CN101698556A - 一种麦草浆造纸中段废水处理方法及处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种造纸废水的处理方法及其处理设备，废水处理方法包括将废水依次进行厌氧降解处理和好氧反应处理；废水处理设备包括顺次连接的折流式厌氧处理装置和好氧处理装置，其中所述的厌氧处理装置内设置附着厌氧菌的生物膜第一填料(9)，所述好氧处理装置内设置附着好氧菌的生物膜第二填料(19)。本发明方法的处理时间短，处理效率高，COD除去率达到95％～97％，SS的去除率达到96％～97％；废水处理设备结构紧凑、利于厌氧菌、好氧菌附着，污泥浓度高，处理效果好，出水满足《GB3544-2008制浆造纸工业水污染排放标准》中现有制浆和造纸联合企业造纸废水排放标准。

Description

一种麦草浆造纸中段废水处理方法及处理设备

技术领域

本发明涉及一种废水生物处理方法及其处理设备，尤其涉及一种好氧和厌氧工艺联合处理废水的方法和处理设备。

背景技术

随着社会经济的发展，对纸张的需求日益增长，造纸过程中产生的麦草浆造纸废水对环境的污染日趋严重，对造纸过程中产生的麦草浆造纸废水进行有效处理，减少其COD和SS对环境特别是对水体的污染，以及降低COD和SS的排放早已提到了议事日程，各种处理麦草浆造纸废水的工艺和设备都得到了发展，解决了麦草浆造纸废水排放中的很多问题，但也存在许多不足，特别是麦草浆造纸废水还没有较好的处理工艺。就目前废水处理工艺而言，主要核心工艺技术有五类：包括好氧生物处理工艺，厌氧生物处理工艺，混凝和好氧生物处理工艺，水解酸化工艺和好氧生物处理工艺以及厌氧生物处理和好氧生物处理联合工艺。

好氧生物处理工艺包括(1)活性污泥法(氧化沟工艺、微孔(微管)曝气工艺)和(2)生物膜法(生物滤池工艺，生物转盘工艺，生物接触氧化工艺)。其中，活性污泥法处理麦草浆造纸废水经一级处理系统除去硬渣、沙石和部分纤维等悬浮物，进入装有曝气设备和有由多种细菌组成的多孔胶体絮状污泥的活性污泥曝气池，通过对水中进行机械强制通风供氧、活性污泥的吸附和细菌的代谢作用，完成麦草浆造纸废水中大部分可溶性有机物的降解；生物膜法处理麦草浆造纸废水是在曝气池中利用好氧细菌或原生动物等在滤料或载体生长发育形成的膜状生物活性污泥——生物膜，完成麦草浆造纸废水中可溶性有机物的降解。好氧生物处理工艺中水力停留时间48小时，COD除去率70％～87％。

厌氧生物处理工艺包括利用折流式厌氧生物处理反应器(ABR)，上流式污泥膨胀床厌氧生物处理反应器(UASB)等厌氧处理工艺。麦草浆造纸废水经一级处理系统除去硬渣、沙石和部分纤维等悬浮物，进入厌氧反应器，在厌氧条件下，在多种厌氧微生物的共同作用下，将麦草浆造纸废水中的有机物转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢、好氨或分解成小分子有机物，完成对麦草浆造纸废水中污染物的脱除。厌氧生物处理工艺操作简单，无能耗，运行稳定，耐负荷冲击好看提高麦草浆造纸废水的可生化性，厌氧生物处理水力停留时间24小时，COD除去率40％～80％。

混凝和好氧生物处理联合工艺是在好氧生物处理工艺中，为提高处理效率和降低处理系统能耗而发展出的一种处理工艺。该工艺通过在好氧生物处理之前增加絮凝沉淀处理单元，利用添加絮凝剂去除麦草浆造纸废水中的部分有机物，从而降低好氧生物处理工艺的能耗，缩短处理时间和提高系统的处理效率。好氧生物处理水力停留时间30小时，COD除去率70％～87％。

水解酸化和好氧生物处理联合工艺是在好氧生物处理工艺中，为提高处理效率和降低系统能耗而发展出的另一种处理工艺。该工艺通过在好氧生物处理工艺前增加水解酸化处理单元，利用产酸微生物将麦草浆造纸废水中的大分子有机物降水解成小分子有机物，从而提高好氧生物处理工艺的处理效率。好氧生物处理水力停留时间30小时，COD除去率70％～90％。

厌氧生物处理和好氧生物处理联合工艺包括将废水进行厌氧降解反应和好氧降解反应，厌氧反应器分隔成串联的几个反应室，每个反应室都是一个相对独立的上流式污泥床(USB)系统，其中的污泥可以是以颗粒化或絮状形式存在。水流依次通过反应室内的污泥床层，进水中的底物与微生物充分接触而得以降解去除，好氧反应器中经过厌氧生物处理除去大分子有机物的废水与好氧反应器提供的大量的氧气在好氧菌的作用下进行降解反应，从而提高废水的粗粒效率。

废水处理方法日益收到社会的关注，目前利用好氧和厌氧生物处理联合工艺处理废水或污水的方法繁多，但是这些处理方法的处理时间长，处理废水的系统的能耗高，废水的处理效果差，COD除去率低。

