CN107473515B - 一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺 - Google Patents

一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺，包括如下步骤：a、采用絮凝法对棉浆废水进行第一级处理；b、采用生物活性炭纤维法对絮凝处理后的棉浆废水进行连续处理。本发明采用絮凝‑生物活性炭纤维法的连续水处理工艺对棉浆废水进行处理，棉浆废水的处理中具有非常优良的处理效果，其出水的CODCr、pH值和浊度度均可以达到国家工业废水一级排放标准，此工艺具有良好的市场应用价值。

Description

一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，更具体的涉及一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺。
背景技术
新疆作为棉花主产区，棉花产业在区域内部产业结构中占有较大的比重,已经成为新疆各地州和兵团的重要经济支柱和农民脱贫致富的主要途径，是区域经济增长的源泉。随着棉花种植面积的不断扩大(已达2400万亩)和科学化种植水平的不断提升，新疆棉花总产量已占全国产量的50％以上，这极大地促进了棉花下游产业的蓬勃发展，如棉浆泊的生产、棉籽油的生产、棉花秸秆及棉籽壳的转化利用等，其中，以下脚棉或棉短绒为原料生产棉浆泊(一种高纯度纤维素，被广泛应用于食品、医药、造纸、塑料、航天、军工等领域)具有很好的社会效益和经济价值。然而，在棉浆泊的生产中，不仅会消耗大量的自来水，同时也会产生大量的黑色废液(棉浆废水)，由于棉浆废水中含有大量有机污染物和悬浮物(主要有碱、木质素、纤维素、半纤维素及其在高温、强碱条件下的分解产物等)，其成分复杂且很难治理，若不进行有效处理而排放将会对土壤等生态环境造成严重的破坏。随着棉浆等化纤厂数量的不断增加以及水资源的日益短缺，棉浆废水的处理便成为人们普遍关注的重要问题之一。
棉浆废水的处理要求对废水进行有效处理以达到排放标准或循环利用。在棉浆废水处理过程中首先通过絮凝手段将废水中的悬浮物(木质素、纤维素、半纤维素等不溶性固体)进行沉降分离，这一过程不仅达到降低色度的目的，同时将大大降低废水难降解物质的含量。絮凝处理后可将棉浆废水分为两部分，上清液和沉淀物。其中沉淀物可以回收再利用生产棉浆泊。
棉浆废水上清液仍然具有色度高、碱性高、污染物复杂、难降解等特性，目前主要有物理手段、化学手段、生物手段等，用到的技术主要有：吸附、氧化、电化学、微生物、超声等。如以下的几种工艺：
微生物絮凝剂法：李雅梅从土壤样品中筛选到一株可以产生高活性絮凝剂的类芽孢杆菌XN-2，将菌株发酵后提取絮凝剂，并对棉浆废水进行絮凝工艺研究，结果显示，在pH＝9.0、废水温度为20℃的条件下，70mL棉浆废液中添加XN-2絮凝剂4ml、助凝剂(2％的CaCl2)3.5mL，CODCr去除率最高为43.3％。
生物-接触氧化法(生物膜法)：杨洋采用格栅—调节池—气浮—水解酸化池—生物接触氧化池—沉淀池—清水池—污泥浓缩池的工艺将棉浆废水中CODCr从1174.8mg/L降至77.6mg/L，SS从398.2mg/L降至54.2mg/L；色度从114.9倍降至42倍。
超声-生物法联合处理工艺：赵丽红首先对棉浆黑液进行了超声预处理，然后加入了培养基，进行灭菌和接种微生物，并在摇床中培养一定时间，显示，当棉浆黑液被稀释10倍，频率20kHz，功率225W，时间120min时，该方法对废水中CODCr的去除率可达75％。
催化-电化学反应器处理法：吴丹采用自制的电化学反应实验装置，对棉浆黑液进行三相三维电极协同催化氧化降解实验，到了显著因素的最佳工艺分别为：20V的电解槽电压，125mg/L的果壳活性碳粒子填充量，pH＝2的进水，60-90min的运行时间，0.3m3/h的曝气量。此条件下CODCr去除率达60％以上。
