一种造纸废水的处理方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种造纸废水的处理方法及装置，本发明采用膨胀颗粒污泥床反应器与间歇式活性污泥处理器相结合的方式对造纸废水进行处理；通过膨胀颗粒污泥床反应器将造纸废水中难降解的大分子有机物生化降解为小分子有机物，以提高间歇式活性污泥处理器的生化处理效率，实现提升造纸废水净化效率的目的。本发明的方法提高了污泥生化处理效率，从而大大提高净化效率。本发明的装置净化高，结构紧凑，提高了设备的自动化程度，占地面积小。非常适合化工厂区建设，用来处理高浓度有机废水。
【专利说明】
一种造纸废水的处理方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种造纸废水的处理方法及装置，属于水处理及环境保护工程技术领 域。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济快速发展，居民的生活水平不断提高，造纸厂产业朝着规模化和规 范化产生发展，特别是"低碳技术、低碳经济"的提出，使得厌氧处理技术在造纸厂废水处理 行业收到广泛关注。厌氧处理技术可降低水处理工艺能源消耗，产生可资源利用气体，减少 碳排放，该技术思想也符合现代水处理工艺向智能化、资源化、可持续化发展的大方向。然 而厌氧处理技术处理量小，处理时间长，出水水质低，特别在造纸厂废水BOD、C0D含量大，水 力冲击负荷大，传统厌氧处理技术无法满足高有机物浓度废水的处理要求。
[0003] 针对当前厌氧处理过程中产甲烷菌对于生成环境要求苛刻、厌氧颗粒污泥需要的 周期长及其出水水质不佳的现状，膨胀颗粒污泥床(EGSB,expanded granular sludge bed)反应器是在厌氧升流式污泥床(UASB，up_flow anaerobic sludge blanket)反应器的 基础上改进形成的第三代厌氧生物反应器，在国内水处理工程中得到应用，但在工业废水 处理实际应用中，传统的EGSB反应器存在颗粒污泥培养过程长、启动周期长、颗粒污泥不易 在EGSB反应器内保留、处理效率低下的弊端。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，提供一种造纸废水的处理方法及装置，以实现高浓度有机物 造纸厂废水快速稳定处理的目的，从而克服现有技术的不足。
[0005] 本发明的技术方案是这样实现的： 本发明的一种造纸废水的处理方法为，该方法采用膨胀颗粒污泥床反应器与间歇式活 性污泥处理器相结合的方式对造纸废水进行处理;通过膨胀颗粒污泥床反应器将造纸废水 中难降解的大分子有机物生化降解为小分子有机物，以提高间歇式活性污泥处理器的生化 处理效率，实现提升造纸废水净化效率的目的。
[0006] 前述方法中，所述膨胀颗粒污泥床反应器中设有提升管，通过提升管截留进入膨 胀颗粒污泥床反应器中的含有机物污泥;并在膨胀颗粒污泥床反应器的三相分离器与进水 区之间设有回流管，将随着气体一起进入三相分离器的含有机物污泥返送至膨胀颗粒污泥 床反应器的反应区底部，并着进水一起返回膨胀颗粒污泥床反应器的反应区，以防止有机 物污泥流失，提高三代厌氧反应区内微生物浓度，形成世代周期生长的微生物群落，提高对 于N、P污染物的降解效率。
[0007] 前述方法中，所述膨胀颗粒污泥床反应器与间歇式活性污泥处理器之间设有平衡 池，通过平衡池暂存膨胀颗粒污泥床反应器的出水，减少水力冲击负荷。
[0008] 前述方法中，所述平衡池内设有潜水栗，通过潜水栗将平衡池中的水送至间歇式 活性污泥处理器，反应器长宽高比例为30: 25:60，来自平衡池中的水通过间歇式活性污泥 处理器处理后排出清水送至清水池。
[0009] 用于上述方法的本发明的一种造纸废水的处理装置为，该装置包括膨胀颗粒污泥 床反应器和间歇式活性污泥处理器，膨胀颗粒污泥床反应器的进水区经液体流量计、止回 阀与进水栗连接;膨胀颗粒污泥床反应器与间歇式活性污泥处理器之间设有平衡池，平衡 池进口经管道与膨胀颗粒污泥床反应器连接，平衡池内设有潜水栗，潜水栗出口经管道与 间歇式活性污泥处理器连接;间歇式活性污泥处理器设有排泥口和清水出口。
