申請(qǐng)日2014.01.15
公開(kāi)(公告)日2014.05.14
IPC分類號(hào)C02F103/28; C02F9/06
摘要
本發(fā)明提出一種采用電化學(xué)技術(shù)降低廢紙?jiān)旒?A style="TEXT-DECORATION: none" href="http://www.northcarolinalenders.com/">廢水處理流程中顆粒污泥鈣化風(fēng)險(xiǎn)的方法，采用可溶性或者不溶性電極對(duì)廢紙?jiān)旒堅(jiān)械母邼舛肉}離子進(jìn)行適度除鈣預(yù)處理，控制出水的鈣離子在合適范圍內(nèi)，能夠有效降低后續(xù)厭氧反應(yīng)器匯總顆粒污泥的鈣化風(fēng)險(xiǎn)，降低頻繁鈣化更換顆粒污泥導(dǎo)致的運(yùn)行費(fèi)用上升;同時(shí)部分降低原水的有機(jī)污染物濃度，有助于降低后續(xù)厭氧反應(yīng)器的負(fù)荷。
權(quán)利要求書
1.一種電化學(xué)處理廢紙?jiān)旒垙U水以延緩厭氧顆粒污泥鈣化的方 法，其特征在于，包括步驟：
1)高鈣離子的原水，首先在調(diào)節(jié)池中調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)，引入高 pH值的好氧生化系統(tǒng)的產(chǎn)水以調(diào)節(jié)原水的pH值為5.0～7.0;
2)原水進(jìn)入適度除鈣池，開(kāi)啟整流電源開(kāi)關(guān)，對(duì)原水進(jìn)行電化 學(xué)處理;
3)電化學(xué)處理后的原水進(jìn)入沉淀池，投加絮凝劑，沉淀后分離 沉淀，上清液進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，污泥從沉淀池底部定期排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述原水為經(jīng)過(guò) 初沉的廢紙?jiān)旒垙U水，所述原水的COD為3000～5000mg/L，總硬度 為1000～5000mg/L，pH為4～5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)中 好氧生化系統(tǒng)的產(chǎn)水COD為200～500mg/L;總硬度為500～1000mg/L; pH為7～9。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中 電化學(xué)處理的電源為常規(guī)直流電源或者低頻脈沖直流電源，所述低頻 脈沖直流電源的脈沖頻率范圍為0.01～50Hz。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中 電化學(xué)處理采用的電極為可溶性電極或不溶性多孔電極，所述可溶性 電極為鐵電極、鋁電極中的一種;所述不溶性多孔電極為活性炭電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一所述的方法，其特征在于，所述步驟 2)中，電壓為5～10V，陰陽(yáng)極距離3～10cm，陽(yáng)極電流密度為 50～150A/m2，水力停留時(shí)間為30～90min，pH為5～7。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中 的適度除鈣池電極為平板，陰陽(yáng)極對(duì)向掛置在槽體內(nèi)，所述原水沿電 極板的平面方向流過(guò)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中 原水在沉淀池內(nèi)的水力停留時(shí)間為30～90min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中 的沉淀池為平流式或者豎流式，排泥口設(shè)在沉淀池的底部。
說(shuō)明書
電化學(xué)處理造紙廢水以延緩厭氧顆粒污泥鈣化的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種電化學(xué)手段降低廢紙?jiān)?紙廢水處理工藝中的厭氧顆粒污泥鈣化風(fēng)險(xiǎn)的方法。
背景技術(shù)
專利文獻(xiàn)200510042779.4曾對(duì)厭氧+好氧聯(lián)合工藝在造紙中的應(yīng) 用進(jìn)行了系統(tǒng)闡述，現(xiàn)在以該工藝為主體的生化處理工藝在高濃度有 機(jī)廢水處理中得到了廣泛引用，尤其是在造紙、檸檬酸、淀粉制造等 行業(yè)以顆粒污泥為介質(zhì)的IC、UASB和EGSB反應(yīng)器較為常見(jiàn)。
但是，高鈣離子原水引起的顆粒污泥的鈣化問(wèn)題未引起足夠重 視。根據(jù)調(diào)研，在以廢紙為原料的造紙行業(yè)中，由于原紙?jiān)诩庸ぶ圃?過(guò)程中，添加了以碳酸鈣為主體的添加劑，因此，以廢紙為原料的造 紙廢水中具有較高的鈣離子含量，顯著高于以木漿、竹漿等原料的流 程，廢紙?jiān)旒垙U水中鈣離子一般不低于1000mg/L，折算為總硬度約 為不低于2500mg/L(以碳酸鈣計(jì))。高硬度的原水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器后 給顆粒污泥帶來(lái)了不利影響，因?yàn)樵趨捬踹^(guò)程中，產(chǎn)生大量的二氧化 碳，水中的二氧化碳過(guò)飽和導(dǎo)致生成碳酸鈣沉淀，生成的沉淀一方面 支撐著顆粒污泥的骨架結(jié)垢，另一方面沉積在顆粒的內(nèi)部，覆蓋在污 泥的生物活性表面導(dǎo)致生物活性的下降，這種下降在業(yè)內(nèi)被稱為顆粒 污泥的鈣化現(xiàn)象，這也是文獻(xiàn)200510042779.4中提到的厭氧反應(yīng)器 提出的“生物軟化”的原理。根據(jù)調(diào)研，鈣化嚴(yán)重的企業(yè)一般最長(zhǎng)半 年即需要更換全部顆粒污泥，以日處理量為5000t的IC反應(yīng)器為例， 更換一次需要數(shù)十萬(wàn)元，造成運(yùn)行成本的升高和處理能力的下降，甚 至企業(yè)需要全部停車。