微电解方法：杨晓林采用微电解方法处理棉浆黑液时，对阴极材料、铁碳比、铁碳量、反应时间、pH值、曝气量等条件进行了实验研究，得到了微电解的最佳阴极材料为活性碳，最佳处理工艺参数为：铁碳比1:1，铁碳量0.4g/ml,微电解时间120min，pH＝3，曝气量0.4L/min，单独使用微电解时，CODCr去除率达到86.5％，色度去除率达到94.3％。
上述工艺对棉浆废水上清液处理的效果各有优劣，然而很难实现对棉浆污水的深度处理，且市场化难度大。如，在传统的生物法或生物接触氧化法中载体材料的比表面积小，空间效率低，处理能力有限，污泥膨胀率大，污染物处理不够彻底，水处理系统的稳定性不高；超声法和电化学法由于需要消耗大量的电能，不够绿色环保，与节能减排的思想相悖。
发明内容
本发明的目的在于解决现有方式对棉浆废水处理效果不好的问题，提供一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺。
本发明是这样实现的，一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺，采用絮凝-生物活性炭纤维法的连续水处理工艺对棉浆废水进行处理，包括如下步骤：
a、采用絮凝法对棉浆废水进行第一级处理；
b、采用生物活性炭纤维法对絮凝处理后的棉浆废水进行二级处理。
优选地，步骤a中，在采用絮凝法对棉浆废水进行处理时，调整絮凝温度为20℃-30℃，pH为8.8-9.8，采用硫酸铝作为絮凝剂，絮凝剂用量为4g/L，处理时间为15-25min，经絮凝处理后的棉浆废水除去沉淀物后，保留上清液进行后续处理。
优选地，步骤b中，采用活性炭纤维法对絮凝处理后的棉浆废水进行处理时，将絮凝处理后棉浆废水的上清液排放至反应容器中，基于活性炭纤维丝挂膜接种处理，将活性炭纤维丝悬挂在反应容器中，并接种活性污泥，活性污泥接种量为20g/L，同时进行曝气，曝气量控制在12L/min，处理时间为3h，温度为35℃。
优选地，在步骤a中，调整pH为9.8。
优选地，在步骤a中，处理时间为15min。
优选地，步骤b中，采用活性炭纤维法对絮凝处理后的棉浆废水进行处理时采用连续操作处理，连续操作处理时，絮凝处理后棉浆废水的上清液连续的排放至反应容器中，进水量控制为0.5L/h，连续处理时间不少于6.5h。
优选地，连续处理时间不少于9h。
相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺，采用絮凝-生物活性炭纤维法的连续水处理工艺对棉浆废水进行处理，棉浆废水的处理中具有非常优良的处理效果，其出水的CODCr、色度、pH值和浊度度均可以达到国家工业废水二级排放标准。此工艺具有良好的市场应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺流程示意图；
图2为采用不同种类絮凝剂对棉浆废水进行絮凝处理后的结果图；
图3为采用不同量的絮凝剂对棉浆废水进行絮凝处理后的结果图；
图4为不同絮凝pH下对棉浆废水进行絮凝处理后的结果图；
图5为不同絮凝温度下对棉浆废水进行絮凝处理后的结果图；
图6为不同絮凝反应时间下对棉浆废水进行絮凝处理后的结果图；
图7为不同时间下对BACF法处理效果的影响结果图；
图8为不同温度下对BACF法处理效果的影响结果图；
图9为不同曝气量下对BACF法处理效果的影响结果图；
图10为不同活性污泥接种量下对BACF法处理效果的影响结果图；
图11为在BACF法最佳工艺条件的基础上连续操作处理时的结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示例性的示出了本发明实施例提供的一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺流程示意图，该工艺至少可用于棉浆废水的处理。
如图1所示，本发明实施例提供的一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺，采用絮凝-生物活性炭纤维法的连续水处理工艺对棉浆废水进行处理，包括如下步骤：
