论文导读：生物处理是常用的制浆造纸废水处理技术，已被许多工厂采用。上海新伦造纸厂采用SRB技术进行废水处理并实现达标排放。生物法处理制浆造纸废水具有效率高、成本低、二次污染少等优点,今后随着造纸工业和生物技术的迅猛发展以及对环境质量要求的提高,生物处理技术必将在制浆造纸工业废水处理中得到更广泛的应用，研究高效、低耗、技术简单的制浆造纸废水生物处理技术是一个非常有前途的课题。
关键词：生物技术，制浆造纸废水，废水处理
制浆造纸工业对环境所造成的污染问题日益突出，其废水排放量占全国工业废水排放总量的10%左右，污染严重，需要二次处理。随着国家对环境保护的重视以及民众环保意识的不断提高，制浆造纸行业已将降低有害物质作为重要课题。生物处理是常用的制浆造纸废水处理技术，已被许多工厂采用。该技术的原理是利用厌氧和好氧微生物将废水中的溶解性有机物分解为二氧化碳和水等稳定的无机物，实现COD去除，达到净化水体的目的。根据参与作用的微生物种类和供氧情况，分为好氧生物处理和厌氧生物处理及好氧厌氧组合处理三大类。生物处理方法运行费用低廉，与其他方法组合可以大大提高造纸废水的处理效率。
1.好氧生物处理法
好氧生物处理法即在有氧条件下，好氧微生物(主要是好氧菌)以水中的多种有机污染物作为生长、繁殖和新陈代谢等生命活动的物质与能量来源，同时达到去除BOD的方法。根据好氧微生物在水体中和工作方式不同，可分为活性污泥法和生物膜法两类。
1．1 活性污泥法
经初次沉淀后的废水与由二次沉淀池来的回流污泥在曝气池起端进入池内，通过扩散或机械曝气进行充分混合与曝气，并通过活性污泥的吸附、絮凝和氧化作用去除废水中的有机物。该法适用于处理要求高而水质较稳定的废水。
由于普通活性污泥法曝气时间比较长，当活性污泥继续向前推进到曝气池末端时，废水中有机物已几乎被耗尽，污泥微生物进入内源代谢期，它的活动能力也相应减弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中残剩的有机物数量少。处于饥饿状态的污泥回流入曝气池后又能够强烈吸附和氧化有机物，所以普通活性污泥法的BOD和悬浮物去除率都很高，达到90～95%左右。
普通活性污泥法也有它的不足之处，主要是：①对水质变化的适应能力不强；②所供的氧不能充分利用，曝气池相对庞大、占地多、能耗费用高。有研究表明通过活性污泥工艺改良，可以明显改善生物系统污泥沉降性能及处理效果。
（1）SBR工艺
SBR（Sequencung Batch Reactors）是近年来在国内外广泛重视和研究日趋增多的一种污水生物处理新技术。SRB反应器的运行通常包括5个阶段：①进水阶段——加入基质；②反应阶段——基质降解；③沉淀阶段——泥水分离；④排放阶段——排上清液；⑤闲置阶段——活性恢复。这5个阶段都在曝气池内完成，从第一次进水到第二次进水称为一个工作周期。
SRB每个工作周期中各个阶段的运行时间、运行状态可以根据污水性质、排放规律与出水要求等进行调整。其操作简单，应用灵活，经济可行，能有效地去除常规活性污泥法难以去除的污染物，并能有效地克服活性污泥法污泥膨胀等问题。甲醇去除率达100%，COD去除率88%。据某些专家估算，SRB法投资运行成本要比常规活性污泥法节省30%。加拿大已成功应用SRB技术处理造纸厂多种废水；上海新伦造纸厂采用SRB技术进行废水处理并实现达标排放。
（2）HCR工艺
HCR(High Performance Compact Reactor) 是好氧生物处理技术的一个飞跃，它融合了当今的高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，并具有深井曝气和流化污泥床的特点。因此，其空气氧的转化率高，反应器的容积负荷大，水力停留时间短，是当前为西方国家所广泛接受的一种高效好氧生物处理方法。
HCR系统主要包括：集成反应器、两相喷头、沉淀池以及配套的管路和水泵等。集成反应器为圆形容器，其外筒两端被封闭，连接着各种管道；内筒两端开口，两相喷头安装在反应器上部的正中央。循环水泵提升高压水流经喷头射入反应器，由于负压作用同时吸入大量空气。水流和气流的共同作用又使喷头下方形成高速紊流剪切区，把吸入的气体分散成细小的气泡。富含溶解氧的混合污水经导流筒达到反应器底部后，又向上返流形成环流，再经剪切向下射流，如此循环往复运行。于是，污水被反复充氧，气泡和微生物菌团被不断剪切细化，并形成致密细小的絮凝体。
据研究表明纸厂废水采用HCR工艺处理，其中悬浮物去除率和脱色率均在95%以上，BOD和COD的去除率也都在80%以上，其主要运行效果参数与传统活性污泥法比较得出，HCR工艺在充氧速率、容积负荷、污泥负荷、沉淀池表面负荷、剩余污泥产率、水力停留时间等方面都具有明显优势。
HCR工艺存在的问题：一是能耗，当污水 COD去除率在80%及其以下时，所需能耗低且效益好；如果COD的去除率要求过高，其能耗就直线升高。因此，在实际工作中也不能盲目地选用HCR工艺。第二个问题是泡沫，HCR在处理某些废水时，也和常规好氧工艺一样会产生泡沫，设计时必须考虑这一因素。
1．2 生物膜法
生物膜法是一大类生物处理法的总称，共同的特点是微生物附着在介质(滤料)表面上，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机物被微生物吸附转化为H2O、 CO2、 NH3和微生物细胞物质，污水得到净化，所需氧气一般直接来自大气，生物膜法的处理效果和活性污泥法的处理效果差不多，与活性污泥法相比，其产生的污泥膨胀和剩余污泥量少，以及占地少和运行管理简便等优点。
目前采用生物膜技术的工艺也很多，常用的有生物滤池、生物转盘、接触氧化法以及生物流化床或膨胀床等多种工艺，本论文主要介绍一下接触氧化法以及生物流化床。
（1）生物流化床法
生物流化床是70年代开发的一种新型生物膜法处理工艺；以比重大于1的细小惰性颗粒如砂、焦碳、陶粒、活性炭等为载体；废水以较高的上升流速使载体处于流化状态；生物固体浓度很高，传质效率也很高，是一种高效的生物处理构筑物。
生物流化床具有以下优点：① 生物固体浓度高(10~20g/l)，因此容积负荷较高(7~8kgBOD5/m3.d以上)，水力停留时间可大大缩短，基建费用较小；② 无污泥膨胀或其它生物膜法中的滤料堵塞；③ 能适应不同浓度范围的废水，能适应较大的冲击负荷；④ 由于容积负荷和床体高度较大，占地面积较小。这些优点使它越来越受到水处理界的重视，目前已在生活污水和多种工业废水的处理上得到应用。近年来，内循环生物流化床研究得较多，还有人把流化床反应器与膜分离技术结合起来，建立了好氧流化床膜反应器，处理出水水质较高。
1/2 1 2 下一页 尾页 |