根據(jù)研究，鈣離子在顆粒污泥中的溶解和沉積是動(dòng)態(tài)平衡的，一 定的鈣離子含量對(duì)于維持顆粒污泥的骨架結(jié)構(gòu)是有利的，因此，厭氧 過(guò)程是不斷產(chǎn)酸的，如果水中的鈣離子不足以補(bǔ)充溶解，產(chǎn)酸會(huì)導(dǎo)致 鈣離子的不斷溶解降低顆粒污泥的強(qiáng)度;但是鈣離子濃度過(guò)高，多余 的鈣離子會(huì)沉積在顆粒污泥內(nèi)部導(dǎo)致鈣化的發(fā)生，使顆粒污泥的活性 下降。因此對(duì)原水進(jìn)行適度除鈣處理，控制原水中的鈣離子在一個(gè)適 當(dāng)?shù)姆秶�，是降低顆粒污泥鈣化風(fēng)險(xiǎn)，延緩污泥鈣化的重要方法。
化學(xué)法(石灰-純堿法或者燒堿-純堿法)是降低原水中鈣離子的 常用方法，但是該方法pH控制較為嚴(yán)格(一般pH應(yīng)在8.5以上才 有明顯的沉淀效果)，化學(xué)藥劑的耗量比較大，一般每噸水不低于2 元的運(yùn)行成本;同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較多的污泥，增加二次污染和污泥處理 成本，因此研究低成本的延緩顆粒污泥鈣化的方法具有重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的是提出一種電化學(xué)處理 造紙廢水以延緩厭氧顆粒污泥鈣化的方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：
一種電化學(xué)處理造紙廢水以延緩厭氧顆粒污泥鈣化的方法，包括 以下步驟：
1)高鈣離子的原水，首先在調(diào)節(jié)池中調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)，引入高 pH值的好氧生化系統(tǒng)的產(chǎn)水以調(diào)節(jié)原水的pH值為5.0～7.0;
2)原水進(jìn)入適度除鈣池，開(kāi)啟整流電源開(kāi)關(guān)，對(duì)原水進(jìn)行電化 學(xué)處理;
3)電化學(xué)處理后的原水進(jìn)入沉淀池，投加絮凝劑，沉淀后分離 沉淀，上清液進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，污泥從沉淀池底部定期排出。
其中，所述原水為經(jīng)過(guò)初沉的廢紙?jiān)旒垙U水，所述原水的COD 為3000～5000mg/L，總硬度為1000～5000mg/L(碳酸鈣計(jì))，pH為4～5。
試驗(yàn)證明，當(dāng)原水總硬度控制在750～1250mg/L(碳酸鈣計(jì))，折 合為鈣離子濃度為300～500mg/L時(shí)，既能降低顆粒污泥鈣化的風(fēng)險(xiǎn)， 又可保證顆粒污泥骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。為控制原水中鈣離子濃度在上述 范圍，需要采用合適的方法來(lái)適度除鈣。
所述步驟1)中好氧生化系統(tǒng)的產(chǎn)水COD200～500mg/L;總硬度 為500～1000mg/L(碳酸鈣計(jì));pH為7～9。
其中，所述步驟2)中電化學(xué)處理采用的電極為可溶性電極或不 溶性多孔電極，所述可溶性電極為鐵電極、鋁電極中的一種;所述不 溶性多孔電極為活性炭電極。
所述步驟2)中電化學(xué)處理的電源為常規(guī)直流電源或者低頻脈沖 直流電源，所述低頻脈沖直流電源的脈沖頻率范圍為0.01～50Hz。
為達(dá)到控制硬度的目的，所述步驟2)中，優(yōu)選電壓為5～10V， 陰陽(yáng)極距離3～10cm，陽(yáng)極電流密度為50～150A/m2，水力停留時(shí)間為 30～90min，pH為5～7。
其中，所述步驟2)中的適度除鈣池電極為平板，陰陽(yáng)極對(duì)向掛 置在槽體內(nèi)，所述原水沿電極板的平面方向流過(guò)。
其中，所述步驟3)中原水在沉淀池內(nèi)的水力停留時(shí)間為 30～90min。所述投加絮凝劑為聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵 (PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)、淀粉接枝共聚丙烯酰胺(FSM)中的一種 或多種，用量為0.1～50mg/L。
其中，所述步驟3)中的沉淀池為平流式或者豎流式，排泥口設(shè) 在沉淀池的底部，所述排泥方式為本領(lǐng)域常規(guī)手段。
本發(fā)明的有益效果在于：
本發(fā)明投資少，設(shè)備簡(jiǎn)單：電化學(xué)法只需要直流電源和電極材料 就能實(shí)現(xiàn)，pH控制范圍較寬，因此不需要化學(xué)法所需要的投加化學(xué) 藥劑和專用的投加設(shè)備。
本發(fā)明的方法控制進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的鈣離子含量在一定的濃度 范圍內(nèi)，能夠有效地提高顆粒污泥的生物活性，降低鈣化風(fēng)險(xiǎn)，降低 由于顆粒污泥鈣化造成的廢水處理成本上升;同時(shí)絮凝作用能夠部分 降低懸浮物和有機(jī)物含量，降低后續(xù)厭氧反應(yīng)器的負(fù)荷。