a、采用絮凝法对棉浆废水进行第一级处理；
b、采用活性炭纤维法对絮凝处理后的棉浆废水进行处理。
步骤a中，在采用絮凝法对棉浆废水进行处理时，调整絮凝温度为20℃-30℃，pH为8-8-9.8，采用硫酸铝作为絮凝剂，絮凝剂用量为4g/L，处理时间为15-25min，经絮凝处理后的棉浆废水除去沉淀物后，保留上清液进行后续处理。
步骤b中，采用活性炭纤维法对絮凝处理后的棉浆废水进行处理时，将絮凝处理后棉浆废水的上清液排放至反应容器中，基于活性炭纤维丝挂膜接种处理，将活性炭纤维丝悬挂在反应容器中，并接种活性污泥，活性污泥接种量为20g/L，同时进行曝气，曝气量控制在12L/min，处理时间为3h，温度为35℃。
作为本发明实施例的一优选方案，在步骤a中，调整pH为9.8。
作为本发明实施例的一优选方案，在步骤a中，处理时间为15min。
活性炭纤维是一种新型高效的多功能材料，具有比颗粒活性碳更大的比表面积、吸附容量和更佳的吸附动力学性能、良好的孔结构、丰富的表面基团和高效的原位脱氧能力，其机械强度高、化学性能稳定，在气体净化、废水深度处理等领域具有良好效果。然而对于生物活性炭纤维法用于棉浆废水处理的研究还鲜有报道。
在本发明实施例中，以机械强度大、吸附性好、生物相容性好的丝状活性炭纤维为载体，将活性污泥接种于棉浆废水处理系统中，通过循环反复挂膜的方法固定于载体上，同时加以持续的曝气，形成的生物活性炭纤维水处理工艺，应用于棉浆废水的处理具有良好的前景。本发明实施例采用絮凝-生物活性炭纤维法的连续水处理工艺对棉浆废水进行处理，棉浆废水的处理中具有非常优良的处理效果，其出水的CODCr、色度、pH值和浊度度均可以达到国家工业废水一级排放标准，此工艺具有良好的市场应用价值。
为了说明本发明实施例所提供的一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺对棉浆废水的处理效果，同时得出最优的工艺处理条件，通过以下实验来进行验证和研究。
1实验材料及方法
1.1实验材料
棉浆废水：取自新疆某棉浆厂，水质指标：色度(倍)为3896；CODCr＝2080mg/L；pH＝8.8；浊度为211.5NTU。
活性炭纤维：型号为SY－ACF－1003C，购自南通森友碳纤维有限公司。
活性污泥：取自新疆某棉浆厂。
1.2实验药品及试剂
本研究所需药品如下表：
表1本研究所需实验药品
本研究所需试剂：重铬酸钾标准液(0.2500mol/L)；试亚铁灵指示剂(1.485g邻菲罗啉和0.695g硫酸亚铁混合于100ml)；硫酸亚铁铵标准液(0.05mol/L)；硫酸-硫酸银溶液(100:1配制)。
1.3实验仪器
SHB－Ⅲ循环水式真空泵，巩义市予华仪器有限公司；SB－648曝气泵，中山市松宝电器有限公司；BT100－2J型蠕动泵，保定兰格恒流泵有限公司；pHS－3C精密pH计，上海虹益仪表有限公司；KBM－A数显恒温磁力搅拌电热套，金坛市医疗仪器厂；UV-2400紫外可见分光光度计，上海菁华科技仪器有限公司；DZKW-D-1恒温水浴锅；金坛市朗博仪器制造有限公司；WGZ-200浊度仪，上海昕瑞仪器仪表有限公司；
1.4实验方法
1.4.1水质测定方法及标准
化学需氧量CODCr：重铬酸盐法(GB/T 22597-2014)；固体悬浮物：重量法(GB11901-1989)；pH：实验室pH计(GB/T 11165-2005)；浊度:水质浊度的测定(GB 13200-1991)；色度(脱色率):紫外分光光度法(GB 11903-1989)。
棉浆废水国家可排放标准为：一级出水，CODCr为50mg/L；二级出水100mg/L(GB3544-2001)。
1.4.2絮凝法对棉浆废水进行第一级处理的工艺优化
以适用性及经济性为考虑标准，选择了四种絮凝剂(硫酸铝、氧化铝、氯化钙、硫酸铁)对棉浆废水进行絮凝处理，以絮凝处理后上清液的CODCr、色度(脱色率)、浊度为标准，采用单因素实验考察了絮凝剂种类、絮凝剂用量、pH、温度、反应时间对棉浆废水处理效果的影响，从而获得最佳的工艺条件。
1.4.2.1絮凝剂种类对处理效果的影响
