CN105668939A - 一种处理造纸废水的组合式生物滤池装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理造纸废水的组合式生物滤池装置及方法，所述装置包括配水池(1)，填料层(2)，曝气管(3)，曝气泵(4)，污泥区(5)，进水阀(6)，排泥口(7)，生物滤池(8)，溢流堰(9)，溢流出水口(10)，斜板沉淀区(11)，排泥斗(12)，排泥口(13)。本发明的组合式生物滤池是为对曝气生物滤池的改造开发的一种污水处理新技术，在污水处理流程中取消初次沉淀池，采用斜板沉淀池改善后沉池的活性污泥沉淀效果和剩余活性污泥的脱水效果，具有处理效果好，工程投资低的特点。利用组合硅酸钙填料的高吸附性和生物相容性可确保处理后的造纸废水出水达到中水回用景观用水水质标准。

Description

一种处理造纸废水的组合式生物滤池装置及方法

技术领域：

本发明属于工业废水处理技术领域，尤其涉及一种处理造纸废水的组合式生物滤池装置及方法。

背景技术：

造纸工业是一个与社会经济直接相关的行业，同时也是用水量大、对环境污染严重以及能源及化工原料消耗高的行业，造纸工业所产生的废水已经被公认为世界“六大公害”之一。这是因为造纸废水排放量大、污染物种类多、废水中含有大量的有毒有害物质，包括悬浮物、有机物质、致突变、致癌、致畸等物质，如果不经过有效的处理而直接进行排放，它可能造成整个水体的污染，进而造成生态环境的严重破。

据不完全统计，目前全国的工业污水日排放量大约为6000万立方米，城市生活污水排放量为5000万立方米，全国已经有1/3以上的河流受到污染。我国造纸工业排放的废水量已经超过全国工业废水总排放量的20％。

造纸工业生产中的废水主要有三部分，分别称为：蒸煮液、中段废水和造纸白水。蒸煮废液是指酸法制浆的红液和碱法制浆的黑液在制浆蒸煮过程中产生的超高浓度废液。中段废水是指经酸法制浆或者碱法制浆的废液提取后的蒸煮浆料经过洗涤、筛选、漂白以及打浆中所排出的废水。漂白废水中以不溶性COD为主，主要有一些细小纤维、填料和胶料，可生化性较低，可以采用气浮法、混凝法、沉淀法等方法进行处理。

造纸废水的污染主要有以下特点：

废水排放量大。据统计，每年我国造纸废水排放量超过40亿吨，占全国工业废水总排放比例的20％左右，排放量远远超过发达国家。

废水成分复杂。由于造纸工业原料不同、制浆方法不同和添加的化学药品不同等原因，致使不同的造纸厂废水性质也不尽相同。造纸废水中含有大量的悬浮物、可溶性有机物和无机物等。据统计，我国每年造纸废水排放化学需氧量居第一位，为300多万吨，占工业化学需氧量总排放量的42％。

废水中有毒物质含量高。造纸废水中的有毒物质、致突变、致癌、致畸物质种类有很多，其中有机物中典型的有：有机氯代物、有机硫化物、树脂类化合物、单宁类化合物、以及氯代酚等。无机物中的有毒化合物最主要的是含硫化合物，比如硫酸盐、硫化氢等。

废水治理水平落后。我国造纸企业中以小厂居多，大部分都采用碱法工艺，受到碱液回收的技术问题和企业自身规模或者资金的限制，国内具有回收装置的企业并不多，相关的技术推广仍处于较低水平，与目前的造纸工业废水污染治理亟待解决的形势不成比例。

目前我国造纸废水的处理工艺很多，物化法、化学法以及生物法都能取得一定的效果，但由于造纸废水排放量大、污染物种类多、有毒有害物质多等特点，这些方法单独去处理废水都有一定的缺陷。物化法处理废水设备占地面积大，基建费用高；化学法处理废水所加试剂费用高，设备复杂；而生物法处理废水受外界环境影响较大，处理效果不稳定。因此寻找一种既经济又有效的处理办法成为研究的热点。曝气生物滤池具有占地面积小，基建费用低，管理方便，出水水质好等特点，但对于应用在滤池中的滤料的选择并不规范，运行效果以及投资运行成本等都存在诸多问题。本发明的组合式生物滤池就是对曝气生物滤池加以改造开发一种污水处理新技术。组合式生物滤池作为新技术在处理造纸废水中具有很大优势：

