申請日2015.08.20
公開(公告)日2015.12.16
IPC分類號C02F9/14
摘要
本發明公開了一種竹漿廢水的處理方法，該方法改進了常規的竹漿廢水的處理方法，在廢水篩濾去除大懸浮物后，在初沉池前增添了微量元素，提高進入曝氣池前被冷卻的廢水的溫度，同時在曝氣池內逐步取消營養鹽的加入。本發明添加了含鉬和鍶兩種微量元素的營養鹽，還顯著減少了曝氣池中因加大量氮、磷引起的泡沫，這樣在保證曝氣池微生物活性的同時，節省了加氮、磷營養鹽及消泡劑等所需的費用，大幅降低了排放廢水中總氮和總磷的含量。此外，該方法適當提高了廢水水溫，仍保持了微生物的活性，又節省了降低廢水水溫所需的能消耗。本發明將去除1kg?COD費用從1.04元降至0.67元，排放廢水總氮減少28%，總磷減少45%，具有顯著的環境效益和經濟效益。
權利要求書
1.一種竹漿廢水的處理方法，竹漿廢水經中和調節至PH為弱堿性、篩濾 去除大懸浮物、初沉去除細小纖維、冷卻水溫至適宜微生物生長、曝氣提供微生 物氧氣、二沉收集活性污泥、混凝至微小顆粒成大絮體、氣浮去除大絮體，最后 廢水達標排放，其特征在于，在廢水篩濾去除大懸浮物后，在初沉池前增添了微 量元素，提高進入曝氣池前被冷卻的廢水的溫度，同時在曝氣池內逐步取消營養 鹽的加入。
2.根據權利要求1所述的竹漿廢水的處理方法，其特征在于，所述的微量 元素為鉬和鍶，添加方式為連續加入或間歇加入，其中，間歇加入微量元素時的 時間隔為2小時～8小時。
3.根據權利要求2所述的竹漿廢水的處理方法，其特征在于，所述的微量 元素鉬和鍶以易溶于水的鉬鹽和鍶鹽的形式存在，所述鉬鹽和鍶鹽添加至竹漿廢 水中的濃度均為0.01mg/m3～1mg/m3。
4.根據權利要求3所述的竹漿廢水的處理方法，其特征在于，所述的鉬鹽 為鉬酸鈉或鉬酸鉀;所述的鍶鹽為氯化鍶或硝酸鍶。
5.根據權利要求1所述的竹漿廢水的處理方法，其特征在于，使進入曝氣 池前被冷卻的廢水的溫度從30℃～33℃升至35℃～37℃。
6.根據權利要求1所述的竹漿廢水的處理方法，其特征在于，進入曝氣池 前被冷卻的廢水的溫度通過改變冷卻塔風機的頻率實現對溫度的調節，所述冷卻 塔風機的頻率通過對冷卻塔風機安裝變頻器進行調節。
7.根據權利要求6所述的竹漿廢水的處理方法，其特征在于，所述變頻器 的頻率可調節范圍為25赫茲～50赫茲，所述變頻器的頻率可人工手動調節或由 PLC程序自動控制。
8.根據權利要求1所述的竹漿廢水的處理方法，其特征在于，取消的營養 鹽包括含氮類化學品和含磷類化學品。
9.根據權利要求7所述的竹漿廢水的處理方法，其特征在于，所述的含氮 類化學品為尿素或氨水;所述的含磷類化學品為磷酸、磷酸鈉或磷酸二胺。
10.根據權利要求1所述的竹漿廢水的處理方法，其特征在于，所述的逐步 取消曝氣池內營養鹽的加入，為一天比一天均勻地減少營養鹽的加入，或一周比 一周均勻減少營養鹽的加入，或一月比一月均勻地減少營養鹽的加入;在兩至三 個月內過渡至完全不加營養鹽，從而既節省了營養鹽的費用，又保證了曝氣池微 生物的活性。
說明書
一種竹漿廢水的處理方法
技術領域
本發明涉及一種工業廢水的處理方法，特別是涉及一種竹漿廢水的處理方 法。
背景技術