在温度为20℃，pH为8.8，向盛有50ml棉浆废水的烧杯中分别加入硫酸铝、氧化铝、氯化钙、硫酸铁1.25g，絮凝20min后测定棉浆废水上清液CODCr、脱色率、浊度，从而确定最佳絮凝剂种类。
图2为采用不同种类絮凝剂对棉浆废水进行絮凝处理后的结果。从图2可以看出，.絮凝处理后棉浆废水CODCr、脱色率、浊度，均在絮凝剂为硫酸铝时出现极值。CODCr在絮凝剂为硫酸铝处最低，CODCr从2080mg/L降到1568mg/L，去除率为24.62％；脱色率在絮凝剂为硫酸铝处最高，脱色率为89.5％；浊度在絮凝剂为硫酸铝处最低，浊度从211.5NTU降到2.48NTU。因此综合CODCr、脱色率、浊度三个因素，可确定最佳絮凝剂为硫酸铝。
1.4.2.2絮凝剂用量对处理效果的影响
在温度为20℃，pH为8.8，向盛有50ml棉浆废水的烧杯中加入最佳絮凝剂，质量分别为0.1g、0.2g、0.3g、0.4g、0.5g，絮凝20min后测定棉浆废水上清液CODCr、脱色率、浊度，从而确定最佳絮凝剂的加入量。
图3为采用不同量的絮凝剂对棉浆废水进行絮凝处理后的结果，从图3可以看出，棉浆废水的CODCr在硫酸铝用量为0.2g时，棉浆废水CODCr最低，CODCr从2080mg/L降到1176mg/L，去除率为43.46％；棉浆废水脱色率在硫酸铝为0.2g时最高，脱色率为91.6％；棉浆废水浊度在硫酸铝用量由0.1g增加至0.2g的过程中，浊度的值下降的最快，在0.2g时浊度值为2.36NTU，在硫酸铝用量为0.4g时最低，浊度为1.62NTU。因此综合CODCr、脱色率、浊度三个因素，确定最佳絮凝剂用量为硫酸铝为0.2g/50ml，即4g/L。
1.4.2.3絮凝pH对处理效果的影响
在温度为20℃，调节棉浆废水的pH分别为pH＝6.8、pH＝7.8、pH＝8.8、pH＝9.8、pH＝10.8，将调节好pH的棉浆废水分别量取50ml于烧杯中，向盛有50ml棉浆废水的烧杯中加入最佳用量的最佳絮凝剂，絮凝20min后测定棉浆废水上清液CODCr、脱色率、浊度，从而确定絮凝的最佳pH。
图4为不同絮凝pH下对棉浆废水进行絮凝处理后的结果，从图4可以看出，在硫酸铝最佳用量下，棉浆废水pH＝9.8时，CODCr的值最小，脱色率达到最大，浊度的值最小。造成这种现象的原因是随着pH的增加，棉浆废水中OH-的含量相应的变多，与絮凝剂形成的絮凝沉淀也增加，当pH达到9.8时，刚好与絮凝剂反应完全，再升高pH不会有太大的影响。CODCr从2080mg/L降到1112mg/L，去除率为46.54％；脱色率为92％；浊度为1.93NTU。因此综合CODCr、脱色率、浊度三个因素，确定pH＝9.8为最佳絮凝pH。
1.4.2.4絮凝温度对处理效果的影响
调节棉浆废水的pH达到最佳值，量取50ml棉浆废水于烧杯中，改变絮凝温度为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃，向盛有50ml棉浆废水的烧杯中加入最佳用量的最佳絮凝剂，絮凝20min后测定棉浆废水上清液CODCr、脱色率、浊度，从而确定最佳的絮凝温度。
图5为不同絮凝温度下对棉浆废水进行絮凝处理后的结果，从图5可以看出，絮凝后棉浆废水CODCr在温度为30℃时最小，CODCr从2080mg/L降至1032mg/L，去除率为50.38％；絮凝后棉浆废水脱色率于温度为30℃时最大，脱色率为92.05％；絮凝后浊度在温度为30℃时最小，浊度为1.88NTU。因此综合CODCr、脱色率、浊度三个因素，确定最佳絮凝温度为30℃。
1.4.2.5絮凝反应时间对处理效果的影响
调节棉浆废水的pH达到最佳值，量取50ml棉浆废水于烧杯中，调节絮凝温度为最佳絮凝温度，向盛有50ml棉浆废水的烧杯中加入最佳用量的最佳絮凝剂，控制絮凝时间为5min、10min、15min、20min、25min测定棉浆废水上清液CODCr、脱色率、浊度，从而确定絮凝最佳反应时间。