[0010] 前述装置中，所述膨胀颗粒污泥床反应器内由下至上分别为进水区、反应区和三 相分离器，在三相分离器与反应区的连接口处设有提升管；反应区是直径为25cm，高度为 1.4m的管状结构;进水区为上大下小的锥形结构，锥形的顶圆与反应区直径对应并焊接，进 水区底部与液体流量计连接;三相分离器下段为上大下小的锥形结构，锥形的底圆与反应 区直径对应并焊接，三相分离器上段为管状结构;提升管为上小下大的锥形结构，锥形的底 圆与三相分离器底圆直径对应并焊接，提升管高度为〇. 6m;三相分离器侧面设有出水接口， 出水接口与平衡池进口连接;三相分离器顶部密封，三相分离器顶部设有气水排出接口。
[0011] 前述装置中，所述气水排出接口与水封装置管道连接，水封装置顶部设有排气管。
[0012] 前述装置中，所述间歇式活性污泥处理器是长宽高比例为30:25:60的矩形箱体结 构;箱体底部设有排泥口和曝气管，曝气管经管道和止回阀与蓄水池连接;箱体中部侧面设 有清水出口；箱体上部侧面设有进水口，进水口与平衡池内的潜水栗出口管道连接;箱体内 设有搅拌桨，搅拌桨与搅拌机连接;箱体顶部设有PH计和ORP计。
[0013] 由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明通过采用EGSB-SBR联 合处理高浓度有机造纸厂废水，EGSB处理过程中厌氧微生物起到了降解有机物含量作用， 同时将难降解的大分子有机物生化降解为小分子有机物，提高了 SBR生化处理效率，从而大 大提高净化效率。通过设置提升管截留污泥以及回流管将被其他带出污泥返回EGSB反应 区，从而防止了污泥颗粒水里流失，从而提高EGSB反应区微生物浓度，形成了世代周期长的 微生物群落，对于N、P污染物也有很高的降解效率。本发明的装置净化效率高，结构紧凑，自 动化程度较高，占地面积小，非常适合化工厂区建设，用来处理高浓度有机废水。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明所用装置的结构示意图。
[0015] 图中标记为：卜液体流量计、2-止回阀、3-进水栗、4-平衡池、5-潜水栗、6-7K封装 置、7-排气管、8-蓄水池、9-鼓风机、10-膨胀颗粒污泥床反应器、11-进水区、12-反应区、13-三相分离器、14-提升管、15-气水排出接口、16-出水接口、17-回流管、18-清水池、20 -间歇 式活性污泥处理器、21-排泥口、22-曝气管、23-清水出口、24-进水口、25-搅拌桨、26-搅拌 机、27-pH 计、28-0RP 计。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何 限制。
[0017] 本发明的一种造纸废水的处理方法，该方法采用膨胀颗粒污泥床反应器与间歇式 活性污泥处理器相结合的方式对造纸废水进行处理;通过膨胀颗粒污泥床反应器将造纸废 水中难降解的大分子有机物生化降解为小分子有机物，以提高间歇式活性污泥处理器的生 化处理效率，实现提升造纸废水净化效率的目的。膨胀颗粒污泥床反应器中设有提升管，通 过提升管截留进入膨胀颗粒污泥床反应器中的含有机物污泥;并在膨胀颗粒污泥床反应器 的三相分离器与进水区之间设有回流管，将随着气体一起进入三相分离器的含有机物污泥 返送至膨胀颗粒污泥床反应器的反应区底部，并着进水一起返回膨胀颗粒污泥床反应器的 反应区，以防止有机物污泥流失，提高三代厌氧反应区内微生物浓度，形成世代周期生长的 微生物群落，提高对于N、P污染物的降解效率。膨胀颗粒污泥床反应器与间歇式活性污泥处 理器之间设有平衡池，通过平衡池暂存膨胀颗粒污泥床反应器的出水，减少水力冲击负荷。 平衡池内设有潜水栗，通过潜水栗将平衡池中的水送至间歇式活性污泥处理器，间歇式活 性污泥处理器长宽高比例为30:25:60，来自平衡池中的水通过间歇式活性污泥处理器处理 后排出清水送至清水池。
