CN202671346U - 一种废纸造纸废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废纸造纸废水的处理系统，包括依次连通的物化处理单元、厌氧处理单元、生物选择单元、第一好氧处理单元、第二好氧处理单元和沉降单元；物化处理单元设有混凝剂投加装置；第一好氧处理单元设有微生物菌剂投加装置；第二好氧处理单元设有后生动物培养投加槽；第一好氧处理单元和第二好氧处理单元底部均设有与鼓风设备连通的曝气管网；沉降单元设有连通厌氧处理单元和生物选择单元的污泥回流管路。本实用新型处理系统用于造纸废水的处理，实现了废纸造纸废水处理的低污泥产率。

Description

一种废纸造纸废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及生物工程与环境工程技术领域，具体涉及一种废纸造纸废水处理系统。

背景技术

造纸工业是能耗、物耗高，对环境污染严重的行业之一，其污染特性是废水排放量大，其中COD、悬浮物（SS）含量高，色度严重。

废纸造纸废水的SS、COD浓度较高，COD则由非溶解性COD和溶解性COD两部分组成，通常非溶解性COD占COD组成总量的大部分，当废水中SS被去除时，绝大部分非溶解性COD同时被去除。因此，废纸造纸废水处理要解决的主要问题是去除SS和COD。废水中的BOD同COD的比值一般约为0.15～0.25，生化性较差，大部分BOD和可溶性COD主要应用生物方法去除。

废纸造纸废水的基本处理方法：

1、气浮或沉淀法

采用气浮或沉淀方法，通过投加混凝剂，可去除绝大部分SS，同时去除大部分非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD。

其典型的处理工艺流程如下：

废水→筛网→集水池→气浮或沉淀→排放

气浮和沉淀均为物化处理方法，处理效果与选用的设备、工艺参数、混凝剂等有关，其COD去除率一般高于制浆中段水的COD去除率，通常能达到70%～85%。对吨纸废水排放量＞150m³、浓度较低的中小型废纸造纸企业，通过气浮或沉淀处理，出水水质指标可达到或接近国家排放标准。

2、物化与生化处理相结合

对于吨纸废水排放量较低、废水含COD较高的大中型废纸造纸企业，期望通过单级气浮或沉淀的物化方法达到国家一级排放标准有较大的难度，因为可溶性COD、BOD主要需通过生化方法才能有效去除。

一般，采用物化加生化的处理方法，典型工艺流程如下：

废水→筛网→调节→沉淀或气浮→A/O或接触氧化→二沉池→排放A/O(缺氧—好氧)处理工艺，通过缺氧段的微生物选择作用，只是对有机物进行吸附，吸附在微生物体的有机物则在好氧段被氧化分解。因此A段停留时间短，约在40～60min。

无论哪种方法处理废纸造纸废水都将产生二次污染物--污泥，因此追求污泥的最小化也是工程设计需考虑的问题。

在污水处理过程中原位减少剩余污泥产率，从源头上降低剩余污泥产量的各种污泥减量技术已成为废水生物处理研究的热点和发展方向。后生动物捕食微生物的污泥减量技术因具有经济高效、无二次污染等优点，已经引起国内外学者的广泛关注。后生动物原位消解污泥技术是根据生态学理论，基于物质与能量在食物链传递过程中逐级递减的原理，通过强化食物链中后生动物的捕食作用以减少剩余污泥的产生量，在保证出水水质达标的前提下,一定程度上使污泥的处理与处置从“末端治理”转移到“源头控制”。后生动物以有机残渣和死的生物体为食。随着水中有机物的减少，出现了轮虫、寡毛类、线虫，轮虫能够吞噬散落的污泥。

