而波动较 大，CODcr和BOD5浓度高，富含以多糖为主的糖类和焦油、尼古丁、酚类 和苯环类物质，可生化性较好，色度较深(呈红棕色)而SS较高、氧化还 原电位较高，废水易腐化变质等特点。
国内在造纸法再造烟叶生产废水虽然建设了相应的废水处理工程，这些 废水处理工程都存在一定的问题，如中国发明专利CN1033359采用的是生产 废水尽量先回用生产，少量经简单物化处理或稀释后排放，未处理或处理不 完全的生产废水回用于生产将极大影响产品的质量，经简单物化处理或稀释 后排放也将对环境造成极大的危害。
中国发明专利CN1683261则采用废水先经混凝处理、气浮法除去其中固 体悬浮物，然后送入曝气池通过好氧微生物处理去除大部分COD物质。这 种方法适用于进水COD浓度不大于3000mg/L的烟草薄片生产废水，当进水 COD浓度大于3000mg/L时，采用这种方法废水处理不能达标排放。
目前虽然随着造纸法再造烟叶生产工艺的不断改进，单位产品用水量和 排水量在不断减小，但生产所排入的废水浓度却在不断增加，废水CODCr、 BOD5和色度分别高达5000～12000mg/L、2000～5000mg/L和1500～5000CU。 高浓度、高色度造纸法烟草薄片生产废水大大增加了废水的处理难度，而造 纸法再造烟叶生产废水排放标准却是在不断提高，目前的排放标准为：SS≤ 100mg/L、CODCR≤100mg/L、BOD5≤50mg/L，色度小于50倍。如果仍然采 用简单的物化混凝和好氧生化技术，废水处理不能达标排放。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可处理高浓度、高色 度造纸法烟草薄片生产废水的处理方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
厌氧好氧颗粒污泥处理高浓度造纸法烟草薄片废水的方法，包括如下步 骤和工艺条件：
(1)混凝预处理：废水首先经转鼓筛截除污水中较小的漂浮物;回收有 用的浆料，转鼓筛筛网为50目。然后自流进入调节池作水质、水量的均衡调 节，用泵提升进入造纸废水HWP高效混凝净化器(中国发明专利，专利号 ZL97114281.5和专利号ZL97245878.6)，按废水体积计，在泵的吸入口投加 150～200mg/L聚合氯化铝，在净化器的反应区泵入聚丙稀酰胺(PAM)，加 入量为0.5～1mg/L，水力停留时间为1.5～2小时;混凝预处理部分出水回用于 造纸法烟草薄片工艺中备料和蒸煮萃取阶段，其余的出水进入厌氧、好氧生 化处理阶段。
(2)厌氧降解：经混凝处理后的废水抽送进入厌氧复合反应器降解处理， 反应器的下面是高浓度颗粒污泥组成的污泥床，其混合液悬浮固体浓度 (MLSS)达30～40g/L，上部是填料及其附着的生物膜组成的滤料层。由于填 料的存在，夹带污泥的气泡在上升过程中与之发生碰撞，加速了污泥与气泡 的分离，从而降低了污泥的流失。填料上部设置水、气、固体三相分离器， 由于填料和三相分离器二者的联合作用，使得厌氧复合反应器的体积可以最 大限度的利用，积累微生物的能力大为增强，反应器的有机负荷率更高，因 而具有启动速度快，处理效率高，运行稳定等特点。厌氧池COD负荷为 12～18kg COD/m3.d，污泥浓度为30～40g/L，温度为35～37℃。
