一种应用于造纸中段废水膜处理装置和处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种应用于造纸中段废水膜处理装置和处理方法，其装置包括生物反应池、无机陶瓷膜过滤组件、清液罐、清洗罐、双向变频泵、鼓风机和螺杆泵等，通过溢流堰将所述生物反应池分为两个部分，无机陶瓷膜过滤组件安装在上述两个部分的其中一个部分内。本发明采用MBR浸没式过滤设备，占地面积减小，一次性投资少；工艺流程简单，操作方便，自动化程度高；处理效果满足造纸工业用水，处理后COD去除率高于78%，色度去除率高于93%，SS去除率高于95%。
【专利说明】一种应用于造纸中段废水膜处理装置和处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种装置及方法，尤其涉及一种采用MBR浸没式过滤设备，占地面积减小，一次性投资少；工艺流程简单，污水处理效果好的应用于造纸中段废水膜处理装置和处理方法。
【背景技术】
[0002]在污水处理，水资源再利用领域，MBR又称膜生物反应器(MembraneBio-Reactor),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。采用的膜结构型主要为平板膜和中空纤维膜，按膜孔径可划分为超滤技术。
[0003]我国造纸业多采用芦苇、木浆等做造纸原料。造纸工业废水的特点是水量大、色度高、悬浮物含量大、有机物浓度高、组分复杂，废水难以处理。另外，造纸废水臭味重、泡沫多，并大量消耗水中溶解氧，严重污染水源，给环境和人类健康带来极大危害。
[0004]造纸中段废水是指化学法制浆生产过程中产生的除黑液外的全部废水，外排的中段废水是提取黑液后的蒸煮浆料在洗浆、筛选、漂白以及打浆中所排放的废水，由于处理不当而溢漏的黑液也可能混掺其中。这部分废水量较大，主要污染物为木质素和漂白过程中产生的氯酚类物质。
[0005]随着对环境要求的提高和水资源的日益紧张，目前处理后的中段废水水质虽能达到排放标准，但对于生产处于变化的企业来讲，生化处理为达到较好的除污效果可能需要延长生化停留时间或加大投药量，从而导致运行费用的增加；同时，我国多数制浆厂以非木材原料(草浆)为主，用含氯漂白剂进行漂白，中段废水经二级处理后虽可达标外排，但废水中的残留色度偏高、木素类物质难以生物降解，且氯酚类物质为一级致癌物易于在生物体内累积，对环境具有潜在、深远的影响；造纸工业既是水污染大户又是用水大户，中段废水水量大，但污染物浓度小于黑液。随着水费的大幅提高，造纸工业用水费用和排污费用也会大幅增加。因此，寻求经处理后造纸废水尤其是中段废水的再生回用可行性，实现造纸废水的“零排放”具有明显的现实意义和长远意义。
[0006]造纸污水水量大、浓度高、可生化性差，传统采用的水解酸化和生化法处理这类造纸污水去除率低，特别是COD和色度去除效果不高，处理后COD在200~350mg/L，色度在80—160倍之间，达不到国家相应的标准。
【发明内容】
[0007]针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种采用MBR浸没式过滤设备，占地面积减小，一次性投资少；工艺流程简单，污水处理效果好的应用于造纸中段废水膜处理装置和处理方法。
[0008] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种应用于造纸中段废水膜处理装置，所述装置包括生物反应池、无机陶瓷膜过滤组件、清液罐、清洗罐、双向变频泵、鼓风机和螺杆泵，生物反应池内设置有将所述生物反应池分为两个部分的溢流堰，无机陶瓷膜过滤组件安装在上述两个部分的其中一个部分内，鼓风机分两个分支，一个分支与生物反应池之间的曝气管上依次安装有生物反应池进气阀和压力表，鼓风机的另一个分支与安装在无机陶瓷膜过滤组件正下方的曝气管上依次安装有膜组件曝气管压力表和膜组件曝气管进气阀。
[0009]无机陶瓷膜过滤组件与清液罐之间依次安装有清液罐压力表、清液管出液阀、双向变频泵、清液管温度表和清液罐进料阀。
[0010]清洗罐与无机陶瓷膜过滤组件之间安装有清洗罐出料阀和螺杆泵。
