本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)，特別是有機高濃度廢水的處理工藝，具體是一種造紙制漿有機高濃廢水的處理方法。

背景技術(shù)：

1、制漿造紙行業(yè)是資源循環(huán)利用可塑性較高的綠色產(chǎn)業(yè)。在制漿造紙過程中，漿渣、木屑、污泥等廢棄物都可以通過回收和資源化循環(huán)利用，達到節(jié)能降耗和生態(tài)環(huán)保的效果。本公司在利用木竹材制漿的過程中，蒸煮會產(chǎn)生約0.22％的漿渣。這些漿渣通過再蒸煮和盤磨磨解，可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的瓦楞原紙纖維原料，從而實現(xiàn)廢物資源的高效利用，公司的年產(chǎn)能達到了6000噸以上，取得了較好的經(jīng)濟效益。然而，在漿渣纖維磨解和抄造過程中，會產(chǎn)生cod(化學需氧量)高和ss(懸浮固體)濃度較高的有機廢水。具體來說，這些廢水的cod濃度平均為45000mg/l，ss濃度平均為21000mg/l。如果將這些有機高濃度的廢水直接送入現(xiàn)有的污水處理系統(tǒng)進行處理，不僅會增加污水處理系統(tǒng)的負荷，沖擊微生物處理系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，還會導致后續(xù)處理水量大幅增加，從而顯著提高處理成本。也就是說，漿渣磨解抄造工段廢水為漿渣在蒸煮、盤磨分解和漿板抄造過程中產(chǎn)生的高濃有機廢水(廢水cod平均濃度45000mg/l)，目前通過管道輸送到污水處理站中和池，與現(xiàn)有污水進水混合后處理。但是由于漿渣廢水中cod和ss較高，而且范圍變化大，對微生物體處理系統(tǒng)沖擊較大，影響污水處理運行的穩(wěn)定性。而且與污水混合后水量大，污水處理工藝調(diào)節(jié)困難，增加后段氣浮處理的負荷，影響和破壞微生物體處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加生產(chǎn)成本，如果通過污泥濃度控制技術(shù)，也會導致處理效率變低、時間延長。

2、另一方面，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這種廢水中的有機物和懸浮固體含量非常高，導致廢水中顆粒物的密度和粘度增加。這使得顆粒物之間的相互作用更加復雜，難以通過簡單的絮凝過程實現(xiàn)有效的凝聚和沉降。由于廢水中的不同成分密度不同，可能會出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象。上層可能主要是較輕的有機物，而下層則是較重的懸浮固體。這種分層會導致絮凝劑添加后即便進行了攪拌，其效果也僅在上層作用明顯，而在下層作用有限。常規(guī)的絮凝劑添加后，如果混合不均勻，絮凝劑只能在廢水的上層發(fā)揮作用，無法有效接觸到下層的懸浮固體。這會導致絮凝效果不佳，部分懸浮固體仍然無法沉降，從而影響沉降效率；為了使絮凝劑在整個廢水中均勻分布，可能需要增加絮凝劑的用量。然而，過量使用絮凝劑會帶來新的問題，如成本增加、處理后的污泥量增加以及可能對后續(xù)處理工藝造成影響。廢水的ph值也會影響絮凝劑的效果。不同的絮凝劑在不同的ph值下表現(xiàn)出不同的絮凝性能。如果ph值不合適，絮凝劑可能無法發(fā)揮最佳效果。

3、基于以上原因，如果使用現(xiàn)有的污水處理技術(shù)來處理這種制漿有機高濃廢水，會導致污水處理的整體成本增加，效率變低、工時增加。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，發(fā)明人經(jīng)過研發(fā)改進，現(xiàn)提供了一種造紙制漿有機高濃廢水的處理方法，對污水進行預處理；考濾到漿渣磨漿洗滌處理廢水的有機物濃度高，旨在為降低后續(xù)生物處理環(huán)節(jié)的符合、提高效率的同時做到節(jié)省成本；通過回收現(xiàn)有污水處理污泥壓榨濾液中的固體懸浮物，使污泥不重復回到污水處理系統(tǒng)中，擬將污泥處理系統(tǒng)中的污泥壓榨濾液與漿渣廢水混合后并加入紅土乳液混合均勻，送到預處理池進行絮凝處理，通過預制的絮凝劑、斜管沉降設備，顯著提升了絮凝沉降效果，能高效沉降泥水分離，通過預處理后，cod去除率≥65％，ss去除率≥75％，污水進入生物處理段后，最大化利用生物處理效率、并滿足溶解氧需求，系統(tǒng)穩(wěn)定并具備經(jīng)濟性，不僅有利于提高污水處理效率，還能確保整個系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。具體的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