例如，申请号为201110297195.7的中国专利文献公开了一种利用后生动物强化污泥原位减量系统及其工艺和应用，该系统由厌氧区、缺氧区、好氧区、后生动物生长区、二沉区五部分构成，生化系统在处理污水过程中通过设置后生动物生长区进行原位减量，在后生动物生长区内不断投加经过培养驯化的后生动物强化对污泥捕食作用，实现污泥原位减量的目的，该处理系统及工艺用于处理生活污水和印染废水取得了较好的效果，污泥减量效果在50~80%。但是由于废纸造纸废水的特殊的性质，该系统并不能适用于废纸造纸废水的处理。

实用新型内容

本实用新型提供了一种废纸造纸废水的处理系统，实现了废纸造纸废水处理的低污泥产率。

一种废纸造纸废水的处理系统，包括依次连通的物化处理单元、厌氧处理单元、生物选择单元、第一好氧处理单元、第二好氧处理单元和沉降单元；所述物化处理单元设有混凝剂投加装置；所述第一好氧处理单元设有微生物菌剂投加装置；所述第二好氧处理单元设有后生动物培养投加槽；所述第一好氧处理单元和第二好氧处理单元底部均设有与鼓风设备连通的曝气管网；所述沉降单元设有连通厌氧处理单元和生物选择单元的污泥回流管路。

废纸造纸废水经预处理后进入物化处理单元，向物化处理单元中投加混凝剂，去除废水中的大部分SS，同时去除大部分非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD₅，经物化处理单元处理后的废水进入厌氧处理单元，进行厌氧水解，废纸造纸废水中由于氮磷含量较少，丝状细菌易生长，因此容易造成污泥膨胀，所以设置生物选择单元，在生物选择单元内，通过施加高负荷，能使高速率吸收易降解物质的微生物获得选择性生长优势，抑制丝状细菌的生长，预防污泥膨胀，改善污泥的沉淀性能；

在第一好氧单元内投加微生物菌剂，分解掉废水中的纤维素，同时调节生化系统，增强微生物分解有机物能力，消耗掉部分污泥；在第二好氧处理单元中投加后生动物，后生动物消耗污泥实现原位污泥减量，第二好氧处理单元出水进入二沉池进行沉降，二沉池中沉降后出水由出水管排出，一部分污泥由污泥回流管路回流至厌氧处理单元和生物选择单元，剩余部分送去脱水系统处理。

废水在厌氧处理单元和生物选择区内需要与污泥达到最大限度的接触，一种优选的技术方案，所述厌氧处理单元设有布水器，通过布水器将污泥均匀的分布在污泥中；所述生物选择单元内设有潜水搅拌机，通过搅拌机使泥水充分接触。

当废水中污染物浓度较高时，为了减轻好氧处理单元的负担，可以使生物选择区分担一部分好氧处理，因此一种优选的技术方案，所述生物选择单元底部设有与鼓风设备连通的曝气管网，该曝气管网在正常状态下处理关闭状态，只有当水温较低时或者废水浓度较高时开启，水温较低时开启补充氧气，废水浓度较高时开启充当好氧处理单元。

所述的物化处理单元为气浮池，气浮过程中增加了水中的溶解氧，浮渣含氧，不易腐化，有利于有序处理。

所述的沉降单元为二沉池或序批式反应器；所述的二沉池选择平流式沉淀池或斜管（板）式沉淀池，选择平流式沉淀池时，沉淀池中的污泥通过真空泵抽出，然后回流至厌氧处理单元和生物选择单元；当采用斜管（板）式沉淀池时，直接在沉淀池底部设置带泵的回流管路，回流至厌氧处理单元。

在所述厌氧处理单元中可以增设生物填料载体，增加生物量和拦截污泥以减少污泥流失。

本实用新型的有益效果：

1）本实用新型处理系统流程简洁、操作运行管理方便。

2）利用食物链作用强化微型动物对细菌捕食的技术,最终达到污泥自身产量的减少,致使污泥处置从“末端治理”转移到“源头控制”。

3）将微生物强化消化与微型后生动物强化捕食相组合，易于形成食物链，可实现对剩余污泥60%-80%的污泥减量效果，且不影响原生化系统污水处理效果，COD、氨氮、TP等指标稳定。

