一体化造纸废水动态处理装置及其方法.pdf

本发明提供一种一体化造纸废水动态处理装置及其方法，装置包括依次套接并构成三层结构的净化塔、流速变换器和流态变换器，净化塔为外层，流速变换器为中层，流态变换器为内层；三层结构顶部设有操作台，净化塔上端塔壁外侧设有集水槽并开有出水口，集水槽外侧与出水通道连接；流态变换器底部与进水管道连接，进水管道上设有加药装置，进水管道与流态变换器底部的连接处设有阻尼喷咀；方法是通过装置的多层结构对造纸废水进行多级净化并回收利用。本发明装置结构简单、使用方便，其实现的方法可完成造纸废水进行物化分离、净化和活化，大大缩短了造纸废水的处理流程，降低设备成本，减少场地投资，减少造纸废水的排放量，甚至实现造纸废水零排放。

权利要求书
1.  一体化造纸废水动态处理装置，其特征在于，包括依次套接并构成三层结构的净化塔、流速变换器和流态变换器，其中净化塔为外层，流速变换器为中层，流态变换器为内层；三层结构的顶部设有操作台，净化塔上端的塔壁外侧设有集水槽，净化塔与集水槽相接的塔壁上设有出水口，集水槽外侧与出水通道连接，出水通道的出口端外接车间回用设备或深化处理设备；流态变换器的底部与进水管道连接，进水管道上设有加药装置，进水管道与流态变换器底部的连接处设有阻尼喷咀，进水管道的进口端外接造纸废水集水池。

2.  根据权利要求1所述的一体化造纸废水动态处理装置，其特征在于，所述净化塔上部为圆柱状结构，下部为底面直径与上部圆柱直径相同的倒圆锥结构，下部倒圆锥的锥顶设有变径弯头污泥排出管，净化塔下方通过6～12条支柱支撑，各支柱的支撑点之间通过环形三角钢梁相连接；净化塔的圆柱直径为3000～12000mm，净化塔的总高度为5000～12000mm。

3.  根据权利要求2所述的一体化造纸废水动态处理装置，其特征在于，所述变径弯头污泥排出管的中心轴线与水平面的夹角为0～90°。

4.  根据权利要求1所述的一体化造纸废水动态处理装置，其特征在于，所述净化塔上部的圆柱内设有用于进一步活化水质的仿生水草。

5.  根据权利要求4所述的一体化造纸废水动态处理装置，其特征在于，所述净化塔上部圆柱内的仿生水草为1～3层，仿生水草设于距离净化塔塔顶1000～3000mm的高度范围内。

6.  根据权利要求1所述的一体化造纸废水动态处理装置，其特征在于，所述流态变换器内设有聚炳烯酰胺净水剂。

7.  根据权利要求1所述的一体化造纸废水动态处理装置，其特征在于，所述加药装置为文丘里，加药装置内设有聚合氯化铝净水剂和工程微生物；所述工程微生物是集好氧菌、兼氧菌和厌氧菌于一体的高效工程微生物。

8.  根据权利要求1所述的一体化造纸废水动态处理装置，其特征在于，所述集水槽内设有仿生水草。

9.  根据权利要求1所述的一体化造纸废水动态处理装置，其特征在于，所述净化塔外壁的材料为碳钢或混凝土，净化塔内壁的材料为碳钢，净化塔内壁表层涂有防腐防锈的漆料；当净化塔外壁材料为碳钢时，净化塔外壁表层涂油防锈的漆料。

10.  通过权利要求1～9任一项所述装置实现的一体化造纸废水动态处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)生产现场的造纸废水预先储于集水池中，通过进水管道，泵将集水池中的造纸废水送至流态变换器中；
(2)造纸废水通过进水管道时，设于进水管道上的加药装置向造纸废水中加入工程微生物和聚合氯化铝净水剂并使其充分混合，此时造纸废水中产生微絮体；
(3)造纸废水被送至流态变换器底部时，通过阻尼喷咀喷入流态变换器中，造纸废水进入流态变换器后与其中的聚炳烯酰胺净水剂充分混合，此时造纸废水中产生体积较大的絮聚颗粒；
(4)造纸废水不断进入流态变换器，与聚炳烯酰胺净水剂混合后从流态变换器顶部溢出并沿着流速变换器的内壁减速下流至净化塔中，造纸废水中的絮聚颗粒逐渐沉淀并形成固形絮凝体，造纸废水的细小纤维在净化塔的中下部会自动形成网状结构；
(5)造纸废水沉淀后其固形絮凝体从净化塔底部的变径弯头污泥排出管排出，经沉淀的上层废水经过仿生水草时，工程微生物絮殖生息，在仿生水草和工程微生物的协同作用下，上层废水中的有机物得到进一步的降解，并活化水质，最后由净化塔塔壁上的出水口进入集水槽，通过集水槽外侧的出水通道直接送至车间回用设备或深化处理设备。