图6为不同絮凝反应时间下对棉浆废水进行絮凝处理后的结果，从图6可以看出，在加入絮凝剂15min后，滤液CODCr最小，CODCr从2080mg/L降到1032mg/L，去除率为50.38％；滤液脱色率在加入絮凝剂15min后达到最大值，脱色率为92.01％；滤液浊度在加入絮凝剂15min后达到了最小值，浊度值为1.96NTU。说明当反应时间为15min时，絮凝反应基本停止，综合CODCr、脱色率、浊度三个因素，确定最佳反应时间为15min。
1.4.3采用活性炭纤维法(第二级)对絮凝处理后的棉浆废水进行连续处理的工艺优化
基于最佳絮凝条件处理后的棉浆废水，采用活性炭纤维法(BACF法)对其进一步深度处理。以处理后上清液的CODCr、色度(脱色率)、浊度为水质考察指标，采用单因素实验考察有无活性炭纤维丝、温度、曝气量、活性污泥接种量对棉浆废水处理效果的影响，从而获得最佳的工艺条件，在最佳工艺条件下，对棉浆废水进行连续处理，并检测出水水质(CODCr、色度(脱色率)、浊度)。
1.4.3.1时间对BACF法处理效果的影响
在室温为20℃；曝气量为4L/min；活性污泥接种量为30g/L，实验废水用量为10L，将活性炭纤维丝(使用前用丙酮回流预处理，平衡活性炭纤维丝的吸附量)按照所需的方式进行悬挂，进行采样。在实验过程中需要为活性污泥提供营养物质，维持活性污泥中微生物的活性，所加营养物质比例为CODCr:N:P＝100:5:1，为其补充氮源和磷源。采样时间间隔为1小时，每5小时为一组，对其的CODCr、脱色率、浊度进行测定和分析，从而确定活性炭纤维丝挂膜的处理效果以及最佳处理时间。
图7为不同时间下对BACF法处理效果的影响结果，从图7可以看出，在活性炭纤维丝加入时，在CODCr、脱色率、浊度三个因素中均在反应后约3小时达到平衡，数值基本不变。反应3小时后CODCr从1080mg/L降到200mg/L,去除率81.48％；色度(倍)从311.7降到147.7，脱色率为52.6％；浊度从22.50NTU降到2.57NTU。因此综合CODCr、脱色率、浊度三个因素，确定最佳时间为3小时(在连续操作中为废水停留时间)。
1.4.3.2温度对BACF法处理效果的影响
在曝气量为4L/min；活性污泥接种量为30g/L，实验废水用量为10L，基于活性炭纤维丝挂膜接种处理，现对其处理温度进行优化。调节温度为：20℃、25℃、30℃、35℃、40℃，在最佳时间处理后采样，对其化学需氧量CODCr、脱色率、浊度进行测定和分析，从而确定最佳处理温度。
图8为不同温度下对BACF法处理效果的影响结果，从图8可以看出，不同温度接种处理三小时后的CODCr、脱色率、浊度均在温度为35℃时呈现极值，造成这种现象的原因可能是活性污泥中的微生物受温度的影响，随着温度的增加，微生物的繁殖和代谢速度增加，在35℃时达到最佳，继续增加温度抑制了微生物的繁殖与代谢。经该过程处理后CODCr从1080mg/L降到168mg/L，去除率为84.44％；脱色率为57.23％；浊度从22.50NTU降到2.37NTU。因此综合CODCr、脱色率、浊度三个因素，确定最佳的接种温度为35℃。
1.4.3.3曝气量对BACF法处理效果的影响
在活性污泥接种量为30g/L，实验废水用量为10L，调节处理温度为最佳，基于活性炭纤维丝挂膜接种处理，现对其曝气量进行优化。已知所使用的供氧泵的单程供氧量为：4L/min，现通过改变供氧程数，来改变供氧量，即曝气量。调节曝气量为：4L/min、8L/min、12L/min、16L/min，在最佳时间处理后采样，对其的CODCr、脱色率、浊度进行测定和分析，从而确定最佳曝气量。
图9为不同曝气量下对BACF法处理效果的影响结果，从图9可以看出，不同曝气量在最佳温度接种处理三小时后的CODCr、脱色率、浊度均在曝气量为12L/min时呈现极值，造成这种现象的原因可能是活性污泥中的微生物是进行有氧呼吸进行代谢的，随着氧气的增加在曝气量为12L/min达到饱和，继续增加供氧量抑制了微生物的代谢。经该过程处理后CODCr从1080mg/L降到136mg/L，去除率为87.41％；脱色率为58.28％；浊度从22.50NTU降到1.96NTU。因此综合CODCr、脱色率、浊度三个因素，确定最佳的曝气量为12L/min。