例如：公开号为CN1541956A的中国专利申请公开了一种一体式高浓度有机废水的处理装置，该装置将厌氧折流板反应器、集水沉淀池、好氧反应池或生物接触氧化池、沉淀池依次用垂直的折流板连通起来，分格式结构及推流式流态使得每个反应室中驯化培养出与流至该反应室中的污水水质、环境条件相适应的微生物群落，进行厌氧生物处理和好氧生物处理；公开号为CN101007693A的中国专利申请公开了一种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)；公开号为CN1289730C的中国专利公开了一种将垂直折流生化反应器根据处理污水种类不同和要求不同而组成厌氧-好氧串联工艺过程，用于处理高浓度有机废水，特别是含硫酸盐及其它硫化物的高浓度有机废水，厌氧段采用生物气搅拌及循环脱硫化氢工艺；公开号为CN1850655C的中国专利公开了一种折流板反应器及使用折流板反应器实现好氧-厌氧微生物反复耦合处理污水的方法，反应器包括长方体及曝气装置、分隔挡板、导流挡板，一端有进水口，另一端设置出水口，在长方体沿水流方向上设置有若干垂直的分隔挡板和导流挡板；实现反应器在沿水流方向上有曝气装置的好氧单元和无曝气装置的厌氧单元的反复出现。污水从进水口进入反应器以折流的方式反复经历若干个好氧单元-厌氧单元的耦合，通过出水口排出反应器。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题提供一种造纸废水处理方法及其处理设备，造纸废水处理方法采用将折流式厌氧生物处理反应器(ABR)生物处理工艺与好氧生物处理工艺相结合的处理方式处理麦草浆造纸中段废水，废水处理时间短，处理效率高；废水处理设备结构紧凑、利于厌氧菌、好氧菌附着，污泥浓度高，处理能力大，操作简便。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种造纸废水的处理设备，包括顺次连接的如下装置：

预处理装置，具有顺序连接的对废水进行初过滤的格栅渠、存储格栅渠中流出的废水的调节池和用于沉淀经过初过滤后废水中污泥的初沉池；

厌氧处理装置，具有厌氧处理反应器和厌氧降解沉降室，对废水进行厌氧生物降解处理；

好氧生物处理的装置，具有好氧生物反应器和二沉池，对废水进行好氧生物降解处理。

其中，所述预处理装置的初沉池中具有固液分离作用的第一布水器，第一布水器安装在初沉池的中部，对废水进行初步的固液分离；初沉池的底部设有预处理排泥管道和与泵相连的废水进水口，预处理排泥管道用于排出初沉池中沉淀的污泥；初沉池处理后废水流入厌氧处理装置。

其中，所述厌氧处理装置的厌氧处理反应器由溢流墙将其分成至少3个厌氧反应室，所述厌氧反应室内部设置有附着厌氧污泥的第一填料，第一填料的底部距离厌氧反应器底的高度为2000-4000mm，优选为3000-3200mm。

特别是，所述厌氧反应室为3-6个；所述第一填料的高度为800-1200mm，优选为800-1000mm。

其中，所述厌氧反应室内固定安装的折流板将厌氧反应室分成下降段和升流段，下降段与升流段的容积之比为1∶2-5，优选为1∶3；

特别是，第一填料固定安装在厌氧反应室的升流段内，将升流段分成上升流段和下升流段。

特别是，所述第一填料包括聚丙烯纤维或尼龙、聚氯乙烯(PVC)塑料圆片和固定在PVC塑料圆片上的维纶醛化纤维(即聚乙烯醇缩甲醛纤维)。

其中，以聚丙烯纤维或尼龙为中心绳，在其上串联直径为150-200mm的PVC塑料园片，PVC塑料园片之间的距离为80-100mm，并且在PVC塑料园片上有供维纶醛化纤维(即聚乙烯醇缩甲醛纤维)通过的小孔，维纶醛化纤维穿过小孔固定在PVC塑料圆片上，构成所述的第一填料。

特别是，所述第一填料的密度为25-44串/m³，比表面积为260-310m²/m³，干重量为2.8-3.2kg/m³，成膜重量为40-80kg/m³。

其中，各个厌氧反应室的升流段的中下部各开设有一个排泥孔，排泥孔距离厌氧处理反应器底的高度为1500-2000mm、孔径是100-150mm。特别是，厌氧反应室内填充厌氧污泥，污泥床层的高度为4-5m，污泥内主要含有梭状芽孢杆菌(Clostridium sp.)、索氏产甲烷丝菌(Methanithrix sp.)、甲烷菌。

特别是，排泥孔与厌氧排泥管道相连，排出厌氧处理反应器内的污泥，控制厌氧处理反应器内的污泥床层的高度，排出的污泥经过排泥管道将污泥送入污泥处理装置中进行污泥处理。

其中，所述厌氧反应装置的顶部密封，在所述厌氧处理反应器顶部设置气体收集孔，用于收集厌氧处理产生的沼气等气体。

其中，所述厌氧降解沉降室内固定安装的挡渣挡水板将厌氧降解沉降室分成沉降室下降段和沉降室升流段，所述的沉降室下降段和沉降室升流段的容积比为1∶1-2，优选为1∶1。

特别是，挡渣挡水板的高度为300-500mm。

其中，在沉降室下降段的下部开设有沉降排泥孔，用于排出沉降室的污泥，其中，沉降排泥孔距离厌氧处理装置底部的高度为200-300mm、孔径是100-150mm。

特别是，从沉降排泥孔中排出的污泥经过污泥回流管道回流到废水厌氧处理装置中。

其中，所述好氧处理装置内设置竖向隔板，将好氧生物反应器分隔成至少2个彼此串联的好氧反应室，好氧反应室内设置附着好氧污泥的第二填料，第二填料的底部距离好氧生物反应器底的高度为2000-4000mm，优选为3000-4000mm。

特别是，所述好氧反应室为2-4个；所述好氧反应室内的第二填料的高度为1000-1500mm。其中，第二填料将好氧反应室分成好氧处理上段和好氧处理下段。

特别是，所述第二填料包括聚丙烯纤维或尼龙绳、聚氯乙烯(PVC)塑料圆片和固定在PVC塑料圆片上的维纶醛化纤维(即聚乙烯醇缩甲醛纤维)。

其中，以聚丙烯纤维或尼龙为中心绳，在其上串联直径为150-200mm的PVC塑料园片，PVC塑料园片之间的距离为80-100mm，并且在PVC塑料园片上有供维纶醛化纤维通过的小孔，维纶醛化纤维穿过小孔固定在PVC塑料圆片上，构成所述的第二填料。