(1)空间利用率大，池体相对较小，占地面积少，降低运行成本；

(2)有效去除污染物，氧利用率高，能达到预期目标；

(3)运行期间微生物不会流失，不会发生污泥膨胀现象，设备操作管理简单，重新启动时间短；

(4)选择合适的填料，以废治废，使环境污染治理最大化等。

组合式生物滤池处理造纸废水是几种方法联用，包含生物法处理中的微生物培养，通过微生物的新陈代谢去降解污染物；还包含化学氧化作用和物理沉降，既经济又实用。而组合式生物滤池处理造纸废水的填料是以粉煤灰基为原料，价格低廉，来源广泛。滤池的整个工艺操作简单，并具有以废治废、节约资源等优点，将大幅消减原料来源开支，减少处理系统运行费用及占地费用，以此方法最终达到减少或者消除造纸废水对环境的污染的目的，使得废水能达标排放。

本发明能为造纸废水的处理提供一种新装置和方法。而组合式生物滤池由于占地面积小，选择经济适用的材料作为填料，降低了污水处理的投资和运行费用，还具有运行管理方便，出水水质好等优点，将对我国经济和社会发展以及环境保护具有重要意义。

发明内容：

本发明的目的在于提出一种结构简单、成本低，处理造纸废水的组合式生物滤池装置及方法。

本发明具体提供了如下技术方案：一种处理造纸废水的组合式生物滤池装置，该装置包括配水池(1)、填料装置(2)、曝气管(3)、曝气泵(4)、进水阀(6)、排泥口(7)、生物滤池(8)、溢流堰(9)、溢流出水口(10)、斜板沉淀区(11)、排泥斗(12)、排泥口(13)；所述生物滤池所处理的的废水从配水池(1)经进水阀(6)及管道送入生物滤池(8)的下部，生物滤池(8)下部设置曝气管(3)，曝气管(4)连接曝气泵(5)；填料层(2)形成曝气区域，曝气管(3)的气体在此处对废水进行曝气；生物滤池(8)上部外侧分别设置配水池(1)和溢流堰(9)，净化后的废水经溢流堰(9)流入斜板沉淀区(11)，流经斜板沉淀区(11)污泥沉入排泥斗(12)，澄清的水经溢流出水口(10)排除，沉入排泥斗的污泥有排泥口(13)排出。

本发明还提供了一种使用所述的装置处理造纸废水的方法，废水从配水池底部流入生物滤池的曝气区，通过曝气泵空气从滤池底部打入，流量用流量计控制；废水在生物滤池内经微生物降解净化后于滤池顶部的溢流堰流入斜板区，然后汇集到斜板沉淀区进行沉淀，沉淀后由出水口排出。所述填料层填料是以工业固废粉煤灰提取氧化铝生产过程中产生的副产物硅酸钙为原料，经造粒后制备成的，其生产工艺为：

(1)将35％-45％的硅酸钙、50％-60％的自来水和5％的膨润土混合均匀加入挤出造粒机进行造粒，颗粒为圆柱粒状，颗粒长5-10mm，直径2-8mm。

(2)造粒后的颗粒进行烘干，烘干温度设定为120-125℃，烘干时间为4-8小时；

(3)烘干后的填料进行焙烧，焙烧温度设定为450-500℃，焙烧时间6-8小时。

本发明有如下优点：

(1)生物滤池具有占地面积小，基建费用低，管理方便，出水水质好等特点。

(2)运行期间微生物不会流失，不会发生污泥膨胀现象，设备操作管理简单，重新启动时间短；

(3)硅酸钙填料具有比表面积大、多孔、孔隙率高等优点，适合微生物的挂膜生长。

(4)滤料原料属于工业废弃物，来源广泛，价格低廉，具有经济性。下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明