4）本实用新型处理系统适用于一切活性污泥法废水生物处理及其变形工艺对剩余污泥的减量化，可以在不影响污水厂正常运行的情况下实施污泥减量化改造，投资省、运行费用低、见效快，推广应用价值高。

附图说明

图1是本实用新型处理系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种废纸造纸废水的处理系统，物化处理单元4采用气浮池，气浮池4下游设置生化处理系统，生化处理系统包括依次设置的厌氧处理单元7、生物选择单元9、第一好氧处理单元10、第二好氧处理单元11和二沉池16，他们之间均通过带泵的管路连通。厌氧处理单元7、生物选择单元9、第一好氧处理单元10、第二好氧处理单元11均为处理池。

在气浮池4上游设置进水泵1，在进水泵1与气浮池4之间的管路上设置阀门2和流量计3，在气浮池4上设置混凝剂投加装置5。

在厌氧处理单元内7设有布水器8，布水器8由进水装置与多个布水管组成，目的是布水均匀。为增加生物量和拦截污泥以减少污泥流失，可以在厌氧单元7内设生物填料载体。

在生物选择单元9、第一好氧处理单元10和第二好氧处理单元11底部均设有曝气管网15，曝气管网15与鼓风机14连通，通过鼓风机14和曝气管网15向处理系统中曝气。

在第一好氧处理单元10设置微生物菌剂投加装置13，在第二好氧处理单元11设置后生动物培养投加槽12。

二沉池16采用斜板式沉淀池，二沉池16内设有刮泥机17和出水口18，底部通过带有污泥泵19的污泥回流管路20连通厌氧处理单元7和生物选择单元9。二沉池16也可采用序批式反应器。

在所有连通管路上均设有阀门。

本实用新型的工艺流程如下：

废水及活性污泥在厌氧处理单元7、生物选择单元9、第一好氧单元10和第二好氧单元11中均已泥水混合液的形式存在。

废水经进水泵1和流量计2进入气浮池7中，向气浮池7中投加铁盐、亚铁盐或铝盐，铁盐、亚铁盐或铝盐的投加量为100~300mg/L。

气浮沉4沉淀后的出水进入厌氧处理单元7，在厌氧处理单元7中进行厌氧水解，分解掉废水中一部分的有机物，废水在厌氧处理单元7中的容积负荷可取2~15kgCODcr/m³.d，污泥浓度为8~15g/l。

厌氧处理单元7出水进入生物选择单元9，在生物选择单元9内，污泥回流，搅拌使泥水充分混合，使高速率吸收易降解物质的微生物获得选择性生长优势，抑制丝状细菌生长，改善污泥的沉降性能，预防污泥膨胀，废水在生物选择单元7的水力停留时间为0.5~1小时，厌氧处理单元7内的污泥浓度为8~15g/l，潜水搅拌机6的搅拌功率为5~10瓦/m³。

生物选择单元9出水进入第一好氧处理单元10，在第一好氧处理单元10内，通过鼓风机14向池中鼓入空气，好氧微生物进一步消耗废水中的有机物，由好氧微生物消耗的有机物一部分分解为二氧化碳和水，一部分合成为新的细胞物质，以剩余污泥的形式排出处理系统。在第一好氧处理单元10中投加微生物菌剂，分解废水中的纤维素，可以促进其他微生物的生长，优化活性污泥的菌群结构，同时可以生成大量水解酶，促进死亡细胞和衰老细胞的分解以减少污泥产率。废水在第一好氧处理单元10中的水力停留时间为6~12小时；微生物菌剂的投加量为为0.03~0.05%，即投加的微生物菌剂的重量为该处理单元内泥水混合液总重量的0.03~0.05%；活性污泥浓度为2~5g/l。