特别是，所述第二填料的密度为25-44串/m³，比表面积为260-310m²/m³，干重量为2.8-3.2kg/m³，成膜重量为40-80kg/m³。

其中，所述的好氧处理装置的竖向隔板的下部距离好氧生物反应器底的高度为0-100mm处开设供水流从反应器下部通过的水流通孔，水流通孔距离好氧生物反应器底的高度优选为100mm，水流通孔的孔径为100-150mm。

其中，所述的好氧处理装置内还安装有为好氧处理装置提供氧气的供气装置，所述供气装置包括顺序连接的空压机、供氧管路和曝气器，所述曝气器距离好氧生物反应器底的高度为200-500mm，优选为200-300mm；空压机安装在好氧反应室的外面。

其中，好氧反应室内填充好氧污泥，好氧污泥浓度为6.5-8.5g/L；

特别是，好氧污泥主要含有细菌：菌胶团、丝状菌，真菌：镰刀霉菌、地霉菌和各类酵母菌，原生动物，后生动物。

其中，所述好氧处理装置的二沉池内部设置有布水器、底部设有废水进水管道、污泥排出管道以及设在上部的出水堰。

特别是，所述好氧处理装置还包括收集从二沉池的出水堰溢流的好氧处理后的废水的第一集水井。

其中，造纸废水处理设备还包括污泥处理装置，其中，污泥处理装置具有与预处理装置、厌氧处理装置和好氧处理装置通过管道相连的污泥浓缩池、对污泥浓缩池中收集的污泥进行脱水处理的污泥脱水系统和第二集水井。

本发明另一方面提供一种利用上述废水处理设备处理造纸废水的处理方法，包括如下顺序进行的步骤：

1)预处理

造纸废水流进预处理装置中，过滤、沉淀，进行固液初步分离，得到预处理废水；

2)厌氧降解处理

预处理废水进入厌氧处理装置中，首先，在厌氧反应器内，通过厌氧污泥中的厌氧生物进行所述的厌氧生物降解处理，然后，废水在厌氧降解沉降室进行沉降，固液分离，得到厌氧降解废水；

3)好氧降解处理

厌氧降解废水流入好氧处理装置中，首先，在好氧反应器内，通过好氧污泥中的好氧生物和曝气器输送的氧气的共同作用下，进行所述的好氧生物降解处理，然后，废水在二沉池中进行沉降，固液分离，得到好氧降解水。

其中，步骤2)中所述厌氧污泥的高度为4-5m，废水在厌氧生物处理装置内的停留时间为8-24小时；步骤3)中所述的好氧污泥浓度为6.5-8.5g/L，废水在好氧处理装置内的停留时间为12-24小时。

特别是，所述厌氧污泥内含有梭状芽孢杆菌(Clostridium sp.)、索氏产甲烷丝菌(Methanithrix sp.)、甲烷菌。

其中，步骤2)中所述废水在厌氧降解沉降室沉降后的厌氧污泥回流到厌氧反应器内与预处理废水混合后继续进行所述的厌氧生物降解处理；

其中，步骤3)中所述好氧污泥内含有不动杆菌属(Acinetobater sp.)，纤维单胞菌属(Cellulomonas sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、假丝酵母属(Candidas sp.)、藻类如：绿藻(chlorophycophyta)、拟裸藻(Euglenophycophyta)、硅藻(Diatoma)，原生动物如：草履虫(Paramecium)、喇叭虫(Stentor)、变形虫(Amoeba)等好氧微生物。

特别是，步骤3)中所述的好氧生物降解处理后的废水在二沉池中固液分离后的好氧污泥，其中一部分回流到好氧反应器内与厌氧降解废水混合后继续进行所述的好氧生物降解处理。

其中，步骤3)中所述好氧处理装置中废水与曝气器提供的氧气的体积之比为1∶10-15。

其中，所述造纸废水是麦草浆造纸中段的废水。

本发明的废水处理方法和处理设备具有如下优点：

1、本发明的废水处理方法采用折流式厌氧(ABR)生物处理和好氧生物处理的联合工艺处理废水，处理设备的结构简单、运行稳定、生产处理废水的效率高、处理效果好，COD除去率高，达到95％～97％，SS的去除率高，达到96％～97％，降低了生产成本。

2、本发明的废水处理设备的厌氧生物降解装置和好氧生物降解装置中采用醛化纤维和聚丙纤维的组合填料，用于附着厌氧菌和好氧菌，提高了反应的接触时间和污泥浓度，缩短了废水处理时间，提高设备的处理能力和处理效率，设备的处理能力可达到1万m³水/天以上。

3、本发明的废水处理方法工艺操作简单，处理后的出水质量稳定，处理后的废水达到GB3544-2008制浆造纸工业水污染排放标准。

4、采用本发明的废水处理设备处理废水的能耗低、生物处理效率高、耐水力负荷冲击力强。

5、采用本发明的废水处理设备处理麦草浆造纸中段废水先通过预处理单元去除水中的SS以及大分子量的纤维等，通过折流式厌氧处理单元(ABR)中的产酸微生物将部分大分子有机物降解成小分子有机物，并通过产甲烷微生物去除水中部分可生物降解有机物，大幅度提高废水的可生化性，再通过好氧处理单元中的好氧微生物高效去除废水中可生物降解有机物，处理时间短，废水厌氧生物处理过程中水力停留时间8-24小时，好氧生物处理过程水力停留时间12-24小时。