附图说明：

图1为组合式生物滤池装置图，其中，1、配水池，2、填料层，3、曝气管，4、曝气泵，5、污泥区，6、进水阀，7、排泥口，8、生物滤池，9、溢流堰，10、溢流出水口，11、斜板沉淀区，12、排泥斗，13、排泥口。

具体实施方式：

如图1所示，待处理的污水通过配水池(1)流经填料层(2)，经填料层上附着生长的生物膜氧化降解处理后通过出水区，最后通过出水口的管道排出。配水池的作用是能存放污水，通过管道使污水均匀地流过填料装置截面。曝气泵(4)通过曝气管(3)向生物滤池(8)内填料层上生长的生物膜供给微生物生长代谢所需氧源，其中的微生物进行生长代谢的营养物质是污水中的有机污染物提供，在生长代谢的过程中，将有机污染物氧化降解，使污水有机物被去除，从而得到净化。斜板沉淀区的斜板要有一定的倾斜角度，而这个角度是根据实际运行的经验去设定的，它能用来保证生物膜脱落后会随水流带出池外，而滤料则不会被带出。

本发明废水从配水池底部流入生物滤池的曝气区，通过曝气泵空气从滤池底部打入，流量用流量计控制；废水经过一系列反应净化后于滤池顶部的溢流堰流入斜板区，然后汇集到斜板沉淀区，沉淀后由出水口排出。填料层填料是以工业固废粉煤灰提取氧化铝生产过程中产生的副产物硅酸钙为原料，经造粒后制备成的，其生产工艺为：

(1)将35％-45％的硅酸钙、50％-60％的自来水和5％的膨润土混合均匀加入挤出造粒机进行造粒，颗粒为圆柱粒状；颗粒平均长约7mm，直径2mm。

(2)造粒后的颗粒在烘箱中进行烘干，烘干温度设定为120-125℃，烘干时间为4-8小时；

(3)烘干后的填料在回转窑中进行焙烧，焙烧温度设定为450-500℃，焙烧时间6-8小时。

本发明的废水处理效果如表1。

表1造纸废水处理效果

Claims (3)

1.一种处理造纸废水的组合式生物滤池装置，其特征在于：该装置包括配水池(1)、填料装置(2)、曝气管(3)、曝气泵(4)、进水阀(6)、排泥口(7)、生物滤池(8)、溢流堰(9)、溢流出水口(10)、斜板沉淀区(11)、排泥斗(12)、排泥口(13)；所述生物滤池所处理的的废水从配水池(1)经进水阀(6)及管道送入生物滤池(8)的下部，生物滤池(8)下部设置曝气管(3)，曝气管(4)连接曝气泵(5)；填料层(2)形成曝气区域，曝气管(3)的气体在此处对废水进行曝气；生物滤池(8)上部外侧分别设置配水池(1)和溢流堰(9)，净化后的废水经溢流堰(9)流入斜板沉淀区(11)，流经斜板沉淀区(11)污泥沉入排泥斗(12)，澄清的水经溢流出水口(10)排除，沉入排泥斗的污泥有排泥口(13)排出。

2.一种使用权利要求1所述的处理造纸废水的组合式生物滤池装置处理造纸废水的方法，其特征在于，废水从配水池底部流入生物滤池的曝气区，通过曝气泵空气从滤池底部打入，流量用流量计控制；废水在生物滤池内经生物降解净化后于滤池顶部的溢流堰流入斜板区，然后汇集到斜板沉淀区，沉淀后由出水口排出。

3.如权利要求2所述的使用权利要求1所述的处理造纸废水的组合式生物滤池装置处理造纸废水的方法，其特征在于，所述填料层填料是以工业固废粉煤灰提取氧化铝生产过程中产生的副产物硅酸钙为原料，经造粒后制备成的，其生产工艺为：

(1)将35％-45％的硅酸钙、50％-60％的自来水和5％的膨润土混合均匀加入挤出造粒机进行造粒，颗粒为圆柱粒状，颗粒长5-10mm，直径2-8mm；

(2)造粒后的颗粒进行烘干，烘干温度设定为120-125℃，烘干时间为4-8小时；

(3)烘干后的填料进行焙烧，焙烧温度设定为450-500℃，焙烧时间6-8小时。