专利名称：一种生物酶深度处理造纸废水的反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是利用改良的好氧膜式反应装置深度处理造纸中段废水，使造纸废水实现全程生物化处理，减少二次污染，同时达到制浆造纸行业新排放标准(GB3544-2008) 和要求。本实用新型属环境工程领域。
背景技术：
漆酶是日本田彦六郎1883年在漆树的树液中发现的，酶在造纸工业中的应用始于1980年。漆酶处理造纸废水有着诱人的应用前景，固定化后能更有效的发挥作用。Livernoche D等研究了白腐菌漆酶处理纸浆氯漂废水，经过6天可使E段废水脱色60%，处理后的废水中不含藜芦醇，脱色过程主要由漆酶完成，而检测不到过氧化酶的存在。漆酶对酚类化合物的活性取决于它们的氧化还原电位，邻位带有两个羟基基团或对位一个羟基和一个甲氧基的酚类表现出高的活性，而香草醛的活性相对较低，因为它除带有羟基和甲氧基还带有醛基，具有强烈的吸电子能力，增强了香草醛的氧化还原电位， 但在漆酶与其活性之间无直接联系。因此漆酶对氢醌氧化还原电位(redox potential) +0.57V，比对愈创木酚(电位+0. 77)或者香草醇表现出较低的反应活性。而在间位有一羟基的酚类没有检测到活性，因为它们没有被氧化成醌，具有较高的电位。而且PH 值在4. 5时，漆酶对含羰基(如香草醛)或者羧基(如香草酸)的复合物的活性最大。 Trametes(Coriolus) versicolor处理漂白废水的脱色过程主要依靠其中的漆酶，过氧化酶可能起着辅助作用，可使E段废水脱色60%，且脱色过程不受氮源浓度影响，但碳源、氧气供应很重要，处理后废水中不含藜芦醇；利用Trametes versicolor漆酶去除水中的氯酚类化合物时，加入适量的愈创木酚和2，6- 二甲基苯酚，能有效地使氯酚类化合物沉淀下来，可提高酶去污效率；另外，Xavier Font等[22]使用Trametes versicolor处理造纸废水，除去其中的颜色、芳香族化合物以及COD含量。结果表明漆酶的产量与毒性的减少呈线性关系Laccase production = 1. 57LN(toxicity reduction)-16. 40。随着造纸行业排污新标准GB3544-2008宣布与实施，广大制浆造纸企业倍感压力，现有的污水处理设施大多已经不能满足新的排放标准，而行业激烈的竞争也将企业的利润空间近一步的降低，中段废水深度处理的难度大、处理费用高，又增加了企业的生产成本。造纸废水循环中的主要问题是水处理工程中溶解物和胶状物质(dissolved and colloidal substances DCS)的聚集，这些物质主要为半纤维素、果胶、分散树脂 (dispersed wood resin)、木聚糖(Iignans)和溶解的木质素，这些物质用传统的方法难以去除。因此制浆造纸工业废水的深度处理已成为我国造纸工业生存与发展所面临的关键问题，随着人类环保意识的加强和可持续发展战略的提出，废水的深度治理势在必行。随着人们的环保意识的不断增强，以及国家相关法律法规的不断健全，排放废水的污染指标也在变得不断严格。另一方面，水资源日益紧缺，用水问题已经成为制约制浆造纸企业发展的主要问题。进行制浆造纸废水深度处理方面的研究，对于解决制浆造纸企业的污染，保护生态环境，具有重要的现实意义。 发明内容本实用新型的目的在于提供一种生物酶深度处理造纸废水的反应装置。本实用新型的技术方案是这样实现的包括空气压缩机，空气压缩机与储液槽连接，储液槽连接恒流泵，恒流泵与主反应器底部连接，主反应器上下端分别设置有下膜和上膜，主反应器顶部与储水槽连接。空气压缩机与储液槽之间还连接有压力表和气体流量计。主反应器与储水槽之间连接阀门。 恒流泵与主反应器之间连接有阀门。主反应器上还设置有取样口。本实用新型适合于固定化漆酶，并能深度处理此类废水的好氧膜式反应装置，其目的是用简单的流程、较低的处理成本达到最佳的处理效果，以满足造纸行业废水新的排放标准和回用要求。
图1是本实用新型的结构示意以下结合附图对本实用新型的内容作进一步详细说明。
具体实施方式