(3)好氧处理：废水然后进入好氧反应池，使废水中的溶解性的有机物 得到进一步的处理，好氧工艺采用间歇好氧颗粒污泥法，好氧池运行条件为： 进水1小时，曝气：8～16小时，沉淀30分钟，排水20分钟，曝气方式为微 孔曝气管。反应器中污泥浓度为7～12g/L，COD负荷1.2～1.5kg/(m3.d)。好氧 出水部分回用于洗涤打浆系统，其余的出水进入脱色塔进行脱色处理。反应 器中较短的沉淀时间和较大的水流剪切作用有助于形成好氧颗粒污泥，按时 间序列依次完成进水、反应(曝气)、静沉、排水工序，不需要二次沉淀池， 从而减少占地、降低造价;其运行方式可使有机物浓度梯度最大化，大大提 高了生化反应推动力，时间上具有理想的推流式反应器的特性，因而出水水 质好，生物降解效率高;沉淀时为完全静态沉淀，无进出水流的干扰，泥水 分高效果好;池子进水端设有生物选择区，池内缺氧和好氧状态交替存在， 既充分发挥了兼氧菌与好氧菌各自的降解作用、提高了溶解氧的利用率，又 能通过生物选择，有效抑制丝状菌的繁殖，克服普通活性污泥法难以解决的 污泥膨胀问题;回流污泥量较少，减少了提升回流污泥的用电量。该工艺还 具有工艺简单，不会产生水流短路，耐冲击负荷，运行费用低。
(4)脱色处理：经好氧处理后的水抽送到脱色塔内，脱色深度处理添加 铁盐(PFS)和PAM分别为800～1500mg/L和1～2mg/L。脱色后出水部分回 用于造纸法烟草薄片工艺中的抄造薄片工段。处理后出水的各项指标均达到 了国家环保一级排放标准的要求。
本发明与现有方法相比，具有如下优点：
(1)本发明通过厌氧好氧生化处理工艺与混凝预处理及脱色物化处理 的有机组合，以生化处理工艺为主，尤其是在厌氧和好氧反应系统中分别实 现污泥的颗粒化，由于颗粒污泥拥有高容积负荷，而且沉淀性能良好，不需 要额外的沉淀池，因而减少反应器占地面积，具有运行费用低和污泥量少的 特点。
(2)根据烟草薄片生产各阶段所要求回用水质的不同，使处理后的水 实行各处理段分质回用，减少了生产用水及废水的处理量，最终处理出水真 正达到排放。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明，但本发明要求保护的范围并 不局限于实施例表述的范围。
实施例1：
以本发明技术方案处理造纸法烟草薄片废水，进水水质指标如下，废水 首先经转鼓筛截除污水中较小的漂浮物及悬浮物，回收有用的浆料，转鼓筛 筛网为50目。然后自流进入调节池作水质、水量的均衡调节，用泵提升进入 造纸废水HWP型高效混凝净化器，在泵的吸入口投加聚铝，在净化器的反应 区用药剂泵泵入聚丙稀酰胺，通过絮凝、吸附作用去除废水中非溶解性有机 物如悬浮物质、胶体物质，以待处理的废水体积计，絮凝处理聚铝和聚丙稀 酰胺(PAM)添加量分别为200mg/L和1mg/L，停留时间为2小时。混凝预 处理30%出水回用于造纸法烟草薄片工艺中备料和蒸煮萃取阶段，其余的出 水进入厌氧、好氧生化处理阶段。
经混凝处理后的废水抽送进入华南理工大学造纸工程中心制备的厌氧 复合反应器，反应器的下面是高浓度颗粒污泥组成的污泥床，其混合液悬浮 固体浓度(MLSS)可达38g/L，上部是填料及其附着的生物膜组成的滤料层。 填料上部设置水、气、固体三相分离器。厌氧池CODCr负荷17kgCOD/m3.d， 温度35～37℃。
废水然后进入好氧反应池，好氧工艺采用序批式间歇好氧颗粒处理工艺， 按时间序列依次完成进水、反应(曝气)、静沉、排水工序，不需要二次沉淀 池，池子进水端设有生物选择区。
好氧池运行条件为：进水1小时，曝气：16小时，沉淀30分钟，排水 20分钟，曝气方式为微孔曝气管。反应器中污泥浓度为12g/L，COD负荷 1.5kg/(m3.d)时。好氧处理后的出水40%回用于造纸法烟草薄片工艺中的洗 涤打浆系统，其余的出水进入脱色塔进行脱色处理。
经好氧处理后的水抽送到华南理工大学造纸工程中心制备的脱色塔内， 脱色深度处理添加铁盐(PFS)和PAM分别为1400mg/L和2mg/L。脱色后 20%出水回用于造纸法烟草薄片工艺中的抄造薄片工段。处理后出水的各项 指标如下表1。
由表1可知，采用本处理工艺对高浓度的烟草薄片废水有较好的处理效 果，其最终色度、COD和BOD的分别达到64C.U.或55倍、85mg/L和 45mg/L，均达到了国家环保一级排放标准的要求。