附图说明

图1为本发明废水处理方法的工艺流程图；

图2本发明废水处理设备的废水预处理流程示意图；

图3本发明废水处理设备的废水厌氧处理流程示意图；

图4本发明废水处理设备的废水好氧处理流程示意图；

图5本发明废水处理设备的污泥处理流程示意图。

附图标记说明：1.格栅渠；2.机械格栅；3.调节池；4.第一布水器；5.初沉池；6.预处理排泥管道；7.第二布水器；8.折流板；9.第一填料；10.挡渣挡水板；11.堰板；12.气体收集孔；13.厌氧污泥回流管道；14.厌氧排泥管道；15.泵；16.空压机；17.供气管道；18.曝气器；19.第二填料；20.好氧污泥回流管道；21.好氧污泥排泥管道；22.好氧生物反应器；23.二沉池；24.第三布水器；25.出水堰；26.第一集水井；27.污泥浓缩池；28.污泥脱水系统；29.第二集水井；30.排水管道；70.厌氧处理反应器；701.第一厌氧反应室；702.第二厌氧反应室；703.第三厌氧反应室；701a.第四厌氧反应室；702a.第五厌氧反应室；703a.第六厌氧反应室；704.下降段；705.升流段；706.厌氧反应室排泥孔；707.溢流墙；708.厌氧处理反应器底；709.上升流段；710.下升流段；80.厌氧降解沉降室；801.沉降室下降段；802.沉降室升流段；803.沉降排泥孔；221.好氧反应隔板；222.第一好氧反应室；223.第二好氧反应室；224第三好氧反应室；225.好氧反应器器底；226.好氧处理上段；227.好氧处理下段；228、水流通孔；231、好氧降解污水进水管；232、二沉池污泥排出管；51、废水进水口；1A、预处理装置；7A、厌氧处理装置；22A、好氧处理装置；27A、污泥处理装置

具体实施方式

实施例1

下面参照附图详细说明本发明废水处理工艺过程及其使用的设备。

如图1所示，废水处理包括将废水顺次通过管道连接的预处理装置1A进行预处理、厌氧处理装置7A进行厌氧处理、好氧处理装置22A进行好氧处理，此外还包括通过污泥处理装置27A进行污泥处理，其中预处理、厌氧处理、好氧处理处理后的污泥通过管道输送至污泥处理装置。

如图2所示，废水预处理装置1A包括顺序连接的的格栅渠1、调节池3和初沉池5，其中，

格栅渠1内设置具有过滤作用的机械格栅2，用于过滤除去废水中的粗大悬浮物和颗粒物；

调节池3用于暂时存储废水以便调节废水处理系统中的水量，维持废水处理系统的废水流量的稳定性；

初沉池5用于沉淀废水中颗粒物，进一步去除废水中的杂质。

初沉池5的内部还安装有具有固液分离作用的第一布水器4，调节池3底部还设置向初沉池5泵送废水的泵15；

其中，初沉池5中的第一布水器4安装在初沉池的中部；初沉池5的底部设有预处理排泥管道6和初沉池废水进水管51。初沉池废水进水管51与调节池3内的泵15相连，将调节池3内的废水输送至初沉池5内；废水预处理排泥管道6用于排出初沉池5中沉淀的泥渣，排出的污泥进入污泥处理装置进行污泥处理；初沉池5处理后的废水流入废水厌氧处理装置7A中进行厌氧处理。

麦草浆造纸生产过程中的中段废水流入预处理装置1A的格栅渠1，经过机械格栅2的过滤作用，除去废水中的粗大悬浮物和颗粒物后流入调节池3，然后经过泵15将废水泵送至初沉池5内，进一步沉淀除杂，初沉池5底部沉淀的污泥经过管道6排出，初沉池5上部的废水流入厌氧处理系统进一步处理。

如图3所示，废水厌氧处理装置7A包括顺序连接的第二布水器7、厌氧处理反应器70和厌氧降解沉降室80，其中，

第二布水器7用于将经过预处理的废水送入厌氧处理反应器70内；

厌氧处理反应器70用于将废水中的有机废物进行厌氧降解；

厌氧降解沉降室80用于厌氧处理后废水中的渣水分离。

特别是，废水厌氧处理装置7A封顶并在其顶部开设有气体收集孔12，用于排出厌氧降解处理产生沼气。

其中，厌氧处理反应器70内设置竖向溢流墙707，将反应器分隔成至少3个彼此串联的厌氧反应室701、702、703，其中，各个厌氧反应室内的液面依次降低，即液面沿着从第一厌氧反应室701、第二厌氧反应室702和第三厌氧反应室703的顺序依次下降。每个厌氧反应室内由折流板8将反应室分成两段，即下降段704和升流段705。

特别是，折流板8的顶部与反应器70的顶部固定连接，折流板8的底端距离厌氧处理反应器底708的高度为300-500mm，以便废水从下降段704的下部流入升流段705；厌氧反应室的下降段704与升流段705的容积之比为1∶2-5；

厌氧反应室的升流段705的中上部设置有第一填料9，第一填料9将升流段705分成上升流段709和下升流段710；

第一填料9包括聚丙烯纤维绳或尼龙绳、聚氯乙烯(PVC)塑料圆片和固定在PVC塑料圆片上的维纶醛化纤维，其中，以聚丙烯纤维绳或尼龙绳为中心绳，在其上串联直径为150-200mm的PVC塑料园片，PVC塑料园片之间的距离为80-100mm，在PVC塑料园片上打孔，维纶醛化纤维通过孔固定在PVC塑料圆片上，构成所述的第一填料9。第一填料9的高度为800-1200mm；第一填料9距离厌氧处理反应器底708的高度为2000-4000mm；第一填料9的密度为25-44串/m³，比表面积为260-310m2/m³，干重量为2.8-3.2kg/m³，成膜重量为40-80kg/m³；聚氯乙烯(PVC)塑料圆片第一填料9的厚度为0.45mm，用于附着厌氧菌形成厌氧降解处理的生物膜，提高反应接触时间；阻挡厌氧处理反应室内的污泥流失，提高污泥浓度，并进行气、固、液3相分离。