第一好氧处理单元10出水进入第二好氧处理单元11，进入第二好氧处理单元11的废水中有机物浓度已经大大降低，氨氮主要此处理单元中通过硝化作用去除。向第二好氧处理单元11中投加后生动物，后生动物能以细胞碎片、有机颗粒、游离微生物为食，这些细胞碎片最终分解为二氧化碳和水,后生动物的尸体又会被微生物分解，循环反复，整个污水处理池里的剩余污泥就会被蚕食消解，从而实现污泥的原位减量，降低污泥产率。废水在第二好氧处理单元11的水力停留时间为6~8小时；后生动物投加量为0.03~0.05%，即后生动物的重量为该处理单元内泥水混合液总重量的0.003~0.005%，活性污泥浓度为4~5g/l。

第二好氧处理单元11出水进入二沉池16，二沉池16采用斜板式沉淀池，在二沉池16中沉降后的废水经刮泥机17后由出水口18排出，底部污泥通过污泥泵9后一部分经污泥回流管路20回流至厌氧处理单元和生物分解单元，剩余污泥送至脱水系统处理。

二沉池16还可以用序批式反应器SBR替代。

实施例1

某废纸造纸污水水质为pH：7~8，CODcr：1500~2500mg/l，SS:500~800mg/l，进水量为3000m³/d，污水处处理工艺为调节—气浮--厌氧水解-生物选择-好氧分解-二沉池-出水，要求处理后出水达到CODcr<100mg/l的地方标准。厌氧水解停留时间为12h，区内设潜水搅拌机搅拌使泥水充分混合，设组合填料以增加生物量。气浮池中投加200mg/L的铁盐，厌氧处理单元停留时间为12小时，生物选择单元停留时间为1h，第一好氧处理单元停留时间为12小时，第二好氧处理单元停留时间为8h。采用活性污泥法，鼓风曝气，可变孔曝气头充氧，第一好氧处理单元投加0.05%的微生物菌剂，第二好氧处理单元投加0.05%的后生动物强化捕食，在此条件下，出水CODcr<100mg/l，污泥减量效果达60%以上。

实施例2

某工业园区废水以废纸造纸废水为主，废水水质为pH6.5-8.5，CODcr:200-400mg/l，NH₃-N:5-10mg/l,TP0.5-1mg/l，SS:150~300mg/l，水温为常温，水量为40000m³/d，污水处处理工艺为：格栅—沉砂--厌氧水解—生物选择—好氧分解—SBR—微絮凝砂滤—紫外消毒--出水，要求出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中一级B标准。水解区内设潜水搅拌机搅拌使泥水充分混合；采用活性污泥法，鼓风曝气，厌氧处理单元停留时间为12小时，生物选择单元停留时间为1h，第一好氧处理单元停留时间为8小时，第二好氧处理单元停留时间为6h，第一好氧处理单元投加0.05%的微生物菌剂，第二好氧处理单元投加0.05%的后生动物强化捕食在此条件下，出水优于GB187918一级B标准，污泥减量效果达65%以上，大大减少了污泥处理成本。

Claims (6)

1.一种废纸造纸废水的处理系统，其特征在于，包括依次连通的物化处理单元（4）、厌氧处理单元（7）、生物选择单元（9）、第一好氧处理单元（10）、第二好氧处理单元（11）和沉降单元（16）；所述物化处理单元（4）设有混凝剂投加装置（5）；所述第一好氧处理单元（10）设有微生物菌剂投加装置（13）；所述第二好氧处理单元（11）设有后生动物培养投加槽（12）；所述第一好氧处理单元（10）和第二好氧处理单元（11）底部均设有与鼓风设备（14）连通的曝气管网（15）；所述沉降单元（16）设有连通厌氧处理单元（7）和生物选择单元（9）的污泥回流管路（20）。

2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述厌氧处理单元（7）内设有布水器（8）。

3.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述生物选择单元（9）内设有潜水搅拌机（6）。

4.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述生物选择单元（9）底部设有与鼓风设备（14）连通的曝气管网（15）。

5.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述的物化处理单元（4）为气浮池。

6.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述的沉降单元（16）为二沉池或序批式反应器。 

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