CN101863571B - 一种利用光催化氧化膜混凝反应器处理造纸废水的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用光催化氧化膜混凝反应器处理造纸废水的方法，涉及一种废水处理方法。提供一种利用光催化氧化膜混凝反应器处理造纸废水的方法及其装置。装置设光催化氧化反应器和膜混凝反应器，光催化氧化反应器出水端与膜混凝反应器进水端连通。通过进水系统将造纸废水送入光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置的光催化氧化反应器的进水端，将光催化氧化反应器出水端与膜混凝反应器的进水端连通；启动光催化氧化反应器进水端的进水泵后，启动光催化氧化反应器；将水处理药剂投入膜混凝反应器的化学反应器内，打开气泵曝气使造纸废水中的悬浮固体在水处理药剂的作用下形成絮状物，再去除絮状物；保持光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置的正常工作状态。

Description

一种利用光催化氧化膜混凝反应器处理造纸废水的方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理方法，尤其是涉及一种利用光催化氧化膜混凝反应器处理造纸废水的方法。
背景技术
造纸废水对环境所造成的污染问题日益突出(施英乔，丁来保，李萍等.造纸废水的深度处理研究和工程应用[J].江苏造纸，2005，(4)：40-45)。常规的碱回收技术、生化技术等存在投资规模大、运行费用高、技术含量高的特点，只能在一些大型造纸厂中使用，而在大部分中小型造纸厂是不适用的。因此，寻找更适合中国国情的造纸废水处理技术一直是我国各研究机构重点攻关的研究课题(李颖，张安龙，崔炜.曝气生物滤池在制浆造纸废水处理中的研究进展[J].湖南造纸，2006，(4)：45-47)。
随着纳米TiO2光催化氧化效应的发现，纳米TiO2光催化氧化法作为降解水中难降解有机化合物的有效手段引起了各国众多研究者的广泛重视。这种效应的原理是利用纳米TiO2在紫外线照射下产生具有强氧化性的羟基自由基，从而氧化污水中的有机物(Goswami DY.Areview of engineering development of aqueous phase solar photocatalytic detoxificationand disinfection process[J].Journal of Solar Engineering，1997，119(3)：101～107)纳米材料的光催化氧化的应用是近年来污水处理领域的研究热点之一。
膜混凝反应器(MCR)是混凝和膜分离技术的结合，原水经混凝降低水中的污染物浓度后，再采用浸入式膜(超滤或微滤技术)处理以进一步提高出水水质。浸入式膜组件浸没于待处理水中，系统占地面积小，并具有能耗低、膜的污堵少、使用寿命长、抗污染物负荷能力强等优点(张光辉，顾平.基于微滤工艺处理微污染地表水的一体化设备开发研究[J].水处理技术，2004，30(5)：292-296)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置。
本发明的另一目的在于提供一种利用光催化氧化膜混凝反应器处理造纸废水的方法。
本发明所述光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置设有光催化氧化反应器和膜混凝反应器，光催化氧化反应器的出水端与膜混凝反应器的进水端连通。
所述光催化氧化反应器为内壁镀有纳米TiO2涂层的管状不锈钢圆柱，管状不锈钢圆柱前后两端分别设有进水端和出水端，管状不锈钢圆柱内腔设有紫外线石英灯管。所述膜混凝反应器顶部加盖，膜混凝反应器底部设有穿孔式曝气管并与气泵连接，膜混凝反应器上部设有膜分离组件，膜分离组件出口端与抽吸泵连接；膜接触反应器吸收液入口端、出口端与中空纤维膜丝两端封头部分连接。
所述光催化氧化反应器可选用EBE-50L型纳米TiO2光催化氧化反应器，生产厂家为深圳市碧宝环保科技有限公司；所述膜混凝反应器可采用9L平板式膜混凝反应器，生产厂家为厦门三达膜科技有限公司。
本发明所述利用光催化氧化膜混凝反应器处理造纸废水的方法，采用所述光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置，具体步骤为：
1)通过进水系统将造纸废水送入光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置的光催化氧化反应器的进水端，将光催化氧化反应器的出水端与膜混凝反应器的进水端连通；
2)接通电源开关，启动光催化氧化反应器进水端的进水泵后，启动光催化氧化反应器；
3)将水处理药剂投入膜混凝反应器的化学反应器内，打开气泵曝气，使造纸废水中的悬浮固体在水处理药剂的作用下形成絮状物，再去除絮状物；
4)保持所述光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置的正常工作状态，需停止工作时，断开电源开关。
在步骤3)中，所述水处理药剂的浓度可为8～20mg/L；所述水处理药剂可采用KRT-3高效垃圾渗滤液处理药剂，生产厂家为厦门凯瑞尔数字环保科技有限公司。
与现有的造纸废水处理方法相比，本发明具有以下突出的优点和效果：
1)本发明为在线自动运行形式，可保证造纸废水处理不间断进行；
2)造纸废水经过光催化氧化反应器，光催化氧化反应器内壁上的纳米TiO2涂层在紫外线的照射下产生的羟基自由基，将废水中难降解的有机物氧化分解，并提高该废水的水化学反应活性。
3)膜混凝反应器混凝效果好，可有效去除废水中的悬浮物和有机成分，经膜分离组件出水，水质效果良好。
4)处理废水时间短，效率高，能耗低，处理设备投入少，占地面积小。
附图说明
图1为本发明实施例的光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置的结构组成示意图。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步说明。
以下实施例以福建某造纸厂所产生的造纸废水为原水，废水的水质条件为：SS浓度为200～550mg/L，COD浓度为1100～2800mg/L，BOD5为295～580mg/L，pH值为2.8～4.2。
图1给出本发明实施例的光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置的结构组成示意图。所述光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置实施例设有光催化氧化反应器2和膜混凝反应器3，所述光催化氧化反应器2可选用EBE-50L型纳米TiO2光催化氧化反应器，生产厂家为深圳市碧宝环保科技有限公司；所述膜混凝反应器3可采用9L平板式膜混凝反应器，生产厂家为厦门三达膜科技有限公司。
通过废水进水系统1将造纸废水经加压泵6送入光催化氧化反应器2，光催化氧化反应器2的出水端与膜混凝反应器3的进水端连通，光催化氧化反应器2的出水进入膜混凝反应器3的化学反应器内，将KRT-3水处理药剂按8～20mg/L浓度投加入膜混凝反应器3的化学反应器内，打开气泵7曝气，使造纸废水中的悬浮固体和有机物在水处理药剂的作用下形成絮状物并从废水中去除，经膜混凝反应器3的膜分离组件4过滤后通过出水系统8排放。
所述膜分离组件4的膜材质可采用抗污染耐氧化的聚乙烯(PE)。
所述光催化氧化反应器2的内壁镀有纳米TiO2涂层的管状不锈钢圆柱，管状不锈钢圆柱前后两端分别设有进水端和出水端，管状不锈钢圆柱内腔设有紫外线石英灯管。光催化氧化反应器2内壁上的纳米TiO2涂层在紫外线的照射下产生的羟基自由基，将废水中难降解的有机物氧化分解，并提高该废水的水化学反应活性。
以下给出具体实施例。
实施例1：造纸废水水质如下：SS浓度为256mg/L，COD浓度为1378mg/L，BOD5为326mg/L，pH值为3.0，光催化氧化反应器的水力停留时间为2h，膜混凝反应器的水力停留时间为3h，KRT-3水处理药剂按8mg/L浓度投加，运行10天后，出水水质平均值为：SS浓度为36mg/L，COD浓度为88mg/L，BOD5为37mg/L，pH值为7.1。
实施例2：造纸废水水质如下：SS浓度为423mg/L，COD浓度为2120mg/L，BOD5为435mg/L，pH值为3.8，光催化氧化反应器的水力停留时间为2h，膜混凝反应器的水力停留时间为3h，KRT-3水处理药剂按15mg/L浓度投加，运行10天后，出水水质平均值为：SS浓度为49mg/L，COD浓度为102mg/L，BOD5为78mg/L，pH值为7.4。
实施例3：造纸废水水质如下：SS浓度为510mg/L，COD浓度为2570mg/L，BOD5为513mg/L，pH值为4.1，光催化氧化反应器的水力停留时间为2h，膜混凝反应器的水力停留时间为3h，KRT-3水处理药剂按18mg/L浓度投加，运行10天后，出水水质平均值为：SS浓度为112mg/L，COD浓度为126mg/L，BOD5为89mg/L，pH值为7.8。