各个厌氧反应室内的充填有厌氧污泥。各个厌氧反应室的升流段705的中下部各开设有一个排泥孔706，排泥孔706距离厌氧处理反应器底708的高度为1500-2000mm、孔径是100-150mm；排泥孔706与厌氧排泥管道14相连，排出厌氧处理反应器70内的污泥，控制厌氧处理反应器70内的污泥床层的高度，排出的污泥经过排泥管道14将污泥送入污泥处理装置27A中进行污泥处理。

特别是，厌氧反应室内填充厌氧污泥，污泥床层的高度为4-5m，污泥内主要含有梭状芽孢杆菌(Clostridium sp.)、索氏产甲烷丝菌(Methanithrix sp.)、甲烷菌；

其中，污泥床层的高度是沉降室升流段高度和第一填料的高度以及第一填料上部污泥层高度之和。即在第一填料的上面存在一个200mm高的污泥层。

厌氧降解沉降室80内设与废水厌氧处理装置7A顶部相连并固定在一起的挡渣挡水板10，将厌氧降解沉降室80分隔成并列并且底部相连的两段，即沉降室下降段801和沉降室升流段802，沉降室下降段801与沉降室升流段802的容积之比为1∶1-2，挡渣挡水板10高度300-500mm。此外，在沉降室下降段801的下部开设有沉降排泥孔803，用于排出沉降室的污泥，沉降排泥孔803距离厌氧处理装置底部708的高度为200-300mm；沉降排泥孔803的作用是当污泥量超过设计污泥量，并且污泥床层的高度超过填料层200mm的高度时，可通过沉降排泥孔803控制污泥床层的高度以及反应器内污泥浓度(污泥的总量)；由沉降室80中排出的污泥经过污泥回流管道13回流到废水厌氧处理装置7A的第二布水器7中与预处理后的废水一并流入厌氧处理反应器70中进行厌氧生物降解反应。

经过预处理的废水通过第二布水器7流入厌氧反应器70，在厌氧反应器70中的污泥的作用下进行厌氧生物降解，废水依次通过各个串联的厌氧反应室后溢流过溢流墙707后，流入厌氧沉降室80内，在厌氧沉降室80内进一步沉降除渣，得到厌氧处理废水流入好氧处理装置22A。

如图4所示，废水好氧处理装置22A包括顺序设置的好氧生物反应器22、二沉池23；好氧处理装置敞口，还包括供气装置，其中供气装置安装在好氧生物反应器22内。

其中，好氧生物反应器22内固定安装竖向的隔板221，将好氧生物反应器22分成至少2个彼此串联的好氧反应室222、223，隔板221固定安装在好氧反应器22的底部；

特别是，每个好氧反应室下部开设水流通孔228，水流通孔距离好氧反应室底部225的高度为0-100mm，孔径为100-150mm；

其中，好氧反应室内设置第二填料19，第二填料19用于附着好氧菌形成好氧降解处理的生物膜，提高反应接触时间；提高污泥浓度，并进行固、液、气3相分离；第二填料19将好氧反应室分隔成上下两段，即好氧处理上段226和好氧处理下段227；

特别是，第二填料19包括聚丙烯纤维绳或尼龙绳、聚氯乙烯(PVC)塑料圆片和固定在PVC塑料圆片上的维纶醛化纤维，其中，以聚丙烯纤维绳或尼龙绳为中心绳，在其上串联直径为150-200mm的PVC塑料园片，聚氯乙烯(PVC)塑料园片之间的距离为80-100mm，在PVC塑料园片上打孔，维纶醛化纤维通过孔固定在PVC塑料圆片上，构成所述的第二填料19。

其中，第二填料19的高度为1000-1500mm；第二填料19距离好氧反应室底225的高度为3000-4000mm；第二填料19的密度为25-44串/m³，比表面积为260-310m²/m³，干重量为2.8-3.2kg/m³，成膜重量为40-80kg/m³；聚氯乙烯(PVC)塑料圆片第一填料9的厚度为0.45mm。

其中，好氧生物反应器22还与供气装置相连接，供气装置用于向好氧生物反应器22内提供氧气，以便好氧菌进行好氧降解处理废水。

特别是，所述供气装置包括顺序连接的空压机16、供氧管道17和曝气器18，其中曝气器18安装在好氧生物反应器的器底225的上面，距离好氧生物反应器器底225的高度为200-500mm，优选为200-300mm；空压机16安装在好氧反应室22的外部。

好氧反应室22内填满好氧污泥，好氧污泥浓度为6.5-8.5g/L；好氧污泥内含有不动杆菌属(Acinetobater sp.)，纤维单胞菌属(Cellulomonas sp.)、假单胞菌属(Pseudomonassp.)、假丝酵母属(Candidas sp.)、藻类如：绿藻(chlorophycophyta)、拟裸藻(Euglenophycophyta)、硅藻(Diatoma)，原生动物如：草履虫(Paramecium)、喇叭虫(Stentor)、变形虫(Amoeba)等好氧微生物。

经厌氧处理装置7A处理的废水流入彼此串联的好氧处理装置22A的好氧生物反应器22内，在好氧微生物群的作用下，进行好氧生物处理。

其中，二沉池23的结构与初沉池5类似，其中部设有第三布水器24、底部设有好氧降解污水进水管道231、污泥排出管道232以及设在上部的出水堰25。经过好氧生物降解处理的废水在二沉池23内沉淀，污泥通过污泥排出管道232排出二沉池23，其中一部分污泥经过好氧污泥回流管道20与进入好氧生物反应器22的废水混合后进入好氧生物反应器22内进行好氧降解处理，其中，回流到好氧反应器的污泥回流比60％；剩余的污泥经过好氧污泥排泥管21送入污泥处理装置27A的污泥浓缩池27中进行污泥处理。

