一種造紙廢水的處理方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種造紙廢水的處理方法及裝置，本發明采用膨脹顆粒污泥床反應器與間歇式活性污泥處理器相結合的方式對造紙廢水進行處理；通過膨脹顆粒污泥床反應器將造紙廢水中難降解的大分子有機物生化降解為小分子有機物，以提高間歇式活性污泥處理器的生化處理效率，實現提升造紙廢水凈化效率的目的。本發明的方法提高了污泥生化處理效率，從而大大提高凈化效率。本發明的裝置凈化高，結構緊湊，提高了設備的自動化程度，占地面積小。非常適合化工廠區建設，用來處理高濃度有機廢水。
【專利說明】
一種造紙廢水的處理方法及裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及一種造紙廢水的處理方法及裝置，屬于水處理及環境保護工程技術領 域。
【背景技術】
[0002] 隨著我國經濟快速發展，居民的生活水平不斷提高，造紙廠產業朝著規模化和規 范化產生發展，特別是"低碳技術、低碳經濟"的提出，使得厭氧處理技術在造紙廠廢水處理 行業收到廣泛關注。厭氧處理技術可降低水處理工藝能源消耗，產生可資源利用氣體，減少 碳排放，該技術思想也符合現代水處理工藝向智能化、資源化、可持續化發展的大方向。然 而厭氧處理技術處理量小，處理時間長，出水水質低，特別在造紙廠廢水BOD、C0D含量大，水 力沖擊負荷大，傳統厭氧處理技術無法滿足高有機物濃度廢水的處理要求。
[0003] 針對當前厭氧處理過程中產甲烷菌對于生成環境要求苛刻、厭氧顆粒污泥需要的 周期長及其出水水質不佳的現狀，膨脹顆粒污泥床(EGSB,expanded granular sludge bed)反應器是在厭氧升流式污泥床(UASB，up_flow anaerobic sludge blanket)反應器的 基礎上改進形成的第三代厭氧生物反應器，在國內水處理工程中得到應用，但在工業廢水 處理實際應用中，傳統的EGSB反應器存在顆粒污泥培養過程長、啟動周期長、顆粒污泥不易 在EGSB反應器內保留、處理效率低下的弊端。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于，提供一種造紙廢水的處理方法及裝置，以實現高濃度有機物 造紙廠廢水快速穩定處理的目的，從而克服現有技術的不足。
[0005] 本發明的技術方案是這樣實現的： 本發明的一種造紙廢水的處理方法為，該方法采用膨脹顆粒污泥床反應器與間歇式活 性污泥處理器相結合的方式對造紙廢水進行處理;通過膨脹顆粒污泥床反應器將造紙廢水 中難降解的大分子有機物生化降解為小分子有機物，以提高間歇式活性污泥處理器的生化 處理效率，實現提升造紙廢水凈化效率的目的。
[0006] 前述方法中，所述膨脹顆粒污泥床反應器中設有提升管，通過提升管截留進入膨 脹顆粒污泥床反應器中的含有機物污泥;并在膨脹顆粒污泥床反應器的三相分離器與進水 區之間設有回流管，將隨著氣體一起進入三相分離器的含有機物污泥返送至膨脹顆粒污泥 床反應器的反應區底部，并著進水一起返回膨脹顆粒污泥床反應器的反應區，以防止有機 物污泥流失，提高三代厭氧反應區內微生物濃度，形成世代周期生長的微生物群落，提高對 于N、P污染物的降解效率。
[0007] 前述方法中，所述膨脹顆粒污泥床反應器與間歇式活性污泥處理器之間設有平衡 池，通過平衡池暫存膨脹顆粒污泥床反應器的出水，減少水力沖擊負荷。
[0008] 前述方法中，所述平衡池內設有潛水栗，通過潛水栗將平衡池中的水送至間歇式 活性污泥處理器，反應器長寬高比例為30: 25:60，來自平衡池中的水通過間歇式活性污泥 處理器處理后排出清水送至清水池。
[0009] 用于上述方法的本發明的一種造紙廢水的處理裝置為，該裝置包括膨脹顆粒污泥 床反應器和間歇式活性污泥處理器，膨脹顆粒污泥床反應器的進水區經液體流量計、止回 閥與進水栗連接;膨脹顆粒污泥床反應器與間歇式活性污泥處理器之間設有平衡池，平衡 池進口經管道與膨脹顆粒污泥床反應器連接，平衡池內設有潛水栗，潛水栗出口經管道與 間歇式活性污泥處理器連接;間歇式活性污泥處理器設有排泥口和清水出口。