[0018]用于上述方法的本发明的一种造纸废水的处理装置，如图1所示，包括膨胀颗粒污 泥床反应器10和间歇式活性污泥处理器20,膨胀颗粒污泥床反应器10的进水区11经液体流 量计1、止回阀2与进水栗3连接;膨胀颗粒污泥床反应器10与间歇式活性污泥处理器20之间 设有平衡池4，平衡池4进口经管道与膨胀颗粒污泥床反应器10连接，平衡池4内设有潜水栗 5，潜水栗5出口经管道与间歇式活性污泥处理器20连接；间歇式活性污泥处理器20设有排 泥口 21和清水出口 22。膨胀颗粒污泥床反应器10内由下至上分别为进水区11、反应区12和 三相分离器13,在三相分离器13与反应区12的连接口处设有提升管14;反应区12是直径为 25cm，高度为1.4m的管状结构;进水区11为上大下小的锥形结构，锥形的顶圆与反应区12直 径对应并焊接，进水区11底部与液体流量计1连接;三相分离器13下段为上大下小的锥形结 构，锥形的底圆与反应区12直径对应并焊接，三相分离器13上段为管状结构;提升管14为上 小下大的锥形结构，锥形的底圆与三相分离器13底圆直径对应并焊接，提升管14高度为 0.6m;三相分离器13侧面设有出水接口 16，出水接口 16与平衡池4进口连接;三相分离器13 顶部密封，三相分离器13顶部设有气水排出接口 15。气水排出接口 15与水封装置6管道连 接，水封装置6顶部设有排气管7。间歇式活性污泥处理器20是长宽高比例为30: 25:60的矩 形箱体结构;箱体底部设有排泥口 21和曝气管22，曝气管22经管道和止回阀2与蓄水池8连 接;箱体中部侧面设有清水出口 23;箱体上部侧面设有进水口 24，进水口 24与平衡池4内的 潜水栗5出口管道连接;箱体内设有搅拌桨25，搅拌桨25与搅拌机26连接;箱体顶部设有pH 计27和ORP计28。
[0019] 本发明的工作原理 本发明通过进水栗3将造纸厂废水提升到膨胀颗粒污泥床反应器10的进水区11，进水 区11底部是一种倒漏斗形状，漏斗状布水管和水平地面夹角为60°，从而提高步水均匀性， 有利于废水和微生物充分接触;膨胀颗粒污泥床反应器10的反应区12采用传统的柱状设 计，柱体高度为1.4m，直径25cm，在柱状中接种活性污泥，并且驯化筛选适宜处理高浓度有 机物菌种;膨胀颗粒污泥床反应器10的出水经过口径越来越小的枪口状提升管14，提升管 14长度为0.6m，这种口径越来越小的设计有利于活性污泥截留返回到反应区12,提高反应 区微生物浓度;污泥在上升过程中通过重力回流到反应区12,而气体携带着废水达到三相 分离器13,重力使得随着被携带的污泥通过回流管返回进水区11底部，随着进水一起返回 反应区12;经过微生物厌氧生化处理后，出水进入平衡池4,平衡池4主要起到暂时储存膨胀 颗粒污泥床反应器10出水，减少水利冲击负荷，当间歇式活性污泥处理器20进水时，通过潜 水栗5将平衡池4中水分打入间歇式活性污泥处理器20,间歇式活性污泥处理器20长宽高比 例为30:25:60，通过SBR微生物生化处理后排出进入清水池18。 实施例
[0020] 本例以江苏省盐城市某造纸厂废水处理为例，进水有机物浓度为3800mg/L，利用 本发明的装置进行生化降解:通过控制开启止回阀2和液体流量计1，造纸厂废水经过进水 栗3提升到膨胀颗粒污泥床反应器10的进水区11，进水区11采用倒漏斗的曝水管，曝水过程 更加均匀，微生物污泥和废水接触面积大;经过反应区12高浓度的污泥厌氧生化处理后，废 水中有机物浓度大大降低，并且产生甲烷等气体，而其中难降解的有机物也能够在世代周 期的厌氧菌作用下降解成生化性好的有机小分子;经过生化处理的废水通过口径越来越小 的提升管14,在提升管14中污泥颗粒通过碰撞和管壁以及重力沉降作用大部分回流到反应 区12,而随着气体一起运动的废水进入三相分离器13,在三相分离器中，沉降到底部的污泥 颗粒回流到膨胀颗粒污泥床反应器10底部，随着进水一起返回反应区12,这种设置大大提 高了反应区的微生物浓度，而且容易形成世代周期长的厌氧菌落;在三相分离器13中的甲 烷气水混合物通过气水排出管15排到水封装置6中，少许的污泥颗粒截留在水封装置6中， 而甲烷则通过排气管7排出。
[0021] 膨胀颗粒污泥床反应器10处理过的废水则经过出水管16进入间歇式活性污泥处 理器20,歇式活性污泥处理器20中曝气管22通过鼓风机9对间歇式活性污泥处理器20进行 曝气，而其中的PH计27和ORP计(溶解氧计)28控制间歇式活性污泥处理器20内参数，搅拌机 26通过搅拌桨25将气水混合均匀，从而提高微生物生化作用;经过间歇式活性污泥处理器 20处理后，出水进入蓄水池8,在间歇式活性污泥处理器20排泥阶段，污泥通过排泥口 21排 出。本发明的整个装置结构紧凑，出水中生化指标如表所示：
