一種造紙廢水生物脫色方法

發(fā)明人：龐金釗 劉忠 楊宗政

專利權(quán)人：天津科技大學(xué)

申請?zhí)枺?01010275495.0

申請公布號：CN 102399043 A

申請公布日：2012-04-04

權(quán)利要求書

1.一種生物炭造紙廢水深度處理脫色的方法，其特征在于：

（1）本發(fā)明采用的氣升式生物炭環(huán)流反應(yīng)器可以有效降低以傳統(tǒng)化學(xué)法脫色的運(yùn)行費(fèi)用，并可以減少化學(xué)藥品投加可能造成的二次污染及二次污染物的處置。

（2）本發(fā)明采用脫色菌是從造紙廢水處理系統(tǒng)中分離出來的白腐菌和紅假單胞菌等土著菌，具有無毒無害、安全可靠的保障。

（3）造紙綜合廢水在經(jīng)過二級處理之后，根據(jù)水質(zhì)采用適宜加藥量和在氣升式生物炭環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)相應(yīng)的停留時(shí)間，COD和色度的去除效率可以達(dá)到預(yù)期的要求。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種造紙廢水生物脫色方法，其特征在于：所述步驟（1）的菌種為白腐真菌中的黃孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium Burdsal）和光合細(xì)菌中的紅假單胞菌（Rhodopseudomonas）。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種造紙廢水深度處理技術(shù)，尤其是高得率漿造紙廢水經(jīng)二級生物處理后以活性碳為生物載體的生物脫色方法。

背景技術(shù)

造紙工業(yè)是用水大戶，排在火電、紡織之后占全國工業(yè)取水量的第3位，就排水的污染負(fù)荷總量來說，造紙工業(yè)大于火電及紡織業(yè)，成為水域的主要污染源之一。造紙工業(yè)必須把節(jié)約用水作為持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要任務(wù)，采取切實(shí)措施減少單位產(chǎn)品的清水用量及耗用清水總量。就行業(yè)的總體而言，我國造紙工業(yè)的用水狀況仍然是高消耗、低效率、重污染，與我國水資源條件極不適應(yīng)，也是自造紙行業(yè)目前所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一。

在采用了堿回收、生物處理等技術(shù)后，影響造紙廢水達(dá)到新排放標(biāo)準(zhǔn)或回用的關(guān)鍵之一是色度的問題。由于造成造紙廢水色度的主要成分是以木質(zhì)素為主的發(fā)色物質(zhì)，其化學(xué)穩(wěn)定性好，難以去除。傳統(tǒng)的方法多以雙氧水或Fenton試劑等強(qiáng)氧化劑脫色，費(fèi)用高以及化學(xué)物質(zhì)添加造成的二次污染是化學(xué)法的主要缺點(diǎn)?；钚蕴炕虬淄恋任矫撋珪?huì)消耗大量的吸附劑，也會(huì)形成二次污染物處置等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服使用傳統(tǒng)化學(xué)法或物理吸附法脫色成本較高以及造成二次污染的不足，提供一種生物炭低成本脫色的方法。該方法是利用活性炭作為脫色微生物載體，再以壓縮空氣為氧氣和活性炭床膨脹的動(dòng)力來源，實(shí)現(xiàn)被脫色廢水、生物炭和壓縮空氣三相流動(dòng)，活性炭吸附和被吸附物質(zhì)生物降解的動(dòng)態(tài)平衡，連續(xù)進(jìn)水、出水的穩(wěn)定運(yùn)行。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

（1）經(jīng)粗、細(xì)格柵后將高得率制漿造紙綜合廢水進(jìn)行二級生物處理后再進(jìn)行混凝處理，其出水COD不高于150 mg/L，色度不大于80倍；

（2）上述二級生化處理出水進(jìn)入活性炭膨脹床生物炭反應(yīng)器，在好氧脫色菌的作用下實(shí)現(xiàn)發(fā)色物質(zhì)的降解和脫色，COD去除率可達(dá)到50%以上，色度去除率可以達(dá)到80%以上；增加混凝劑投加量和延長在生物炭反應(yīng)器的停留時(shí)間可以達(dá)到更高的去除率；

（3）最終出水經(jīng)砂濾可將脫落生物膜截留并排入原綜合廢水進(jìn)水的預(yù)處理系統(tǒng)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

（1）本發(fā)明采用氣升式生物炭環(huán)流反應(yīng)器可以有效降低以傳統(tǒng)化學(xué)法脫色的運(yùn)行費(fèi)用，并可以減少化學(xué)藥品投加造成的二次污染和降低運(yùn)行費(fèi)用。

（2）本發(fā)明采用的脫色菌是從造紙廢水處理系統(tǒng)中分離出來的白腐菌和紅假單胞菌等土著菌，無毒無害、安全。

（3）造紙綜合廢水在經(jīng)過二級處理之后，根據(jù)水質(zhì)采用適宜加藥量和在活性炭床內(nèi)相應(yīng)的停留時(shí)間，COD和色度的去除效率可以達(dá)到預(yù)期的要求。本發(fā)明也可用于其他污水的深度處理。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步說明。下述實(shí)施是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一種活性炭為載體造紙廢水的氣升式生物炭環(huán)流反應(yīng)器生物脫色方法，其步驟是：

（1）經(jīng)粗、細(xì)格柵的速生材高得率制漿造紙綜合廢水經(jīng)二級處理和混凝加藥處理后的出水為處理對象，一般其水質(zhì)COD不高于150 mg/L，色度不大于80倍；

（2）以活性炭為脫色菌載體的生物脫色方法需要在專用的活性炭床中進(jìn)行，即活性炭、二級生物處理出水和壓縮空氣在同一反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)造紙廢水脫色深度處理；

（3）投加白腐菌和紅假單胞菌的脫色過程無需其他化學(xué)藥物的添加，COD去除率可達(dá)到50%以上，色度去除率可以達(dá)到80%以上；增加混凝劑投加量和延長被處理廢水在活性炭床中反應(yīng)停留時(shí)間可以達(dá)到更高的去除率。

本步驟的原理是：速生材或棉稈高得率制漿造紙綜合廢水經(jīng)二級生物處理和混凝加藥處理后的出水COD值雖然不高但生化性很差——BOD/COD為0.1左右，常規(guī)生物法難以對此廢水降解和脫色。以活性炭為載體提供給脫色菌巨大的棲息表面積，專用脫色菌在活性炭載體形成的優(yōu)勢——數(shù)量優(yōu)勢和比例優(yōu)勢，以空間換取時(shí)間使難降解發(fā)色物質(zhì)在較短時(shí)間內(nèi)降解和穩(wěn)定去除?；钚蕴績?nèi)部空間所形成的兼氧、厭氧條件與其表面的好氧環(huán)境構(gòu)成了以顆粒活性炭為單元的多種微生物協(xié)同代謝的體系，有利于廢水中發(fā)色物質(zhì)的降解和去除以及污染物吸附和活性炭生物再生的同步進(jìn)行，只要保持足夠的活性炭和相應(yīng)進(jìn)水水質(zhì)、水量與反應(yīng)停留時(shí)間就可以保證達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。