[0010] 前述裝置中，所述膨脹顆粒污泥床反應器內由下至上分別為進水區、反應區和三 相分離器，在三相分離器與反應區的連接口處設有提升管；反應區是直徑為25cm，高度為 1.4m的管狀結構;進水區為上大下小的錐形結構，錐形的頂圓與反應區直徑對應并焊接，進 水區底部與液體流量計連接;三相分離器下段為上大下小的錐形結構，錐形的底圓與反應 區直徑對應并焊接，三相分離器上段為管狀結構;提升管為上小下大的錐形結構，錐形的底 圓與三相分離器底圓直徑對應并焊接，提升管高度為〇. 6m;三相分離器側面設有出水接口， 出水接口與平衡池進口連接;三相分離器頂部密封，三相分離器頂部設有氣水排出接口。
[0011] 前述裝置中，所述氣水排出接口與水封裝置管道連接，水封裝置頂部設有排氣管。
[0012] 前述裝置中，所述間歇式活性污泥處理器是長寬高比例為30:25:60的矩形箱體結 構;箱體底部設有排泥口和曝氣管，曝氣管經管道和止回閥與蓄水池連接;箱體中部側面設 有清水出口；箱體上部側面設有進水口，進水口與平衡池內的潛水栗出口管道連接;箱體內 設有攪拌槳，攪拌槳與攪拌機連接;箱體頂部設有PH計和ORP計。
[0013] 由于采用了上述技術方案，本發明與現有技術相比，本發明通過采用EGSB-SBR聯 合處理高濃度有機造紙廠廢水，EGSB處理過程中厭氧微生物起到了降解有機物含量作用， 同時將難降解的大分子有機物生化降解為小分子有機物，提高了 SBR生化處理效率，從而大 大提高凈化效率。通過設置提升管截留污泥以及回流管將被其他帶出污泥返回EGSB反應 區，從而防止了污泥顆粒水里流失，從而提高EGSB反應區微生物濃度，形成了世代周期長的 微生物群落，對于N、P污染物也有很高的降解效率。本發明的裝置凈化效率高，結構緊湊，自 動化程度較高，占地面積小，非常適合化工廠區建設，用來處理高濃度有機廢水。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明所用裝置的結構示意圖。
[0015] 圖中標記為：卜液體流量計、2-止回閥、3-進水栗、4-平衡池、5-潛水栗、6-7K封裝 置、7-排氣管、8-蓄水池、9-鼓風機、10-膨脹顆粒污泥床反應器、11-進水區、12-反應區、13-三相分離器、14-提升管、15-氣水排出接口、16-出水接口、17-回流管、18-清水池、20 -間歇 式活性污泥處理器、21-排泥口、22-曝氣管、23-清水出口、24-進水口、25-攪拌槳、26-攪拌 機、27-pH 計、28-0RP 計。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明，但不作為對本發明的任何 限制。
[0017] 本發明的一種造紙廢水的處理方法，該方法采用膨脹顆粒污泥床反應器與間歇式 活性污泥處理器相結合的方式對造紙廢水進行處理;通過膨脹顆粒污泥床反應器將造紙廢 水中難降解的大分子有機物生化降解為小分子有機物，以提高間歇式活性污泥處理器的生 化處理效率，實現提升造紙廢水凈化效率的目的。膨脹顆粒污泥床反應器中設有提升管，通 過提升管截留進入膨脹顆粒污泥床反應器中的含有機物污泥;并在膨脹顆粒污泥床反應器 的三相分離器與進水區之間設有回流管，將隨著氣體一起進入三相分離器的含有機物污泥 返送至膨脹顆粒污泥床反應器的反應區底部，并著進水一起返回膨脹顆粒污泥床反應器的 反應區，以防止有機物污泥流失，提高三代厭氧反應區內微生物濃度，形成世代周期生長的 微生物群落，提高對于N、P污染物的降解效率。膨脹顆粒污泥床反應器與間歇式活性污泥處 理器之間設有平衡池，通過平衡池暫存膨脹顆粒污泥床反應器的出水，減少水力沖擊負荷。 平衡池內設有潛水栗，通過潛水栗將平衡池中的水送至間歇式活性污泥處理器，間歇式活 性污泥處理器長寬高比例為30:25:60，來自平衡池中的水通過間歇式活性污泥處理器處理 后排出清水送至清水池。