其中，还包括第一集水井26，经过好氧生物降解处理的废水从二沉池23中溢流过出水堰25后流入第一集水井26中，第一集水井26收集的废水为达标废水。

如图5所示，污泥处理装置27A包括污泥浓缩池27、污泥脱水系统28、第二集水井29；

其中，污泥浓缩池27收集从预处理装置1A、厌氧处理装置7A和好氧处理装置22A中排出的污泥，污泥在污泥浓缩池27中自然沉降，沉降后的上清液通过管道回流到预处理装置1A的调节池3中继续进行废水处理；沉降后的沉淀物污泥通过安装在污泥浓缩池27底部的泵15将污泥泵送到污泥脱水系统28中进行脱水处理，脱水后的污泥饼外运，脱出的水送入第二集水井29中储存，然后再通过管道30回流到预处理装置的调节池3中继续进行废水处理。

下面描述采用本发明处理设备处理麦草浆造纸中段废水的工艺过程：

本发明厌氧处理装置中使用的厌氧污泥和好氧污泥均可通过国内或国外采购获得，例如可以采购并使用北京美绿环境工程有限责任公司自己培养的型号为MLYY-03的厌氧污泥，以及采购并使用北京美绿环境工程有限责任公司自己培养的型号为MLHY-01的好氧污泥。

本发明处理的废水是麦草浆造纸生产过程中的中段废水，中段废水的性能指标参数如下：

水量：            10000m³/d

COD：             3000mg/l

SS：              1300mg/l

B/C：             0.28

pH值：            6～9

1)废水的预处理

麦草浆造纸中段废水首先进入格栅渠1，经过机械格栅2除去大块悬浮物后，进入调节池3，然后通过泵15将调节池3中的废水从初沉池5底部的进水口51经过第一布水器4送入初沉池5，废水在初沉池5内进一步沉淀除去悬浮物和颗粒物，废水从初沉池5的上部通过管道输送到厌氧处理装置7A内进行厌氧降解处理，初沉池5底部的污泥通过底部的预处理排泥管道6输送到污泥处理装置27A内进行处理；

本实施例中废水预处理装置中的机械格栅2的间隙10mm；预处理的水力停留时间为2小时，其中预处理的水力停留时间指的是待处理污水在反应器内的平均停留时间。

预处理后废水的质量性能指标：COD：2275mg/l；SS：680mg/l

2)厌氧生物降解处理

首先：从初沉池5上部流出的废水，经由第二布水器7流入多室折流式厌氧处理反应器(ABR)70中，废水在折流板8的作用下在各个厌氧反应室内上下折流前进，依次通过各个反应室内的下降段704、升流段710、第一填料9和上升流段709，借助废水流动和沼气上升作用，使厌氧反应室内的污泥上下运动，完成厌氧生物与废水中污染物充分混合和对污染物的厌氧降解；

接着，经过厌氧降解处理的废水溢流过溢流墙707，进入厌氧降解沉降室80内进行厌氧沉降处理，废水在挡渣挡水板10的作用下流入沉降室下降段801，然后折流流入沉降室升流段802，废水贮满沉降室80后通过堰板11溢流后进入好氧处理装置22A。

本实施例中厌氧反应器70内设置3个竖向溢流墙707，将厌氧反应器分隔成彼此串联的3个厌氧反应室，即第一厌氧反应室701、第二厌氧反应室702和第三厌氧反应室703；厌氧反应室内的折流板8的底端距离厌氧处理反应器底708的高度为400mm；厌氧反应室701、702、703中的下降段704与升流段705的容积之比为1∶3；第一填料9的高度为1000mm，第一填料9以聚丙纤维中心绳，其上串联直径为150mm聚氯乙烯(PVC)塑料圆片，PVC塑料圆片上固定八束维纶醛化纤维，园片与园片间距为80mm；第一填料9的密度为25-44串/m³，比表面积为260-310m²/m³，干重量为2.8-3.2kg/m³，成膜重量为40-80kg/m³；PVC塑料圆片厚度为0.45mm。

第一填料9安装在距离厌氧反应器底部708以上3000mm处；厌氧反应室中的污泥床层的高度为4m；厌氧反应室701、702、703中的升流段705的中下部距离厌氧反应室底部1500mm处开设一个排泥孔706、排泥孔706的孔径为150mm，污泥排出方式为间歇式排泥，使厌氧反应器内污泥床层的高度保持为4m，即当厌氧反应室内的污泥床层高度超过4m时，排泥孔706开启，进行排泥；当厌氧反应室内的污泥床层高度不足4m时，排泥孔706关闭；

厌氧降解沉降室80中沉降室下降段801与沉降室升流段802的容积之比为1∶1；挡渣挡水板10的高度为300mm；沉降排泥孔803距离反应器底部的高度为200mm、孔径为150mm，沉降室中污泥的排出方式为间歇。

沉降排泥孔803的作用是当污泥量超过设计污泥量，并且厌氧反应室中的污泥床层高度超过填料层(即第一填料9的上表面)200mm高度时，可通过沉降排泥孔803控制污泥床层的高度以及反应器内污泥浓度(污泥的总量)。

经预处理装置处理后的废水从第二布水器7流入第一厌氧反应室701内，进行厌氧降解处理，废水在第一厌氧反应室701的折流板8的作用下向下流经下降段704，接着向上流入下升流段710，经过第一填料9后流入上升流段709，然后废水经过溢流墙707溢流依次进入第二厌氧反应室702、第三厌氧反应室703进行所述的厌氧降解处理，厌氧降解处理后的废水溢流过第三厌氧反应室703的溢流墙707后进入厌氧降解沉降室80内，在挡渣挡水板10的作用下流入沉降室下降段801，然后流入沉降室升流段802，废水贮满沉降室80后通过堰板11溢流出来进入好氧处理装置22A。