2、一種造紙制漿有機高濃廢水的處理方法，包括：預處理段：有機高濃廢水與污泥脫水濾液混合稀釋后，加入按重量比0.1％～0.5％的紅土乳液并攪拌混合均勻，添加預制的絮凝劑并攪拌混合均勻，進入斜管混凝澄清區(qū)進行第一次絮凝沉降實現(xiàn)泥水分離，沉降的污泥進入污泥槽，澄清的污水從頂部流入中和池；綜合處理段：混合后的廢水進行冷卻和均質(zhì)處理后送入微生物處理段采用活性污泥法，通過射流曝氣提供足夠的溶解氧來支持微生物的生長；污泥濃度可控制在3500-5000mg/l；經(jīng)過微生物處理后的污水進入澄清池，污泥沉降后被循環(huán)回曝氣池繼續(xù)使用，多余的污泥則被轉(zhuǎn)移到污泥槽；澄清的污水進行二次絮凝沉降后，進入氣浮池泥水分離，污水達到排放標準并排放；污泥進行脫水處理后作為可摻燒的燃料，污泥脫水后的濾液，與有機高濃廢水混合后進入預處理段循環(huán)。

3、所述紅土乳液的制備過程包括：選取紅土壤，選用鐵、鋁氧化物的總含量占比達5％～10％之間，且砂石、有機質(zhì)低于5％占比的紅土壤類型，打碎或研磨后加入水混合攪拌，制備成濃度130～150g\l的紅土乳液；

4、所述有機高濃廢水的cod濃度≤40000mg/l，ss濃度≤20000mg/l；所述預處理段中第一次絮凝沉降實現(xiàn)泥水分離后，污水cod去除率≥65％，ss去除率≥75％；

5、所述絮凝劑由聚合氯化鋁、氯化鐵和\或硫酸鋁與聚丙烯酰胺搭配組成；其中：聚合氯化鋁的氧化鋁含量為9％、氯化鐵的氧化鐵含量為9.5％；硫酸鋁的氧化鋁含量為18％；聚丙酰胺按0.20％濃度配液；所述絮凝劑按體積比為聚丙稀酰胺:氯化鐵：聚合氯化鋁＝4:3:1。

6、所述斜管混凝澄清區(qū)包含兩套串聯(lián)的斜管沉降器，在絮凝劑的陽離子電荷和聚丙烯酰胺架橋吸附的雙重作用下，污水中的顆粒物質(zhì)、纖維聚團被吸附，形成大顆?；虼缶蹐F，向下沉降，而小顆粒、懸浮聚團、懸浮顆粒則隨水流向上升至斜管，受到斜管管面的阻力后附著在管壁上，累積形成礬花層，這些被吸附的細小顆粒、懸浮聚團和懸浮顆粒達到一定重量時成團下落到池底；更小的顆粒和懸浮團則在第二套斜管沉降器進一步吸附和累積后再次沉淀；沉淀后的污泥進入污泥槽。

7、所述斜管混凝澄清區(qū)包括混合區(qū)、第一澄清區(qū)和第二澄清區(qū)，混合區(qū)設置攪拌機，污水在攪拌機高速作用下，絮凝劑與污水中有機大分子物質(zhì)混合反應，形成顆?；蚓蹐F，第一澄清區(qū)和第二澄清區(qū)為串聯(lián)的兩套斜管澄清區(qū)，以45度角設置pvc斜管，污水進入兩個澄清區(qū)，兩次通過陽離子電荷和架橋吸附在斜管及下部區(qū)域形成“礬花”層，然后上升的污水中有機物經(jīng)過“礬花”層時，大分子有機物顆粒和懸浮物被吸附，當達到一定重量時沉入池底，被泵抽走；通過兩個澄清區(qū)，污水cod濃度≤1050mg/l,ss≤140mg/l,澄清后的污水從頂部進入到出水槽，且污水bod5/cod比率提高了至少5.77％。