【主权项】
1. 一种造纸废水的处理方法，其特征在于：该方法采用膨胀颗粒污泥床反应器与间歇 式活性污泥处理器相结合的方式对造纸废水进行处理;通过膨胀颗粒污泥床反应器将造纸 废水中难降解的大分子有机物生化降解为小分子有机物，以提高间歇式活性污泥处理器的 生化处理效率，实现提升造纸废水净化效率的目的。2. 根据权利要求1所述造纸废水的处理方法，其特征在于:所述膨胀颗粒污泥床反应器 中设有提升管，通过提升管截留进入膨胀颗粒污泥床反应器中的含有机物污泥;并在膨胀 颗粒污泥床反应器的三相分离器与进水区之间设有回流管，将随着气体一起进入三相分离 器的含有机物污泥返送至膨胀颗粒污泥床反应器的反应区底部，并着进水一起返回膨胀颗 粒污泥床反应器的反应区，以防止有机物污泥流失，提高三代厌氧反应区内微生物浓度，形 成世代周期生长的微生物群落，提高对于N、P污染物的降解效率。3. 根据权利要求2所述造纸废水的处理方法，其特征在于:所述膨胀颗粒污泥床反应器 与间歇式活性污泥处理器之间设有平衡池，通过平衡池暂存膨胀颗粒污泥床反应器的出 水，减少水力冲击负荷。4. 根据权利要求3所述造纸废水的处理方法，其特征在于:所述平衡池内设有潜水栗， 通过潜水栗将平衡池中的水送至间歇式活性污泥处理器，反应器长宽高比例为30: 25:60， 来自平衡池中的水通过间歇式活性污泥处理器处理后排出清水送至清水池。5. -种用于权利要求1~4任一权利要求所述方法的造纸废水的处理装置，包括膨胀颗 粒污泥床反应器（10)和间歇式活性污泥处理器(20)，其特征在于:膨胀颗粒污泥床反应器 (10)的进水区（11)经液体流量计（1)、止回阀（2)与进水栗(3)连接;膨胀颗粒污泥床反应器 (10)与间歇式活性污泥处理器(20)之间设有平衡池(4)，平衡池(4)进口经管道与膨胀颗粒 污泥床反应器(10)连接，平衡池(4)内设有潜水栗(5)，潜水栗(5)出口经管道与间歇式活性 污泥处理器(20)连接;间歇式活性污泥处理器(20)设有排泥口（21)和清水出口（23)。6. 根据权利要求5所述造纸废水的处理装置，其特征在于:所述膨胀颗粒污泥床反应器 (10) 内由下至上分别为进水区（11)、反应区（12)和三相分离器（13)，在三相分离器（13)与 反应区（12)的连接口处设有提升管（14);反应区（12)是直径为25cm，高度为1.4m的管状结 构;进水区（11)为上大下小的锥形结构，锥形的顶圆与反应区（12)直径对应并焊接，进水区 (11) 底部与液体流量计（1)连接;三相分离器（13)下段为上大下小的锥形结构，锥形的底圆 与反应区（12)直径对应并焊接，三相分离器（13)上段为管状结构；提升管（14)为上小下大 的锥形结构，锥形的底圆与三相分离器（13)底圆直径对应并焊接，提升管（14)高度为0.6m; 三相分离器（13 )侧面设有出水接口（ 16 )，出水接口（ 16 )与平衡池(4)进口连接;三相分离器 (13)顶部密封，三相分离器(13)顶部设有气水排出接口（15)。7. 根据权利要求6所述造纸废水的处理装置，其特征在于:所述气水排出接口（15)与水 封装置(6)管道连接，水封装置(6)顶部设有排气管(7)。8. 根据权利要求5所述造纸废水的处理装置，其特征在于:所述间歇式活性污泥处理器 (20)是长宽高比例为30: 25:60的矩形箱体结构；箱体底部设有排泥口（21)和曝气管（22)， 曝气管(22)经管道和止回阀（2)与蓄水池(8)连接;箱体中部侧面设有清水出口（23);箱体 上部侧面设有进水口（24)，进水口（24)与平衡池(4)内的潜水栗(5)出口管道连接;箱体内 设有搅拌桨(25)，搅拌桨(25)与搅拌机(26)连接;箱体顶部设有pH计(27)和ORP计(28)。
【文档编号】C02F3/28GK105858884SQ201610419823
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】范欣柯, 杨丹, 雷有栋, 张虎成, 常理, 陈宏 , 张南波
【申请人】中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司