1.4.3.4活性污泥接种量对BACF法处理效果的影响
在实验废水用量为10L，调节处理温度为最佳，调节曝气量为最佳，基于活性炭纤维丝挂膜接种处理，对其活性污泥接种量进行优化。调节接种量为：10g/L、15g/L、20g/L、25g/L、30g/L，在最佳时间处理后采样，对其的化学需氧量CODCr、脱色率、浊度进行测定和分析，从而确定最佳活性污泥接种量。
图10为不同活性污泥接种量下对BACF法处理效果的影响结果，从图10可以看出，在最佳温度和曝气量下改变活性污泥接种量处理三小时后，在接种量为20g/L时棉浆废水CODCr和脱色率均呈现极值，浊度虽未达到最小，但也相差不多。造成这种现象的原因可能是接种量小于20g/L时，微生物含量未到达该系统的承载能力的饱和值，处理能力不足，随着接种量的增加达到饱和，继续增加接种量，微生物竞争依旧会使系统达到平衡。经该过程处理后CODCr从1080mg/L降到80mg/L，去除率92.59％；脱色率为62.3％；浊度从22.50NTU降到3.27NTU。因此综合CODCr、脱色率、浊度三个因素，确定最佳的活性污泥的接种量为20g/L。
1.4.4连续操作处理棉浆废水
上述工艺优化为间歇性操作，为考察在连续操作下棉浆废水的出水水质，本研究在上述最佳絮凝条件及最佳BACF工艺条件下，对棉浆废水进行连续运行处理(一级出水进入二级处理工艺)。按照上述最佳处理时间(即停留时间3h)计算出进水量为0.5L/h，每隔1小时测定出水的CODCr、脱色率、浊度，从而达到评价该水处理系统的目的。
图11为在BACF法最佳工艺条件的基础上连续操作处理时的结果，从图11可以看出，经过6.5小时后棉浆废水的CODCr达到国家二级级的排放标准，在经过7小时后棉浆废水的CODCr达到国家一级的排放标准；同时可以看出，脱色率在9小时后达到最大，而后基本不发生变化，说明随着处理时间的变化，废水处理的效果成正比例成长，在一段时间后达到平衡；而且可以看出，浊度在7小时后浊度值基本保持不变，造成这种现象的原因可能是由于蠕动泵的开启打破原系统的平衡，经过一段时间后系统又达到平衡状态。经过九小时的连续运行处理，CODCr从1080mg/L降到16mg/L(以一级出水水质为初值进行计算，下同)，去除率为98.52％；脱色率为65.32％；浊度从22.50NTU降到1.43NTU。因此综合CODCr、脱色率、浊度三个因素，可确定在循环处理9个小时后系统达到一个最佳的处理效果，且水质CODCr达到了国家的一级排放标准，可以出水排放。
结论
本发明以棉浆废水的处理工艺为研究对象，在活性炭纤维的基础上对其工艺条件进行优化。本论文先对棉浆废水进行絮凝处理降低CODCr、色度、浊度,然后用活性炭纤维进行挂膜接种处理，最后进行循环处理。以期处理后的棉浆废水达到国家废水排放标准。
本发明首先研究了棉浆废水的最佳絮凝处理工艺，其中包括絮凝剂种类、絮凝剂用量、絮凝温度、pH、反应时间。以CODCr、脱色率、浊度为标准，确定了最佳絮凝剂为硫酸铝，以及最佳絮凝工艺条件：M＝4g/L、pH＝9.8、T＝30℃、t＝15min。本发明其次研究了活性炭纤维挂膜处理絮凝后棉浆废水的最佳工艺条件，其中包括温度、曝气量、活性污泥接种量。以CODCr、脱色率、浊度为标准，确定了最佳工艺条件：时间3小时、温度35℃、曝气量为12L/min、活性污泥接种量为20g/L。本文最后研究了连续操作处理，确定了连续操作处理9小时后达到最佳的处理效果。已知棉浆废水水质如下：色度(倍)为3896；CODCr＝2080mg/L；浊度为211.5NTU；pH＝8.8。本论文通过对最佳絮凝工艺条件絮凝后的棉浆废水再经过活性炭纤维挂膜连续处理后的水质达到国家排放标准而结束，其水质各项指标为：色度(倍)为216；CODCr＝16mg/L；浊度为1.43NTU；pH＝7.2。根据其最后的指标可得出CODCr的去除率达到了99.20％，脱色率达到了94.45％，浊度降低至1.43NTU。