8、所述微生物處理段溶解氧控制在1.5-2.5mg/l之間，污泥濃度控制在3500-5000mg/l；污泥通過微生物處理系統(tǒng)后進入澄清池，在澄清池中污泥在重力作用下沉到底部，循環(huán)送回到曝氣池，多余污泥送到污泥儲槽；澄清的污水用污水泵送到氣浮池，在氣浮池前加裝管道混合器，在管道混合器前加入絮凝劑，使化學藥品與水在充分混合反應，然后污水進入氣浮池，在氣浮池中污水中cod大分子物質(zhì)與化學品反應形成細小固形物顆料，最終形成污泥層實現(xiàn)泥水分離，氣浮后的污泥送入污泥槽，污水達標排放。

9、污水在進入微生物處理前，進行降溫和水質(zhì)調(diào)節(jié)，使溫度≤35℃，并在均質(zhì)池中混合均勻。

10、本發(fā)明的工作原理：本發(fā)明的一種造紙制漿有機高濃廢水的處理方法，主要分為預處理段和綜合處理段，在預處理段中，包括一個關(guān)鍵的前置步驟，就是將紅土壤研磨成細粉后制成乳液，并將其加入到含有大量植物纖維的泥漿水中充分攪拌混合，紅土壤中的二氧化硅(sio2)、三氧化二鐵(fe2o3)和三氧化二鋁(al2o3)和顆粒物，附著在植物纖維上，形成更大的復合結(jié)構(gòu)，由于紅土壤顆粒具有一定的表面活性，它們可以與植物纖維在攪拌混合后相結(jié)合吸附，導致纖維間出現(xiàn)聚集現(xiàn)象，這些聚集后的顆?；蚓蹐F具有較大的比表面積和表面電荷，能夠在水中形成穩(wěn)定的懸浮體系；由于紅土乳液中含有黏土物質(zhì)，這些黏土物質(zhì)具有層狀結(jié)構(gòu)，會吸附水分子，并形成膠體狀物質(zhì)；通過攪拌，能夠帶動整個污水中的物質(zhì)形成較為均勻的懸浮態(tài)，這個過程對于后續(xù)添加絮凝劑具有很好的輔助意義。上述的顆粒或聚團，在污水添加絮凝劑后，能夠更有利于進一步在聚合氯化鋁pac、聚丙烯酰胺pam的作用下繼續(xù)聚集，形成更大的絮體結(jié)構(gòu)，即紅土壤中含的粘土礦物和其他細小顆粒，與植物纖維附和、吸附后的顆粒和聚團，能夠形成更大、更穩(wěn)定的絮體；且能夠均勻的在攪拌混合過程中充分與整個污水體系形成吸附和聚團，泥沙和更大的顆粒則處于污水底部，中部層和上部層能夠充分懸浮并與絮凝體形成充分吸附聚團作用，從而提高了絮凝效率和吸附率，紅土乳液中的顆粒物還可以作為額外的絮凝核，幫助細小的懸浮顆粒聚集在一起形成較大的絮體，即增強了與絮凝體之間的吸附效率，從而提高沉降速度和效率；將絮凝劑的絮凝反應效率進一步提升，并能充分、均勻作用于污水水體中，提高絮凝反應的吸附率，從而無需過多的絮凝劑，即可達到可觀的沉降效果(促進絮凝劑的作用效果)；因此，使得更多的有機物質(zhì)和顆粒物在斜管沉降區(qū)中不斷聚集形成污泥，而沉降到污水底部，被污泥泵抽走，而這樣的快速沉降，能夠使得澄清后的有機污水中化學需氧量cod顯著降低、固體懸浮物ss濃度顯著降低。