厌氧生物反应器70的厌氧反应室701、702、703内的污泥通过厌氧反应室排泥孔706排出反应器，然后通过与之相连的厌氧排泥管道14输送到污泥处理装置27A内进行处理；厌氧降解沉降室80底部沉降的污泥通过沉降排泥孔803排出，经过厌氧污泥回流管道13回流，然后与预处理废水一并流入厌氧反应器内进行厌氧降解处理。

厌氧生物降解处理装置中水力停留时间12小时，其中厌氧生物降解处理装置内的水力停留时间是指待处理污水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间。

经过厌氧生物降解处理后废水的质量性能指标为：COD：682.5mg/l；SS：272mg/l；B/C：0.45～0.50

3)好氧生物处理

首先：经过厌氧生物降解处理的废水流入好氧反应器22内，曝气器18输送氧气进入好氧反应器22内，进行废水的好氧生物降解处理；接着，经过好氧生物降解反应的废水输送到二沉池23内进行沉降，好氧降解处理后的废水贮满二沉池后通过出水堰25溢流进入第一集水井26内，达标后的废水从第一集水井26中排出。

本实施例中好氧处理装置22A内设置有2个隔板221将好氧生物反应器22分割成彼此串联的3个好氧反应室222、223、224，即第一好氧反应室222、第二好氧反应室223和第三好氧反应室224；隔板221的底部设置有水流通孔228，供废水从底部的水流通孔流入各个好氧反应室，水流通孔距离好氧反应室底部225的高度为100mm、孔径为150mm；安装在好氧反应室内的第二填料19距离好氧生物反应器器底225的高度为3500mm，第二填料19的高度为1000mm，第二填料19以聚丙纤维中心绳，其上串联直径为150mm PVC塑料园片，PVC塑料园片上固定八束维纶醛化纤维，园片与园片间距为100mm；第二填料19的密度为25-44串/m³，比表面积为260-310m²/m³，干重量为2.8-3.2kg/m³，成膜重量为40-80kg/m³，PVC塑料圆片厚度为0.45mm；好氧污泥的浓度为8.5g/L；曝气器18距离好氧生物反应器底225的高度为300mm；曝气器18输送至好氧反应室内氧气与废水的体积之比为15∶1。

经过厌氧生物降解处理的废水从好氧反应器22的上部流入，并注满好氧反应器22，即经厌氧生物降解处理的废水从第一好氧反应室222的上部注入第一好氧反应室222，由于好氧反应室的隔板221的底部开设有水流通孔228，注入第一好氧反应室222内的废水从底部流入第二好氧反应室223和第三好氧反应室224。从曝气器18中输送的氧气与废水在好氧反应器22内混合，在好氧生物群的作用下进行好氧生物降解反应。废水经过好氧反应室222、223、224的好氧处理后从第三好氧反应室224的好氧处理上段226流出，通过好氧降解废水进水管道231经过第三布水器24进入二沉池23，废水在二沉池内静置沉淀，除去污泥，二沉池23内的废水从上部溢流，溢过出水堰25后输送到第一集水井26内储存；二沉池23底部沉降的污泥通过底部的好氧污泥排出管道232排出二沉池23，其中一部分排出的污泥经过好氧污泥回流管道20回流到好氧生物反应器22的输水管道与经过厌氧生物处理的废水混合进入好氧生物反应器进行好氧降解处理；剩余部分污泥经过好氧污泥排泥管道21流入污泥处理装置中进行污泥处理。

好氧生物降解处理过程中水力停留时间24小时，其中好氧生物处理装置内的水力停留时间是指待处理污水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与好氧生物反应器内微生物作用的平均反应时间。经过好氧生物降解处理后从第一集水井中流出的达标废水的质量性能指标如表1所示：

4)污泥处理

步骤1)、2)、3)处理后经排泥管道6、14、21输送到污泥处理装置27A的污泥首先进入污泥浓缩池27内进行沉淀，在重力作用下沉淀后的污泥通过泵15输送到污泥脱水系统28内进行脱水，脱出的水汇入第二集水井29后由排水管道30输送到调节池3内继续处理；脱水后的污泥饼外送，用作农用或花卉有机肥料。

实施例2

除了厌氧生物降解处理步骤中的厌氧反应器70内设置4个竖向溢流墙707，将厌氧反应器分隔成4个相同的彼此串联的厌氧反应室，即第一厌氧反应室701、第二厌氧反应室702、第三厌氧反应室703、第四厌氧反应室701a；厌氧反应室内的下降段704与升流段705的容积之比为1∶4；第一填料9的底部距离厌氧反应器底部708的高度为3100mm；第一填料9的高度为900mm，第一填料9以聚丙纤维中心绳，其上串联直径为150mm PVC塑料园片，PVC塑料园片上固定八束维纶醛化纤维，园片与园片间距为100mm；厌氧反应室中的污泥床层的高度为4.1m；厌氧生物降解处理装置中水力停留时间8小时；

好氧生物降解处理步骤中好氧生物反应器22内第二填料19的高度为1500mm；第二填料19的底部距离好氧生物反应器底225的高度为2000mm；曝气器18安装在距离好氧生物反应器底225以上200mm处；第二填料19以聚丙纤维中心绳，其上串联直径为200mm PVC塑料园片，PVC塑料园片上固定八束维纶醛化纤维，园片与园片间距为100mm；好氧反应室内氧气与废水的体积之比为10∶1；好氧污泥浓度为7.5g/L；好氧生物降解处理装置中水力停留时间18小时之外，其余与实施例1相同，经过预处理、厌氧生物降解处理和好氧生物降解处理后的达标废水的质量性能指标如表1所示：