我國是世界上竹子資源最豐富的國家，竹子品種超過500種，種植面積、蓄 積量居世界第一。“十二五”期間，我國竹漿產能從194萬t增至240萬t，竹子 的消耗從776萬t增至960萬t。我國造紙工業原料緊缺，竹材是我國造紙工業 纖維原料的重要補充，以竹代木，竹漿紙一體化，用竹子造紙，可節約大量的木 材，保護森林。以竹為原料的紙漿一體化項目，可以充分利用竹子的再生能力進 行合理砍伐，不但不會對生態造成破壞，還能發展竹類資源產業，有利于保護生 態環境和美化生活環境，有利于山區綜合開發和群眾脫貧致富，實現社會經濟生 態可持續發展。
我國現代竹漿廠規模都在10萬t/a以上，主要分布在南方和西南部地區，這 些企業都采用化學法制竹漿。化學法制竹漿產生了大量生產廢液。廢液分兩部分， 一部分是黑液，量少但濃度很高，通過蒸發、濃縮、燃燒回收黑液中的堿和燃燒 熱，黑液得到治理。另一部分是中段廢水，通常稱為竹漿廢水，是指竹材經蒸煮、 黑液提取后在篩選、洗滌、漂白和抄紙過程中排出的廢水。竹漿廢水量很大，一 個竹漿廠每天產生竹漿廢水達上萬t至數萬t。目前國內外對竹漿廢水都采用生 物方法進行處理，即利用微生物降解竹漿廢水中的有機污染物。生物方法處理竹 漿廢水效果好，相對物理法、化學法成本較低。在廢水生物處理中，微生物生長 需要營養源，主要營養源為碳、氮、磷。造紙工業廢水碳源充足但缺乏氮和磷， 都采用投加尿素和磷酸鹽作為氨、磷營養鹽的方式予以補充。我國所有的造紙企 業在廢水生物處理過程中，都加入了氮、磷營養鹽。由于造紙工業廢水排放量大， 所以廢水處理工程營養鹽的耗量亦很大。
微生物細胞化學組成的分析結果表明，碳、氧、氮、氫、磷、硫6種元素占 其干重的97%以上，這些元素主要以水、有機物和無機鹽的形式存在于微生物細 胞中。在廢水的生物處理過程中，微生物在對攝入的碳源進行氧化的同時，需攝 取足夠的氮、磷合成細胞的主要成份蛋白質及其增殖不可缺少的核酸等物質，若 氮、磷供給不足，則微生物就不能充分增殖，所攝入的碳源也不能被充分利用， 而以高粘性多糖類物質的形式積存于微生物中，致使活性污泥發生高粘性膨脹。 若氮、磷供給過量，則不但會造成水體富營養化，還可能在曝氣池內發生硝化反 應而影響BOD的去除。
英國Sawyer根據微生物組成和活性污泥經驗分子式對廢水基質濃度和各種 微生物營養要求進行了研究，得出了氮、磷的理想投加比為BOD：N：P：100： 6：l;維持物質代謝功能所需要的最低投加比為BOD：N：P=100：8：0.6。目 前，大多數研究者都認為BOD：N：P=100：5：l較為適宜。我國目前所有造紙 企業在生物處理造紙廢水時包括生物處理竹漿廢水時大都按BOD：N：P=100： 5：l比加入大量氮、磷元素。
許多金屬離子是微生物生長所必需的營養元素，能夠作為酶的激活劑或者輔 因子提高微生物的活性。微量元素對微生物氧的呼吸速率、脫氫酶活性、有機物 降解等有重要影響。工業廢水中經常缺少有益的微量金屬營養元素，導致活性污 泥系統處理廢水的效率下降。為此陳凱華等人提出了“一種提高活性污泥活性的 復合微量元素營養劑的制備方法(專利申請號CN201010530335.6)”，它以硫酸 鋅、硫酸銅、氯化鎳、硼酸、氯化鈷、氯化錳、鉬酸鈉和硒酸鈉為主要原料，通 過蛋白質的水解反應和金屬元素的螯合反應，采用有機和無機復合酸，形成有機 酸與氨基酸復合的螯合物，該發明制取了含多種能促進微生物新陳代謝及酶活性 的微量元素的螯合物。該螯合物具有廣譜作用，但該方法針對性不強，很多時候 微量元素過量加入，造成浪費。
