申请日2008.08.29
公开(公告)日2009.02.25
IPC分类号C02F9/14; C02F103/28; C02F1/78; C02F1/52
摘要
本发明公开了一种废纸制浆造纸废水的深度处理方法及处理系统，该系统是由预混凝池、混凝反应池、混凝沉淀池、高级氧化处理装置、臭氧催化氧化装置与生物膜接触氧化装置依次连接形成的废水深度处理系统。利用该系统可实现将混凝沉淀处理、高级氧化处理、臭氧催化氧化处理和生物膜接触氧化处理的有机结合，通过物理、化学和生物处理相结合的方式对废纸制浆造纸废水进行处理，在保证低运行成本的前提下，达到较好的处理效果，使处理后的出水不仅达到一级排放标准，而且能够达到工业回用水要求。
权利要求书
1.一种处理废纸制浆造纸废水的处理系统，其特征在于，该系统包括:
预混凝池、混凝反应池、混凝沉淀池、高级氧化处理装置、臭氧催化氧 化装置和生物膜接触氧化装置;所述的预混凝池、混凝反应池、混凝沉淀 池、高级氧化处理装置、臭氧催化氧化装置与生物膜接触氧化装置依次连 接;其中，所述预混凝池上设有混凝剂投入口，预混凝池内设有搅拌装置; 所述混凝反应池上设有助凝剂投入口，混凝反应池内设有搅拌装置;所述混 凝沉淀池底部通过回流管和回流泵回连至混凝反应池。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混凝沉淀池采用斜管 沉淀池或竖流沉淀池中的任一种;采用斜管沉淀池时，在所述斜管沉淀池底 部设置浓缩刮泥机。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述混凝沉淀池的出 水口经砂滤装置与高级氧化处理装置连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高级氧化处理装置包 括紫外灯和臭氧发生器，所述紫外灯设置在高级氧化处理装置内部，所述臭 氧发生器的供气口连通至高级氧化处理装置内部。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述臭氧催化氧化装置采 用接触塔催化氧化反应装置，该装置内按从下到上的排列顺序依次设有催化 剂为:负载TiO2的蜂窝陶瓷，颗粒活性炭和铁屑混合填料，负载TiO2的改性 氧化铝。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生物膜接触氧化装置 内设有挂膜软性填料，在所述挂膜软性填料上附着培养和驯化后的生物膜。
7.一种处理废纸制浆造纸废水的处理方法，其特征在于，该方法包括:
混凝沉淀处理:对生化处理后的废纸制浆造纸废水进行预混凝处理，向 所述预混凝处理的废水中干法投加混凝药剂，投加量为0.8～1.0g/L，水力搅 拌混合时间为5～7分钟;预混凝处理后的废水进入混凝反应处理阶段，向废 水中添加助凝剂，投加量为1～3mg/L，停留时间为7～8分钟;混凝反应处理 后的出水进入混凝沉淀处理阶段，沉淀时间为60～120分钟，将沉淀的污泥 浓缩后一部分回流至混凝反应池底部继续反应，污泥回流量为进水量的10%～ 25%，另一部分污泥外排;
高级氧化处理:使上述混凝沉淀处理后的出水进入高级氧化处理，通过 紫外线和臭氧的协同作用，或双氧水、超声波中的任一种与紫外光和臭氧的 协同作用进行高级氧化处理产生羟基自由基，高级氧化处理时间为10～30分 钟;
臭氧催化氧化处理:高级氧化处理后的出水进入臭氧催化氧化处理，使 氧化处理中溶解臭氧后的水溶液直接与催化剂表面接触氧化，进行催化氧化 反应，总反应时间为20～40分钟，所用的催化剂包括蜂窝陶瓷填料、颗粒活 性炭和铁屑混合填料和改性氧化铝填料;
生物膜接触氧化处理:经臭氧催化氧化处理后的出水进入生物膜接触氧 化处理，通过采用经过培养和驯化后的生物膜去除水溶液中的小分子有机 物，处理时间为90～120分钟，使处理后出水达到排放和回用标准。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述混凝沉淀处理进一步 包括:
所述混凝沉淀处理后的沉淀污泥回流至所述的混凝反应处理阶段继续进 行反应。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述混凝沉淀处理中投加 的混凝药剂为熟石灰和氢氧化钠粉末、生石灰和烧碱中的任一组;其中，熟 石灰与氢氧化钠粉末作为混凝药剂时两者的质量比为4:1或3:1;生石灰和 烧碱作为混凝药剂时两者的质量比为4:1或3:1;
所述混凝反应处理中添加的助凝剂为聚丙烯酰胺;
所述高级氧化处理中的紫外线的强度为1kW/吨废水，所述臭氧的投加浓 度为200～300mg/L;
所述臭氧催化氧化处理中的催化剂包括蜂窝陶瓷填料、颗粒活性炭和铁 屑混合填料，改性氧化铝填料，催化剂的投加量为进水水量的20%～30%(质 量百分数)。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述生物膜接触氧化处 理中的经过培养和驯化后的生物膜附着在悬挂的生物膜挂膜填料上。
说明书
一种废纸制浆造纸废水的深度处理方法及处理系统
技术领域
本发明涉及一种废水处理技术，尤其涉及一种对废纸制浆造纸废水进行 深度处理达到国家工业回用水标准的处理方法及处理系统，属于循环经济和 水处理领域。
背景技术
目前，造纸废水深度处理采用的方法很多，主要分为生化方法，物理方 法和化学方法。
曝气生物滤池技术，是20世纪80年代末90年代初在普通生物滤池的基础 上，借鉴给水滤池工艺而开发的污水处理新工艺，适合用于废水三级处理。由 于普通的生化方法无法达到深度处理的要求，因此采用曝气生物滤池可以在 一定程度上弥补这个不足，但是难降解的有机污染物如木质素，半木质素等 的存在，使生化处理后的中水的可生化性降低，仍然很难达到处理要求。
通过中和、沉淀、生化和气浮等治理措施，废水中的硫化物，悬浮颗粒 物和化学需氧量等污染物仍难以消除，此外废水中的一些溶解性生物毒性物 质也难以分离，未完全净化的废水因水质较劣在生产上不能回用，对外排放 时往往造成周围生态环境的污染危害。一些较为先进的处理工艺首先使用化 学方法，投入硫酸铝和高分子混凝剂，混凝剂同废水反应生成絮状物将废水 中的有机物吸咐，形成絮状的悬浮物，这些悬浮物随水进入调节池后，再泵 进一种过滤机过滤。这些废水经上述化学还原和凝聚反应后，再通过高效过 滤，其含有的各种有机物大部分被过滤成滤泥，使废水达到固/液分离及净 化的目的。但由于各个地方的造纸废水的排放指标不断严格，这种只通过混 凝和过滤的技术已经无法满足水质指标更严格的处理要求。
膜技术是较为成熟的深度处理工艺，膜过滤后出水水质可以完全达到回 用的要求，但是仍然有10%～25%的浓水问题没有办法解决，这部分水的可生 化性更差，且其中的污染物浓度较高，仍然需要进行处理，这就使膜处理工 艺无法单独完成深度处理的要求，如果再添加其它处理设施必然会使原本就 较高的处理费用继续增加。而且对于造纸废水而言，废水中会存在很多细小 的纤维，这些纤维很容易堵塞膜孔，清洗困难，使得膜组件的寿命减少，导 致膜处理的费用更高。
由于造纸废水的复杂性，现有的单一处理工艺已经无法达到处理要求， 而如何尽可能地减少运行成本和投资费用，并达到对造纸废水深度处理和回 用的要求，是个需要解决的问题。
发明内容
本发明实施方式提供一种废纸制浆造纸废水的深度处理方法及处理系 统，通过将物理、化学和生物处理相结合的方式，对废纸制浆废水进行深度 处理，使处理后的出水达到国家工业回用水标准。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施方式提供一种处理废纸制浆造纸废水的处理系统，该系统包 括：