说明书一体化造纸废水动态处理装置及其方法
技术领域
本发明涉及造纸领域的废水处理技术，特别涉及一种一体化造纸废水动态处理装置及其方法。
背景技术
造纸企业是水耗大户。在造纸过程中，会产生大量的废水，这些造纸废水的主要污染物包括有机物、悬浮物以及一些对环境有害的物质，对废水中污染物的含量一般通过化学耗氧量COD、生物耗氧量BOD或悬浮物去除率SS进行测量。而对于这些造纸废水的处理方法，目前的造纸企业一般采用物化分离净化(如气浮法或絮凝沉淀法等)与生化活化处理(如厌氧/好氧法或SBR法等)相结合的方法进行处理，经处理后的废水部分回用，部分达标排放，个别还需增加深度处理后再排放。然而这种处理方法的流程较长、处理单元多、占地面也大，因此其设备投资必然也增大，并且处理过程复杂，不利于成本控制。申请号为200610084935.8的发明申请公开了一种工业废水一体化处理装置，通过装置内的三相分离器对工业废水进行分离并处理回收，但该装置只适宜于悬浮物少、流量不大的一般工业污水处理，对造纸废水这种悬浮物多、有机无机物多、COD负荷较大、处理流置大的造纸废水来说显然是难以实现的。因此，如果能在企业水系统实现内循环，把物化分离、净化和水的活化功能集在一个装置内，并借助装置高位位能把处理分离净化后的水和污泥(富含细小纤维的污泥)自流回生产现场回用，即把造纸废水处理变成生产过程的一个连续动态环节，必然能大大提高效率、减少设备占地面积、减少投资并大大降低运输费用，较好地达到减排节能的目的。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、占地面积小，并能较好地使用于造纸废水回收系统的一体化造纸废水动态处理装置。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述装置实现的一体化造纸废水动态处理方法。
本发明通过以下技术方案实现：一种一体化造纸废水动态处理装置，包括依次套接并构成三层结构的净化塔、流速变换器和流态变换器，其中净化塔为外层，流速变换器为中层，流态变换器为内层；三层结构的顶部设有操作台，净化塔上端的塔壁外侧设有集水槽，净化塔与集水槽相接的塔壁上设有出水口，集水槽外侧与出水通道连接，出水通道的出口端外接车间回用设备或深化处理设备；流态变换器的底部与进水管道连接，进水管道上设有加药装置，进水管道与流态变换器底部的连接处设有阻尼喷咀，进水管道的进口端外接造纸废水集水池。操作平台与净化塔、流速变换器和集水槽的顶部刚性焊接固定。
所述净化塔上部为圆柱状结构，下部为底面直径与上部圆柱直径相同的倒圆锥结构，下部倒圆锥的锥顶设有变径弯头污泥排出管，净化塔下方通过6～12条支柱支撑，各支柱的支撑点之间通过环形三角钢梁相连接；净化塔的圆柱直径为3000～12000mm，净化塔的总高度为5000～12000mm。净化塔的圆柱直径及其总高度通过废水的实际排放量进行计算选择。
所述变径弯头污泥排出管的中心轴线与水平面的夹角为0～90°。根据净化塔下方的空间或净化塔与其外接的污泥回收装置的配合需要，可对变径弯头污泥排出管中心轴线与水平面的夹角进行选择，也可以根据实际需要对变径弯头污泥排出管的内径进行设计。
所述净化塔上部的圆柱内设有用于进一步活化水质的仿生水草。
所述净化塔上部圆柱内的仿生水草为1～3层，仿生水草设于距离净化塔塔顶1000～3000mm的高度范围内。
所述流态变换器内设有聚炳烯酰胺净水剂。
所述加药装置为文丘里，加药装置内设有聚合氯化铝净水剂和工程微生物；所述工程微生物是集好氧菌、兼氧菌和厌氧菌于一体的高效工程微生物。
所述集水槽内设有仿生水草。
净化塔或集水槽内所设的仿生水草均采用高分子材料制成，其形状与水草相似，其作用是作为工程微生物絮殖生息的场所，在仿生水草和工程微生物的协同作用下，可对造纸废水进行进一步降解，从而降低其COD、BOD或减少总磷、总氦、氨氮等成分，并活化水质。
所述净化塔外壁的材料为碳钢或混凝土，净化塔内壁的材料为碳钢，净化塔内壁表层涂有防腐防锈的漆料；当净化塔外壁材料为碳钢时，净化塔外壁表层涂油防锈的漆料。
本一体化造纸废水动态处理装置用于造纸废水回收系统时，通过该装置实现的一体化造纸废水动态处理方法包括以下步骤：
(1)生产现场的造纸废水预先储于集水池中，通过进水管道，泵将集水池中的造纸废水送至流态变换器中；