实施例3

除了厌氧生物降解处理步骤中厌氧反应器70内设置6个竖向溢流墙707，将厌氧反应器分隔成6个彼此串联的厌氧反应室(第一厌氧反应室701、第二厌氧反应室702、第三厌氧反应室703、第四厌氧反应室701a、第五厌氧反应室702a和第六厌氧反应室703a)；厌氧反应室的下降段704与升流段705的容积之比为1∶3；第一填料9的底部距离厌氧反应器底部708的高度为3200mm；第一填料9的高度为800mm，厌氧反应室中的污泥床层的高度为4.2m；厌氧降解沉降室80中的挡渣挡水板10的高度为500mm。厌氧生物降解处理装置中厌氧生物降解处理装置中水力停留时间24小时；

好氧生物降解处理步骤中好氧生物反应器22内设置有3个隔板221将好氧生物反应器分成4个彼此串联的好氧反应室，即第一好氧反应室、第二好氧反应室、第三好氧反应室和第四好氧反应室；好氧反应室内第二填料19的高度为1000mm；第二填料19安装在距离好氧生物反应器底225以上4000mm处；污泥浓度为6.5g/L；好氧反应室内氧气与废水的体积之比为10∶1；好氧生物降解处理装置中水力停留时间18小时之外，其余与实施例1相同，经过预处理、厌氧生物降解处理和好氧生物降解处理后的达标废水的质量性能指标如表1所示：

表1  处理后的达标废水的质量性能指标参数

	废水	实施例1	实施例2	实施例3
					COD(mg/l)	3400	111.5	145.7	148.2
SS(mg/l)	1300	45.3	48.1	40.6
					B/C：	0.28	0.28	0.28	0.28

检测结果表明：采用本发明废水处理设备处理的废水达到国家一级排放标准，采用本发明方法处理废水的处理效率高，COD除去率达到95.6％～96.7％，SS的去除率达到96％～97％；废水处理设备的处理能力大，出水满足《GB3544-2008制浆造纸工业水污染排放标准》中现有制浆和造纸联合企业造纸废水排放标准。

Claims (10)

1.一种造纸废水的处理设备，包括顺次连接的如下装置：

预处理装置(1A)，具有顺序连接的对废水进行初过滤的格栅渠(1)、存储格栅渠(1)中流出的废水的调节池(3)和用于沉淀经过初过滤后废水中污泥的初沉池(5)；

厌氧处理装置(7A)，具有厌氧处理反应器(70)和厌氧降解沉降室(80)，对废水进行厌氧生物降解处理；

好氧处理的装置(22A)，具有好氧生物反应器(22)和二沉池(23)，对废水进行好氧生物降解处理。

2.如权利要求1所述的处理设备，其特征是：

所述厌氧处理装置(7A)的厌氧处理反应器(70)由溢流墙(707)将其分成至少3个厌氧反应室(701、702、703)，所述厌氧反应室内部设置有附着厌氧污泥的第一填料(9)，第一填料(9)的底部距离厌氧反应器底(708)的高度为2000-4000mm。

3.如权利要求2所述的处理设备，其特征是：所述厌氧反应室内的第一填料(9)的高度为800-1200mm。

4.如权利要求1至3任一所述的处理设备，其特征是：

所述好氧处理装置(22A)内设置竖向隔板(221)，将好氧生物反应器(22)分隔成至少2个彼此串联的好氧反应室(222、223)，好氧反应室内设置附着好氧污泥的第二填料(19)，第二填料(19)的底部距离好氧生物反应器底(225)的高度为2000-4000mm。

5.如权利要求4所述的处理设备，其特征是：所述好氧反应室内的第二填料(19)的高度为1000-1500mm。

6.如权利要求4所述的处理设备，其特征是：

所述的好氧处理装置(22A)内还安装有向好氧处理装置提供氧气的供气装置，其中所述供气装置包括顺序连接的空压机(16)、供氧管路(17)和曝气器(18)，所述曝气器(18)距离好氧生物反应器底(225)的高度为200-500mm。

7.如权利要求1至3任一所述的处理设备，其特征是还包括：

污泥处理装置(27A)，具有与预处理装置(1A)、厌氧处理装置(7A)、好氧处理装置(22A)通过管道相连的污泥浓缩池(27)、对污泥浓缩池(27)中收集的污泥进行脱水处理的污泥脱水系统(28)。

8.一种利用权利要求1-7任一所述处理设备处理造纸废水的处理方法，包括如下顺序进行的步骤：

1)预处理

造纸废水通过管路流进预处理装置(1A)中，过滤、初步沉淀，进行固液初步分离，得到预处理废水；

2)厌氧降解处理

预处理废水进入厌氧处理装置(7A)中，在厌氧反应器(70)内，通过厌氧污泥中的厌氧生物进行厌氧生物降解处理，得到厌氧降解废水；

3)好氧降解处理

厌氧降解废水流入好氧处理装置(22A)中，在好氧反应器(22)内，通过好氧污泥中的好氧生物和曝气器(18)输送的氧气的共同作用下，进行好氧生物降解处理，得到好氧降解水。

9.如权利要求8所述的处理方法，其特征是，步骤2)中所述厌氧污泥的高度为4-5m，废水在厌氧生物处理装置内的停留时间为8-24小时；步骤3)中所述的好氧污泥浓度为6.5-8.5g/L，废水在好氧处理装置内的停留时间为12-24小时。

10.如权利8或9所述的处理方法，其特征是，步骤3)中所述好氧处理装置中废水与曝气器(18)提供的氧气的体积之比为1∶10-15。

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