预混凝池、混凝反应池、混凝沉淀池、高级氧化处理装置、臭氧催化氧 化装置和生物膜接触氧化装置;所述的预混凝池、混凝反应池、混凝沉淀 池、高级氧化处理装置、臭氧催化氧化装置与生物膜接触氧化装置依次连 接;其中，所述预混凝池上设有混凝剂投入口，预混凝池内设有搅拌装置; 所述混凝反应池上设有助凝剂投入口，混凝反应池内设有搅拌装置;所述混 凝沉淀池底部通过回流管和回流泵回连至混凝反应池。
所述混凝沉淀池采用斜管沉淀池或竖流沉淀池中的任一种;采用斜管沉 淀池时，在所述斜管沉淀池底部设置浓缩刮泥机。
所述混凝沉淀池的出水口经砂滤装置与高级氧化处理装置连接。
所述高级氧化处理装置包括紫外灯和臭氧发生器，所述紫外灯设置在高 级氧化处理装置内部，所述臭氧发生器的供气口连通至高级氧化处理装置内 部。
所述臭氧催化氧化装置采用接触塔催化氧化反应装置，该装置内按从下 到上的排列顺序依次设有催化剂为：负载TiO2的蜂窝陶瓷，颗粒活性炭和铁 屑混合填料，负载TiO2的改性氧化铝。
所述生物膜接触氧化装置内设有挂膜软性填料，在所述挂膜软性填料上 附着培养和驯化后的生物膜。
本发明实施方式还提供一种处理废纸制浆造纸废水的处理方法，该方法 包括：
混凝沉淀处理：对生化处理后的废纸制浆造纸废水进行预混凝处理，向 所述预混凝处理的废水中干法投加混凝药剂，投加量为0.8～1.0g/L，水力搅 拌混合时间为5～7分钟;预混凝处理后的废水进入混凝反应处理阶段，向废 水中添加助凝剂，投加量为1～3mg/L，停留时间为7～8分钟;混凝反应处理 后的出水进入混凝沉淀处理阶段，沉淀时间为60～120分钟，将沉淀的污泥 浓缩后一部分回流至混凝反应池底部继续反应，污泥回流量为进水量的10%～ 25%，另一部分污泥外排;
高级氧化处理：使上述混凝沉淀处理后的出水进入高级氧化处理，通过 紫外线和臭氧的协同作用，或双氧水、超声波中的任一种与紫外光和臭氧的 协同作用进行高级氧化处理产生羟基自由基，高级氧化处理时间为10～30分 钟;
臭氧催化氧化处理：高级氧化处理后的出水进入臭氧催化氧化处理，使 氧化处理中溶解臭氧后的水溶液直接与催化剂表面接触氧化，进行催化氧化 反应，总反应时间为20～40分钟，所用的催化剂包括蜂窝陶瓷填料、颗粒活 性炭和铁屑混合填料和改性氧化铝填料;
生物膜接触氧化处理：经臭氧催化氧化处理后的出水进入生物膜接触氧 化处理，通过采用经过培养和驯化后的生物膜去除水溶液中的小分子有机 物，处理时间为90～120分钟，使处理后出水达到排放和回用标准。
所述混凝沉淀处理进一步包括：
所述混凝沉淀处理后的沉淀污泥回流至所述的混凝反应处理阶段继续进 行反应。
所述混凝沉淀处理中投加的混凝药剂为熟石灰和氢氧化钠粉末、生石灰 和烧碱中的任一组;其中，熟石灰与氢氧化钠粉末作为混凝药剂时两者的质 量比为4:1或3:1;生石灰和烧碱作为混凝药剂时两者的质量比为4:1或 3:1;
所述混凝反应处理中添加的助凝剂为聚丙烯酰胺;
所述高级氧化处理中的紫外线的强度为1kW/吨废水，所述臭氧的投加浓 度为200～300mg/L;
所述臭氧催化氧化处理中的催化剂包括蜂窝陶瓷填料、颗粒活性炭和铁 屑混合填料，改性氧化铝填料，催化剂的投加量为进水水量的20%～30%(质 量百分数)。
所述生物膜接触氧化处理中的经过培养和驯化后的生物膜附着在悬挂的 生物膜挂膜填料上。
由上述本发明实施方式提供的技术方案可以看出，本发明实施方式通过 将混凝沉淀处理、高级氧化处理、臭氧催化氧化处理和生物膜接触氧化处理 四种处理相结合，对制浆造纸废水进行深度处理，该方法将物理、化学和生 物处理方法有机结合，针对处理各阶段废水中不同分子结构和分子量的有机 物，采用具有针对性的处理技术，对难生物降解的有机物通过高效混凝沉淀 处理，氧化处理、臭氧催化氧化处理和生物膜接触氧化处理等连续技术进行 去除和降解，可以有效去除废纸制浆中的木质素、半木质素、单宁以及一些 造纸过程中必须的添加剂，如油墨，驻留剂，消泡剂等。该处理方法具有， 可以设备化和集成化的特点，操作方便，运行稳定，现代化程度高。