[0018]用于上述方法的本發明的一種造紙廢水的處理裝置，如圖1所示，包括膨脹顆粒污 泥床反應器10和間歇式活性污泥處理器20,膨脹顆粒污泥床反應器10的進水區11經液體流 量計1、止回閥2與進水栗3連接;膨脹顆粒污泥床反應器10與間歇式活性污泥處理器20之間 設有平衡池4，平衡池4進口經管道與膨脹顆粒污泥床反應器10連接，平衡池4內設有潛水栗 5，潛水栗5出口經管道與間歇式活性污泥處理器20連接；間歇式活性污泥處理器20設有排 泥口 21和清水出口 22。膨脹顆粒污泥床反應器10內由下至上分別為進水區11、反應區12和 三相分離器13,在三相分離器13與反應區12的連接口處設有提升管14;反應區12是直徑為 25cm，高度為1.4m的管狀結構;進水區11為上大下小的錐形結構，錐形的頂圓與反應區12直 徑對應并焊接，進水區11底部與液體流量計1連接;三相分離器13下段為上大下小的錐形結 構，錐形的底圓與反應區12直徑對應并焊接，三相分離器13上段為管狀結構;提升管14為上 小下大的錐形結構，錐形的底圓與三相分離器13底圓直徑對應并焊接，提升管14高度為 0.6m;三相分離器13側面設有出水接口 16，出水接口 16與平衡池4進口連接;三相分離器13 頂部密封，三相分離器13頂部設有氣水排出接口 15。氣水排出接口 15與水封裝置6管道連 接，水封裝置6頂部設有排氣管7。間歇式活性污泥處理器20是長寬高比例為30: 25:60的矩 形箱體結構;箱體底部設有排泥口 21和曝氣管22，曝氣管22經管道和止回閥2與蓄水池8連 接;箱體中部側面設有清水出口 23;箱體上部側面設有進水口 24，進水口 24與平衡池4內的 潛水栗5出口管道連接;箱體內設有攪拌槳25，攪拌槳25與攪拌機26連接;箱體頂部設有pH 計27和ORP計28。
[0019] 本發明的工作原理 本發明通過進水栗3將造紙廠廢水提升到膨脹顆粒污泥床反應器10的進水區11，進水 區11底部是一種倒漏斗形狀，漏斗狀布水管和水平地面夾角為60°，從而提高步水均勻性， 有利于廢水和微生物充分接觸;膨脹顆粒污泥床反應器10的反應區12采用傳統的柱狀設 計，柱體高度為1.4m，直徑25cm，在柱狀中接種活性污泥，并且馴化篩選適宜處理高濃度有 機物菌種;膨脹顆粒污泥床反應器10的出水經過口徑越來越小的槍口狀提升管14，提升管 14長度為0.6m，這種口徑越來越小的設計有利于活性污泥截留返回到反應區12,提高反應 區微生物濃度;污泥在上升過程中通過重力回流到反應區12,而氣體攜帶著廢水達到三相 分離器13,重力使得隨著被攜帶的污泥通過回流管返回進水區11底部，隨著進水一起返回 反應區12;經過微生物厭氧生化處理后，出水進入平衡池4,平衡池4主要起到暫時儲存膨脹 顆粒污泥床反應器10出水，減少水利沖擊負荷，當間歇式活性污泥處理器20進水時，通過潛 水栗5將平衡池4中水分打入間歇式活性污泥處理器20,間歇式活性污泥處理器20長寬高比 例為30:25:60，通過SBR微生物生化處理后排出進入清水池18。 實施例
[0020] 本例以江蘇省鹽城市某造紙廠廢水處理為例，進水有機物濃度為3800mg/L，利用 本發明的裝置進行生化降解:通過控制開啟止回閥2和液體流量計1，造紙廠廢水經過進水 栗3提升到膨脹顆粒污泥床反應器10的進水區11，進水區11采用倒漏斗的曝水管，曝水過程 更加均勻，微生物污泥和廢水接觸面積大;經過反應區12高濃度的污泥厭氧生化處理后，廢 水中有機物濃度大大降低，并且產生甲烷等氣體，而其中難降解的有機物也能夠在世代周 期的厭氧菌作用下降解成生化性好的有機小分子;經過生化處理的廢水通過口徑越來越小 的提升管14,在提升管14中污泥顆粒通過碰撞和管壁以及重力沉降作用大部分回流到反應 區12,而隨著氣體一起運動的廢水進入三相分離器13,在三相分離器中，沉降到底部的污泥 顆粒回流到膨脹顆粒污泥床反應器10底部，隨著進水一起返回反應區12,這種設置大大提 高了反應區的微生物濃度，而且容易形成世代周期長的厭氧菌落;在三相分離器13中的甲 烷氣水混合物通過氣水排出管15排到水封裝置6中，少許的污泥顆粒截留在水封裝置6中， 而甲烷則通過排氣管7排出。
[0021] 膨脹顆粒污泥床反應器10處理過的廢水則經過出水管16進入間歇式活性污泥處 理器20,歇式活性污泥處理器20中曝氣管22通過鼓風機9對間歇式活性污泥處理器20進行 曝氣，而其中的PH計27和ORP計(溶解氧計)28控制間歇式活性污泥處理器20內參數，攪拌機 26通過攪拌槳25將氣水混合均勻，從而提高微生物生化作用;經過間歇式活性污泥處理器 20處理后，出水進入蓄水池8,在間歇式活性污泥處理器20排泥階段，污泥通過排泥口 21排 出。本發明的整個裝置結構緊湊，出水中生化指標如表所示：