在好氧生物處理有機污染物廢水過程中，傳統理論認為廢水溫度在15℃～ 30℃之間時，最適合好氧微生物的生長，有利于廢水處理效果(環境工程手冊水 污染防治卷，高等教育出版社，1996年)。因此，當廢水溫度較高時，需預先對 廢水降溫后再生物處理，高溫廢水將增加處理的成本。近年國內外學者在開始研 究高溫條件下的廢水生物處理，但真正工程應用的很少。
發明內容
發明目的：為解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種竹漿廢水的處理 方法，其目的是改善現有的竹漿廢水的處理工藝，從而節省傳統技術需要消耗的 大量氮鹽、磷鹽，改善竹漿廢水的生物處理效果，降低處理成本。
技術方案：傳統的竹漿廢水的處理方法，主要步驟包括：竹漿廢水經中和調 節至PH為弱堿性、篩濾去除大懸浮物、初沉去除細小纖維、冷卻水溫至適宜微 生物生長、曝氣提供微生物氧氣、二沉收集活性污泥、混凝至微小顆粒成大絮體、 氣浮去除大絮體，最后廢水達標GB3544-2008排放，本發明的技術方案的改進 之處在于，在廢水篩濾去除大懸浮物后，在初沉池前增添了微量元素，提高進入 曝氣池前被冷卻的廢水的溫度，同時在曝氣池內逐步取消營養鹽的加入。
具體地，所述的微量元素為鉬和鍶，添加方式為連續加入或間歇加入，其中， 間歇加入微量元素時的時間隔為2小時～8小時。
優選地，所述的微量元素鉬和鍶以易溶于水的鉬鹽和鍶鹽的形式存在，所述 鉬鹽和鍶鹽添加至竹漿廢水中的濃度均為0.01mg/m3～1mg/m3。
更優選地，所述的鉬鹽為鉬酸鈉或鉬酸鉀;所述的鍶鹽為氯化鍶或硝酸鍶。
優選地，本發明的方法將進入曝氣池前被冷卻的廢水的溫度從30℃～33℃ 升至35℃～37℃。
具體地，進入曝氣池前被冷卻的廢水的溫度通過改變冷卻塔風機的頻率實現 對溫度的調節，而所述冷卻塔風機的頻率通過對冷卻塔風機安裝變頻器進行調 節。
優選地，所述變頻器的頻率可調節范圍為25赫茲～50赫茲，所述變頻器的 頻率可PLC程序自動控制或由人工手動調節。
具體地，取消的營養鹽包括含氮類化學品和含磷類化學品。
其中，所述的含氮類化學品為尿素或氨水等;所述的含磷類化學品為磷酸、 磷酸鈉或磷酸二胺等。
所述的逐步取消曝氣池內營養鹽的加入，為一天比一天均勻地減少營養鹽的 加入，或一周比一周均勻減少營養鹽的加入，或一月比一月均勻地減少營養鹽的 加入;在兩至三個月內過渡至完全不加營養鹽，從而既節省了營養鹽的費用，又 保證了曝氣池微生物的活性。
有益效果：本發明結合竹漿廢水中富含氮、磷但缺乏微量元素的特點，設計 了一種竹漿廢水物理-生物處理新方法，該方法節省了傳統技術需消耗的大量氮 鹽、磷鹽，由于不加氮鹽、磷鹽，曝氣池泡沫明顯減少，相應減少了昂貴的消泡 劑用量;曝氣池水溫升高后，好氧菌處理廢水的效果沒受不良影響，因此為冷卻 廢水的風機節省了電力消耗;補充了竹漿廢水缺乏的微量元素鉬(鉬酸鈉)、鍶 (氯化鍶)促進了曝氣池內微生物的活性，提高了廢水處理效果，由于微量元素 用量極少，成本也極低。本發明的新方法，改善了竹漿廢水生物處理效果，降低 了處理成本，還顯著降低了排放水中氮、磷含量，使日排數萬噸的排放廢水水質 進一步改善，從而降低了受納水體富營養的風險。