Claims (4)

1.一种光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置，其特征在于设有光催化氧化反应器和膜混凝反应器，光催化氧化反应器的出水端与膜混凝反应器的进水端连通；所述光催化氧化反应器为内壁镀有纳米TiO2涂层的管状不锈钢圆柱，管状不锈钢圆柱前后两端分别设有进水端和出水端，管状不锈钢圆柱内腔设有紫外线石英灯管；所述膜混凝反应器顶部加盖，膜混凝反应器底部设有穿孔式曝气管并与气泵连接，膜混凝反应器上部设有膜分离组件，膜分离组件出口端与抽吸泵连接；所述光催化氧化反应器为纳米TiO2光催化氧化反应器。
2.如权利要求1所述的光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置，其特征在于所述膜混凝反应器为9L平板式膜混凝反应器。
3.一种利用光催化氧化膜混凝反应器处理造纸废水的方法，其特征在于，
采用如权利要求1所述光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置；
所述方法的具体步骤为：
1)通过进水系统将造纸废水送入光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置的光催化氧化反应器的进水端，将光催化氧化反应器的出水端与膜混凝反应器的进水端连通；
2)接通电源开关，启动光催化氧化反应器进水端的进水泵后，启动光催化氧化反应器；
3)将水处理药剂投入膜混凝反应器的化学反应器内，打开气泵曝气，使造纸废水中的悬浮固体在水处理药剂的作用下形成絮状物，再去除絮状物；
4)保持所述光催化氧化膜混凝反应器废水处理装置的正常工作状态，需停止工作时，断开电源开关。
4.如权利要求3所述的一种利用光催化氧化膜混凝反应器处理造纸废水的方法，其特征在于在步骤3)中，所述水处理药剂的浓度为8～20mg/L。
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