[0011]清液罐和清洗罐底部分别安装有清液罐排污阀和清洗罐排污阀，双向变频泵旁路安装有双向变频泵排污阀。
[0012]生物反应池内安装了无机陶瓷膜过滤组件的部分还安装有一污泥排出管道，所述污泥排出管道分为两支，其中一支上安装有一污泥排出阀，另一支安装有污泥回流阀。
[0013]一种用上述的装置应用于造纸中段废水膜处理的方法，所述方法包括如下步骤:
[0014](I)、物料进入生物反应池中，鼓风机、生物反应池进气阀和膜组件曝气管进气阀打开生物反应池曝气管压力表和膜组件曝气管压力表控制进气量进行曝气，空气中的氧溶入污水中，使活性污泥混合液产生好氧代谢反应，曝气不仅传递氧气进入混合液中，且使混合液得到充分的搅拌得到悬浮状液体，使得污水中的有机物、氧气和微生物能充分的接触、反应，通过微生物降解去除溶解性和悬浮的有机化学组分，打开双向变频泵和清液管出液阀，利用其产生的负压通过无机陶瓷膜过滤组件将微生物截留，得到的澄清的出水储存在清液罐中，准备回用；
[0015](2)、当无机陶瓷膜过滤组件中的通量下降至原始通量80%时，调整双向变频泵进行反冲洗；
[0016](3)、关闭清液管出液阀，打开螺杆泵和打开清洗罐出料阀进行在线清洗或离线清洗；
[0017](4)、系统停止运行时，打开双向变频泵排污阀、清液罐排污阀和清洗罐排污阀，排尽系统中物料。
[0018]本发明的积极进步效果在于:本发明和现有的同类应用于造纸中段废水膜处理装置和处理方法相对比，本发明采用MBR浸没式过滤设备，占地面积减小，一次性投资少；工艺流程简单，操作方便，自动化程度高；处理效果满足造纸工业用水，处理后COD去除率高于78%，色度去除率高于93%，SS去除率高于95%。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明装置的结构和工艺流程的示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
[0021]图1为本发明装置的结构和工艺流程的示意图，如图1所示:本发明包括生物反应池1、无机陶瓷膜过滤组件2、清液罐3、清洗罐4、双向变频泵5、鼓风机6和螺杆泵7，生物反应池I内设置有将所述生物反应池I分为两个部分的溢流堰21，无机陶瓷膜过滤组件2安装在上述两个部分的其中一个部分内，鼓风机6分两个分支，一个分支与生物反应池I之间的曝气管上依次安装有生物反应池进气阀12和压力表8，鼓风机6的另一个分支与安装在无机陶瓷膜过滤组件2正下方的曝气管上依次安装有膜组件曝气管压力表9和膜组件曝气管进气阀13。
[0022]无机陶瓷膜过滤组件2与清液罐3之间依次安装有清液罐压力表10、清液管出液阀14、双向变频泵5、清液管温度表11和清液罐进料阀22。
[0023]清洗罐4与无机陶瓷膜过滤组件2之间安装有清洗罐出料阀15和螺杆泵7。
[0024]清液罐3和清洗罐4底部分别安装有清液罐排污阀17和清洗罐排污阀20，双向变频泵5旁路安装有双向变频泵排污阀16。
[0025]生物反应池I内安装了无机陶瓷膜过滤组件2的部分还安装有一污泥排出管道，所述污泥排出管道分为两支，其中一支上安装有一污泥排出阀19，另一支安装有污泥回流阀18。
[0026]一种用上述的装置应用于造纸中段废水膜处理的方法，所述方法包括如下步骤:
[0027](I)、物料进入生物反应池I中，鼓风机6、生物反应池进气阀12和膜组件曝气管进气阀13打开生物反应池曝气管压力表8和膜组件曝气管压力表9控制进气量进行曝气，空气中的氧溶入污水中，使活性污泥混合液产生好氧代谢反应，曝气不仅传递氧气进入混合液中，且使混合液得到充分的搅拌得到悬浮状液体，使得污水中的有机物、氧气和微生物能充分的接触、反应，通过微生物降解去除溶解性和悬浮的有机化学组分，打开双向变频泵5、清液管出液阀14和清液罐进料阀22，利用其产生的负压通过无机陶瓷膜过滤组件2将微生物截留，得到的澄清的出水储存在清液罐3中，准备回用；
[0028](2)、当无机陶瓷膜过滤组件2中的通量下降至原始通量80%时，调整双向变频泵5进行反冲洗；
[0029](3)、关闭清液管出液阀14，打开螺杆泵7和打开清洗罐出料阀15进行在线清洗或离线清洗；