1.空气压缩机 2.压力表 3.气体流量计 4.储液槽 5.恒流泵6.阀门 7.下膜8.上膜9.阀门10.出水槽11.主反应器由空气压缩机1产生的空气通过压力表2和气体流量计3进行控制和计量通入到储液槽4对废水进行曝气，之后经过恒流泵5、阀门6和下膜7进入主反应器11内，在主反应器内与固定化漆酶混合，进行氧化降解反应后，经上膜8、阀门9排出至出水槽10。1.试验用好氧膜式反应装置，主要确定其各个部分的设计参数。主要包括反应器的容积、高度、平面形状、布水系统、出水系统、循环系统、上升流速、膜的密度和厚度等。2.研究好氧膜式反应装置深度处理废水的影响因素以及反应器的整个运行期固定化漆酶的变化情况，探讨水力停留时间、温度、PH值、曝气量等对固定化漆酶处理效果的影响，从而确定出好氧膜式反应装置深度处理造纸废水的最佳参数。3.根据上述研究结果，有针对性再对好氧膜式反应装置主要设计参数进行改进。 针对生物酶深度处理造纸中段废水特点，最终得到的一种高效的、简单的、价格低廉反应装置。 本反应装置所用的主要设备如下空气压缩机1. 5m3/min,功率=IOHP ；储液瓶容积1. Om3 ；石英砂Φ 2. 0mm，填料厚度5. Ocm ；气体流量计=Qmax = 1. 5m3/min ；恒流泵=Qmax = 15L/min, 1. OKW ；塔体直径 Φ 20cm，高度 HlOOcm从某造纸企业污水处理厂取回的二沉池出水，首先贮存在储液瓶里，调节废水温度、PH值，然后通过空气压缩机对储液瓶里的废水进行曝气，通入量通过气体流量计进行计量，曝气量通过溶解氧仪进行测量控制。 经过均衡调节处理后的废水经恒流泵定量提升进入好氧膜式反应器，反应器底部装有布水器使水通过衬托层均勻进入反应区，水流均勻向上流动，废水中的污染物质与反应区的固定化漆酶充分接触，被固定化漆酶氧化降解，处理后的水以溢流的方式穿过支撑层从反应器上部流出，处理过程完成。反应器的支撑层和衬托层里装的都是石英砂填料，为了防止固定化漆酶随水一起流失。采用好氧膜式反应装置对造纸厂二沉池出水进行了深度处理。处理结果表明(1)固定化漆酶深度处理造纸废水的最佳工艺参数废水曝气量为 1. 5mg/l，反应器水力停留时间为他，进水温度32°C，pH为8. 5。(2) 二沉池出水CODct浓度在250 350mg/L之间，色度在150 180倍左右，经过固定化漆酶深度处理后其COD。,和色度一直保持在120mg/L和50倍以下，其COD。,和色度去除率分别稳定在65%和75%左右，出水完全符合国家新出台的制浆造纸工业水污染排放标准(GB3544-2008)。( 经过经济成本分析，利用好氧膜式反应装置深度处理二沉池出水成本约为0. 6元/m3水，与其它深度处理方法相比运行成本较为低廉，生产操作较为方便、卫生，可为广大制浆造纸企业所接受，应用前景十分广阔。
权利要求1.一种生物酶深度处理造纸废水的反应装置，包括空气压缩机(1)，其特征在于，空气压缩机(1)与储液槽(4)连接，储液槽(4)连接恒流泵(5)，恒流泵( 与主反应器(11)底部连接，主反应器(11)上下端分别设置有下膜(7)和上膜(8)，主反应器(11)顶部与储水槽(10)连接。
2.根据权利要求1所述的生物酶深度处理造纸废水的反应装置，其特征在于，空气压缩机(1)与储液槽(4)之间还连接有压力表( 和气体流量计(3)。
3.根据权利要求1所述的生物酶深度处理造纸废水的反应装置，其特征在于，主反应器(11)与储水槽(10)之间连接阀门(9)。
4.根据权利要求1所述的生物酶深度处理造纸废水的反应装置，其特征在于，恒流泵 (5)与主反应器(11)之间连接有阀门(6)。
5.根据权利要求1所述的生物酶深度处理造纸废水的反应装置，其特征在于，主反应器(11)上还设置有取样口。
专利摘要本实用新型公开了一种生物酶深度处理造纸废水的反应装置，包括空气压缩机，空气压缩机与储液槽连接，储液槽连接恒流泵，恒流泵与主反应器底部连接，主反应器上下端分别设置有下膜和上膜，主反应器顶部与储水槽连接。本实用新型适合于固定化漆酶，并能深度处理此类废水的好氧膜式反应装置，其目的是用简单的流程、较低的处理成本达到最佳的处理效果，以满足造纸行业废水新的排放标准和回用要求。
文档编号C02F3/00GK202214243SQ201120287888
公开日2012年5月9日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者张安龙, 李新平, 杜飞, 梁艳, 潘洪艳, 王森, 罗清 申请人:陕西科技大学