一种造纸废水生物脱色方法

发明人：庞金钊 刘忠 杨宗政

专利权人：天津科技大学

申请号：201010275495.0

申请公布号：CN 102399043 A

申请公布日：2012-04-04

权利要求书

1.一种生物炭造纸废水深度处理脱色的方法，其特征在于：

（1）本发明采用的气升式生物炭环流反应器可以有效降低以传统化学法脱色的运行费用，并可以减少化学药品投加可能造成的二次污染及二次污染物的处置。

（2）本发明采用脱色菌是从造纸废水处理系统中分离出来的白腐菌和红假单胞菌等土著菌，具有无毒无害、安全可靠的保障。

（3）造纸综合废水在经过二级处理之后，根据水质采用适宜加药量和在气升式生物炭环流反应器内相应的停留时间，COD和色度的去除效率可以达到预期的要求。

2.根据权利要求1所述的一种造纸废水生物脱色方法，其特征在于：所述步骤（1）的菌种为白腐真菌中的黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium Burdsal）和光合细菌中的红假单胞菌（Rhodopseudomonas）。

技术领域

本发明涉及一种造纸废水深度处理技术，尤其是高得率浆造纸废水经二级生物处理后以活性碳为生物载体的生物脱色方法。

背景技术

造纸工业是用水大户，排在火电、纺织之后占全国工业取水量的第3位，就排水的污染负荷总量来说，造纸工业大于火电及纺织业，成为水域的主要污染源之一。造纸工业必须把节约用水作为持续发展的一项重要任务，采取切实措施减少单位产品的清水用量及耗用清水总量。就行业的总体而言，我国造纸工业的用水状况仍然是高消耗、低效率、重污染，与我国水资源条件极不适应，也是自造纸行业目前所面临的严峻挑战之一。

在采用了碱回收、生物处理等技术后，影响造纸废水达到新排放标准或回用的关键之一是色度的问题。由于造成造纸废水色度的主要成分是以木质素为主的发色物质，其化学稳定性好，难以去除。传统的方法多以双氧水或Fenton试剂等强氧化剂脱色，费用高以及化学物质添加造成的二次污染是化学法的主要缺点。活性炭或白土等吸附脱色会消耗大量的吸附剂，也会形成二次污染物处置等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服使用传统化学法或物理吸附法脱色成本较高以及造成二次污染的不足，提供一种生物炭低成本脱色的方法。该方法是利用活性炭作为脱色微生物载体，再以压缩空气为氧气和活性炭床膨胀的动力来源，实现被脱色废水、生物炭和压缩空气三相流动，活性炭吸附和被吸附物质生物降解的动态平衡，连续进水、出水的稳定运行。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

（1）经粗、细格栅后将高得率制浆造纸综合废水进行二级生物处理后再进行混凝处理，其出水COD不高于150 mg/L，色度不大于80倍；

（2）上述二级生化处理出水进入活性炭膨胀床生物炭反应器，在好氧脱色菌的作用下实现发色物质的降解和脱色，COD去除率可达到50%以上，色度去除率可以达到80%以上；增加混凝剂投加量和延长在生物炭反应器的停留时间可以达到更高的去除率；

（3）最终出水经砂滤可将脱落生物膜截留并排入原综合废水进水的预处理系统。

本发明的优点和积极效果是：

（1）本发明采用气升式生物炭环流反应器可以有效降低以传统化学法脱色的运行费用，并可以减少化学药品投加造成的二次污染和降低运行费用。

（2）本发明采用的脱色菌是从造纸废水处理系统中分离出来的白腐菌和红假单胞菌等土著菌，无毒无害、安全。

（3）造纸综合废水在经过二级处理之后，根据水质采用适宜加药量和在活性炭床内相应的停留时间，COD和色度的去除效率可以达到预期的要求。本发明也可用于其他污水的深度处理。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明进一步说明。下述实施是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

一种活性炭为载体造纸废水的气升式生物炭环流反应器生物脱色方法，其步骤是：

（1）经粗、细格栅的速生材高得率制浆造纸综合废水经二级处理和混凝加药处理后的出水为处理对象，一般其水质COD不高于150 mg/L，色度不大于80倍；

（2）以活性炭为脱色菌载体的生物脱色方法需要在专用的活性炭床中进行，即活性炭、二级生物处理出水和压缩空气在同一反应器中实现造纸废水脱色深度处理；

（3）投加白腐菌和红假单胞菌的脱色过程无需其他化学药物的添加，COD去除率可达到50%以上，色度去除率可以达到80%以上；增加混凝剂投加量和延长被处理废水在活性炭床中反应停留时间可以达到更高的去除率。

本步骤的原理是：速生材或棉秆高得率制浆造纸综合废水经二级生物处理和混凝加药处理后的出水COD值虽然不高但生化性很差——BOD/COD为0.1左右，常规生物法难以对此废水降解和脱色。以活性炭为载体提供给脱色菌巨大的栖息表面积，专用脱色菌在活性炭载体形成的优势——数量优势和比例优势，以空间换取时间使难降解发色物质在较短时间内降解和稳定去除。活性炭内部空间所形成的兼氧、厌氧条件与其表面的好氧环境构成了以颗粒活性炭为单元的多种微生物协同代谢的体系，有利于废水中发色物质的降解和去除以及污染物吸附和活性炭生物再生的同步进行，只要保持足够的活性炭和相应进水水质、水量与反应停留时间就可以保证达到设计预期的出水水质标准。