该研究结果表明经过絮凝处理、活性炭纤维挂膜接种和连续操作处理过的棉浆废水，其出水的CODCr、pH值和浊度度均可以达到国家工业废水排放标准，处理效果显著。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺，其特征在于，采用絮凝-生物活性炭纤维法的连续水处理工艺对棉浆废水进行处理，包括如下步骤：
a、采用絮凝法对棉浆废水进行第一级处理；
步骤a中，在采用絮凝法对棉浆废水进行处理时，调整絮凝温度为20℃-30℃，pH为8.8-9.8，采用硫酸铝作为絮凝剂，絮凝剂用量为4g/L，处理时间为15-25min，经絮凝处理后的棉浆废水除去沉淀物后，保留上清液进行后续处理；
b、采用生物活性炭纤维法对絮凝处理后的棉浆废水进行二级处理；
采用生物活性炭纤维法对絮凝处理后的棉浆废水进行处理时，将絮凝处理后棉浆废水的上清液排放至反应容器中，基于活性炭纤维丝挂膜接种处理，将活性炭纤维丝悬挂在反应容器中，并接种活性污泥，活性污泥接种量为20g/L，同时进行曝气，曝气量控制在12 L/min，处理时间为3h，温度为35℃。
2.如权利要求1所述的一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺，其特征在于，在步骤a中，调整pH为9.8。
3.如权利要求1所述的一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺，其特征在于，在步骤a中，处理时间为15min。
4.如权利要求1所述的一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺，其特征在于，步骤b中，采用活性炭纤维法对絮凝处理后的棉浆废水进行处理时采用连续操作处理，连续操作处理时，絮凝处理后棉浆废水的上清液连续的排放至反应容器中，进水量控制为0.5 L/h，连续处理时间不少于6.5h。
5.如权利要求1所述的一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺，其特征在于，连续处理时间不少于9h。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101205105A (zh) * 2007-12-18 2008-06-25 中国兵器工业第五二研究所 印染污水再生处理循环利用方法
CN101700948A (zh) * 2009-11-20 2010-05-05 上海应用技术学院 一种纺织染整工业废水处理工艺
CN103304058A (zh) * 2013-06-25 2013-09-18 安徽雪龙纤维科技股份有限公司 一种棉浆废水的处理方法
CN106565053A (zh) * 2016-08-26 2017-04-19 长兴县夹浦污水处理有限公司 一种纺织印染废水与生活污水混合处理系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101205105A (zh) * 2007-12-18 2008-06-25 中国兵器工业第五二研究所 印染污水再生处理循环利用方法
CN101700948A (zh) * 2009-11-20 2010-05-05 上海应用技术学院 一种纺织染整工业废水处理工艺
CN103304058A (zh) * 2013-06-25 2013-09-18 安徽雪龙纤维科技股份有限公司 一种棉浆废水的处理方法
CN106565053A (zh) * 2016-08-26 2017-04-19 长兴县夹浦污水处理有限公司 一种纺织印染废水与生活污水混合处理系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
生物活性炭纤维法处理棉浆废水工艺的优化;张越锋等;《塔里木大学学报》;20170108;第67-71页 *

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