11、通過上述預處理后的污水，能有效提升生物處理段中的處理效率，適宜的污泥濃度有助于維持足夠的微生物量以有效去除廢水中的有機物質(zhì)；如果濃度過低，可能不足以提供充足的微生物來降解污染物；而過高則可能導致氧氣供應不足或過度擁擠影響處理效果；而經(jīng)過本發(fā)明的預處理后，污水中的cod濃度≤1050mg/l,ss≤140mg/l,澄清后的污水從頂部進入到出水槽，且污水bod5/cod比率提高了至少5.77％；這使得污泥濃度可以控制在3500-5000mg/l，也能獲得穩(wěn)定的微生物處理效果，活性污泥法是一種常見的生物處理方法，通過微生物降解廢水中的有機物。射流曝氣可以提供充足的溶解氧，促進好氧微生物的生長和代謝；適當?shù)奈勰酀舛冗€有助于平衡運行成本和處理效果之間的關(guān)系。較高的cod值意味著污水中有機物含量較高，這會導致微生物在處理過程中消耗更多的氧氣，如果cod過高，可能會導致污泥負荷過重，影響處理效果，降低處理效率還會破壞微生物穩(wěn)定性，增加成本。因此，適當?shù)奈勰酀舛瓤梢源_保微生物有足夠的生長空間和營養(yǎng)物質(zhì)，從而提高污水處理效率。如果cod過高，可能會導致溶解氧不足，影響微生物的活性；如果污泥濃度過低，則可能導致處理能力不足而降低效率，基于本發(fā)明的預處理后，bod5/cod比率的提高意味著污水中可生物降解的有機物比例增加，從而提高處理效率，cod和ss的控制有助于維持適宜的微生物生長環(huán)境，促進有機物的生物降解；可見，基于本發(fā)明的預處理，使得后續(xù)微生物處理環(huán)節(jié)提高效率的同時保持微生物系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使得成本可控。

12、經(jīng)過本發(fā)明的預處理，由于絮體結(jié)構(gòu)大、吸附污泥顆粒和其他雜質(zhì)的效率高，使得在絮凝沉降環(huán)節(jié)獲得的污泥顆粒之間形成更大、更穩(wěn)定的絮體，因此有助于提高污泥的過濾性和壓縮性，在污泥送至污泥脫水機進行深度脫水時，能很快速的使污泥干度達到≥36％；經(jīng)風干至40％送到生物質(zhì)鍋爐作為燃料摻燒，實現(xiàn)無害化、資源化處理，提高了節(jié)能環(huán)保水平。污泥脫水后濾液與漿渣纖維高濃廢水循環(huán)混合后進入預處理。

13、本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

14、(1)高效的cod和ss的降低：在預處理段通過添加紅土乳液和絮凝劑，使得污水中的顆粒物質(zhì)、纖維聚團被吸附形成大顆粒或大聚團，從而促進絮凝效果，在斜管混凝澄清區(qū)實現(xiàn)高效的泥水分離。經(jīng)過預處理后，污水的cod濃度可降至≤1050mg/l，ss濃度可降至≤140mg/l。

15、(2)提高微生物處理效率：通過預處理，污水的bod5/cod比率提高了至少5.77％，cod和ss濃度顯著降低，使得污泥濃度可以控制在3500-5000mg/l之間。這種適宜的污泥濃度有助于維持足夠的微生物量以有效去除廢水中的有機物質(zhì)，同時避免因污泥濃度過高導致的氧氣供應不足或過度擁擠問題；有助于提高活性污泥法的處理效率，確保微生物有足夠的生長空間和營養(yǎng)物質(zhì)，從而提高污水處理效率，同時保障了微生物的穩(wěn)定性。

16、(3)節(jié)能環(huán)保：通過高效的預處理和綜合處理，提高了絮凝劑的使用效率和反應率，節(jié)省處理成本；同時，通過高效的絮凝沉降和微生物處理，生成的污泥具有良好的過濾性和壓縮性，脫水后的污泥干度可達≥36％，可用于生物質(zhì)鍋爐作為燃料摻燒，實現(xiàn)無害化、資源化處理，提高了節(jié)能環(huán)保水平。

17、說明書附圖

18、圖1為本發(fā)明的一種造紙制漿有機高濃廢水的處理方法工藝流程圖。