【主權項】
1. 一種造紙廢水的處理方法，其特征在于：該方法采用膨脹顆粒污泥床反應器與間歇 式活性污泥處理器相結合的方式對造紙廢水進行處理;通過膨脹顆粒污泥床反應器將造紙 廢水中難降解的大分子有機物生化降解為小分子有機物，以提高間歇式活性污泥處理器的 生化處理效率，實現提升造紙廢水凈化效率的目的。2. 根據權利要求1所述造紙廢水的處理方法，其特征在于:所述膨脹顆粒污泥床反應器 中設有提升管，通過提升管截留進入膨脹顆粒污泥床反應器中的含有機物污泥;并在膨脹 顆粒污泥床反應器的三相分離器與進水區之間設有回流管，將隨著氣體一起進入三相分離 器的含有機物污泥返送至膨脹顆粒污泥床反應器的反應區底部，并著進水一起返回膨脹顆 粒污泥床反應器的反應區，以防止有機物污泥流失，提高三代厭氧反應區內微生物濃度，形 成世代周期生長的微生物群落，提高對于N、P污染物的降解效率。3. 根據權利要求2所述造紙廢水的處理方法，其特征在于:所述膨脹顆粒污泥床反應器 與間歇式活性污泥處理器之間設有平衡池，通過平衡池暫存膨脹顆粒污泥床反應器的出 水，減少水力沖擊負荷。4. 根據權利要求3所述造紙廢水的處理方法，其特征在于:所述平衡池內設有潛水栗， 通過潛水栗將平衡池中的水送至間歇式活性污泥處理器，反應器長寬高比例為30: 25:60， 來自平衡池中的水通過間歇式活性污泥處理器處理后排出清水送至清水池。5. -種用于權利要求1~4任一權利要求所述方法的造紙廢水的處理裝置，包括膨脹顆 粒污泥床反應器（10)和間歇式活性污泥處理器(20)，其特征在于:膨脹顆粒污泥床反應器 (10)的進水區（11)經液體流量計（1)、止回閥（2)與進水栗(3)連接;膨脹顆粒污泥床反應器 (10)與間歇式活性污泥處理器(20)之間設有平衡池(4)，平衡池(4)進口經管道與膨脹顆粒 污泥床反應器(10)連接，平衡池(4)內設有潛水栗(5)，潛水栗(5)出口經管道與間歇式活性 污泥處理器(20)連接;間歇式活性污泥處理器(20)設有排泥口（21)和清水出口（23)。6. 根據權利要求5所述造紙廢水的處理裝置，其特征在于:所述膨脹顆粒污泥床反應器 (10) 內由下至上分別為進水區（11)、反應區（12)和三相分離器（13)，在三相分離器（13)與 反應區（12)的連接口處設有提升管（14);反應區（12)是直徑為25cm，高度為1.4m的管狀結 構;進水區（11)為上大下小的錐形結構，錐形的頂圓與反應區（12)直徑對應并焊接，進水區 (11) 底部與液體流量計（1)連接;三相分離器（13)下段為上大下小的錐形結構，錐形的底圓 與反應區（12)直徑對應并焊接，三相分離器（13)上段為管狀結構；提升管（14)為上小下大 的錐形結構，錐形的底圓與三相分離器（13)底圓直徑對應并焊接，提升管（14)高度為0.6m; 三相分離器（13 )側面設有出水接口（ 16 )，出水接口（ 16 )與平衡池(4)進口連接;三相分離器 (13)頂部密封，三相分離器(13)頂部設有氣水排出接口（15)。7. 根據權利要求6所述造紙廢水的處理裝置，其特征在于:所述氣水排出接口（15)與水 封裝置(6)管道連接，水封裝置(6)頂部設有排氣管(7)。8. 根據權利要求5所述造紙廢水的處理裝置，其特征在于:所述間歇式活性污泥處理器 (20)是長寬高比例為30: 25:60的矩形箱體結構；箱體底部設有排泥口（21)和曝氣管（22)， 曝氣管(22)經管道和止回閥（2)與蓄水池(8)連接;箱體中部側面設有清水出口（23);箱體 上部側面設有進水口（24)，進水口（24)與平衡池(4)內的潛水栗(5)出口管道連接;箱體內 設有攪拌槳(25)，攪拌槳(25)與攪拌機(26)連接;箱體頂部設有pH計(27)和ORP計(28)。
【文檔編號】C02F3/28GK105858884SQ201610419823
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月14日
【發明人】范欣柯, 楊丹, 雷有棟, 張虎成, 常理, 陳宏 , 張南波
【申請人】中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司