[0030](4)、系统停止运行时，打开双向变频泵排污阀16、清液罐排污阀17和清洗罐排污阀20，排尽系统中物料。
[0031]下面为一个具体的实施例子:
[0032]实例1:造纸中段废水处理过程
[0033]我国多数制浆厂以非木材原料(草浆)为主，用含氯漂白剂进行漂白，中段废水经二级处理后虽可达标外排，但废水中的残留色度偏高、木素类物质难以生物降解，且氯酚类物质为一级致癌物易于在生物体内累积，对环境具有潜在、深远的影响。其中含有SS=1500mg/L，C0D&=2000mg/L，B0D5=700mg/L，采用MBR膜生物反应器进行处理后，去除率均达到90%以上。
[0034]过滤过程:
[0035]物料进入生物反应池I中，鼓风机6、生物反应池进气阀12和膜组件曝气管进气阀13打开生物反应池曝气管压力表8和膜组件曝气管压力表9控制进气量进行曝气，通过微生物降解去除溶解性和悬浮的有机化学组分，打开双向变频泵5、清液管出液阀14和清液罐进料阀22，利用其产生的负压通过无机陶瓷膜过滤组件2将微生物截留，得到的澄清的出水储存在清液罐3中，准备回用。
[0036]反冲洗过程:[0037]当通量下降至原始通量80%时，调整双向变频泵5进行反冲洗。
[0038]清洗过程
[0039]关闭清液管出液阀14，打开螺杆泵7和打开清洗罐出料阀15进行在线清洗或离线清洗。
[0040]系统停止运行时，打开双向变频泵排污阀16、清液罐排污阀17和清洗罐排污阀20，排尽系统中物料。
[0041]本发明采用MBR浸没式过滤设备，占地面积减小，一次性投资少；工艺流程简单，操作方便，自动化程度高；处理效果满足造纸工业用水，处理后COD去除率高于78%，色度去除率高于93%，SS去除率高于95%。
[0042] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种应用于造纸中段废水膜处理装置，其特征在于:所述装置包括生物反应池、无机陶瓷膜过滤组件、清液罐、清洗罐、双向变频泵、鼓风机和螺杆泵，生物反应池内设置有将所述生物反应池分为两个部分的溢流堰，无机陶瓷膜过滤组件安装在上述两个部分的其中一个部分内，鼓风机分两个分支，一个分支与生物反应池之间的曝气管上依次安装有生物反应池进气阀和压力表，鼓风机的另一个分支与安装在无机陶瓷膜过滤组件正下方的曝气管上依次安装有膜组件曝气管压力表和膜组件曝气管进气阀。 无机陶瓷膜过滤组件与清液罐之间依次安装有清液罐压力表、清液管出液阀、双向变频泵、清液管温度表和清液罐进料阀。 清洗罐与无机陶瓷膜过滤组件之间安装有清洗罐出料阀和螺杆泵。 清液罐和清洗罐底部分别安装有清液罐排污阀和清洗罐排污阀，双向变频泵旁路安装有双向变频泵排污阀。 生物反应池内安装了无机陶瓷膜过滤组件的部分还安装有一污泥排出管道，所述污泥排出管道分为两支，其中一支上安装有一污泥排出阀，另一支安装有污泥回流阀。
2.一种用权利要求1所述的装置应用于造纸中段废水膜处理的方法，其特征在于:所述方法包括如下步骤: (1)、物料进入生物反应池中，鼓风机、生物反应池进气阀和膜组件曝气管进气阀打开生物反应池曝气管压力表和膜组件曝气管压力表控制进气量进行曝气，空气中的氧溶入污水中，使活性污泥混合液产生好氧代谢反应，曝气不仅传递氧气进入混合液中，且使混合液得到充分的搅拌得到悬浮状液体，使得污水中的有机物、氧气和微生物能充分的接触、反应，通过微生物降解去除溶解性和悬浮的有机化学组分，打开双向变频泵和清液管出液阀，利用其产生的负压通过无机陶瓷膜过滤组件将微生物截留，得到的澄清的出水储存在清液罐中，准备回 用； (2)、当无机陶瓷膜过滤组件中的通量下降至原始通量80%时，调整双向变频泵进行反冲洗； (3)、关闭清液管出液阀，打开螺杆泵和打开清洗罐出料阀进行在线清洗或离线清洗； (4)、系统停止运行时，打开双向变频泵排污阀、清液罐排污阀和清洗罐排污阀，排尽系统中物料。
【文档编号】C02F3/12GK103880164SQ201210559982
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月20日 优先权日:2012年12月20日
【发明者】杨积志, 李海波 申请人:上海安赐机械设备有限公司