(2)造纸废水通过进水管道时，设于进水管道上的加药装置向造纸废水中加入工程微生物和聚合氯化铝净水剂并使其充分混合，此时造纸废水中产生微絮体；
(3)造纸废水被送至流态变换器底部时，通过阻尼喷咀喷入流态变换器中，造纸废水进入流态变换器后与其中的聚炳烯酰胺净水剂充分混合，此时造纸废水中产生体积较大的絮聚颗粒；
(4)造纸废水不断进入流态变换器，与聚炳烯酰胺净水剂混合后从流态变换器顶部溢出并沿着流速变换器的内壁减速下流至净化塔中，由于造纸废水在流速变换器内流速变慢，所以进入净化塔后，造纸废水中的絮聚颗粒逐渐沉淀并形成固形絮凝体，造纸废水的细小纤维在净化塔的中下部会自动形成网状结构，该网状结构能起过滤作用；
(5)造纸废水沉淀后其固形絮凝体从净化塔底部的变径弯头污泥排出管排出，经沉淀的上层废水经过仿生水草时，工程微生物絮殖生息，在仿生水草和工程微生物的协同作用下，上层废水中的有机物得到进一步的降解，并活化水质，最后由净化塔塔壁上的出水口进入集水槽，通过集水槽外侧的出水通道直接送至车间回用设备或深化处理设备。
上述过程中，由于造纸废水是连续送入装置内进行处理的，并且经处理的废水可以连续排出使用，所以可达到动态平衡。
本发明相对于现有技术，具有如下优点效果：
1、本一体化造纸废水动态处理装置结构简单、使用方便，只要将该装置设于造纸废水回收利用系统中，即可对造纸废水进行物化分离、净化和活化，而不需要分别采用专门的设备进行物化分离、净化和活化，大大缩短了造纸废水的处理流程，降低设备成本，减少场地投资。
2、根据实际需要，本一体化造纸废水动态处理装置及其方法可用于多种纸品的废水处理，采用本一体化造纸废水动态处理装置进行造纸废水处理时，其悬浮物去除率SS可达到85～95％，处理后水中COD、BOD可降低60～90％，总磷、总氮及氨氮等去除率≥50％。当本发明的装置用于包装纸的废水处理时，其处理后的废水可直接回收利用；当本发明的装置用于其它纸品的废水处理时，其处理后的废水60～80％可直接回收利用、20～40％可经生态深度修复进一步活化后再回收利用，因此可达到造纸企业水系统的动态内循环，减少造纸废水的排放量，甚至实现造纸废水零排放。
3、本一体化造纸废水动态处理装置及其方法除了应用于造纸领域的废水处理，只要改变其净化剂的种类等，还可应用于工业污水或城市污水的处理，其使用范围较广。
附图说明
图1是本一体化造纸废水动态处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本实施例的一体化造纸废水动态处理装置，其结构如图1所示，包括依次套接并构成三层结构的净化塔1、流速变换器2和流态变换器3，其中净化塔1为外层，流速变换器2为中层，流态变换器3为内层；三层结构的顶部设有操作台4，净化塔1上端的塔壁外侧设有集水槽5，净化塔1与集水槽5相接的塔壁上设有出水口6，集水槽5外侧与出水通道7连接，出水通道7的出口端外接车间回用设备或深化处理设备；流态变换器3的底部与进水管道8连接，进水管道8上设有加药装置9，进水管道8与流态变换器3底部的连接处设有阻尼喷咀10，进水管道8的进口端外接造纸废水集水池。操作平台4与净化塔1、流速变换器2和集水槽5的顶部刚性焊接固定。
净化塔1上部为圆柱状结构，下部为底面直径与上部圆柱直径相同的倒圆锥结构，下部倒圆锥的锥顶设有变径弯头污泥排出管11，净化塔1下方通过6～12条支柱12支撑，各支柱12的支撑点13之间通过环形三角钢梁相连接；净化塔1的圆柱直径为3000～12000mm，净化塔1的总高度为5000～12000mm。净化塔1的圆柱直径及其总高度通过废水的实际排放量进行计算选择。
变径弯头污泥排出管11的中心轴线与水平面的夹角为0～90°。根据净化塔1下方的空间或净化塔1与其外接的污泥回收装置的配合需要，可对变径弯头污泥排出管11中心轴线与水平面的夹角进行选择，也可以根据实际需要对变径弯头污泥排出管11的内径进行设计。
上述装置结构中，净化塔1上部的圆柱内设有用于进一步活化水质的仿生水草14。
净化塔1上部圆柱内的仿生水草14为1～3层，仿生水草14设于距离净化塔1塔顶1000～3000mm的高度范围内。
流态变换器3内设有聚炳烯酰胺净水剂。
加药装置9为文丘里，加药装置9内设有聚合氯化铝净水剂和工程微生物；工程微生物是集好氧菌、兼氧菌和厌氧菌于一体的高效工程微生物。
集水槽5内也设有仿生水草14。
净化塔1或集水槽5内所设的仿生水草14均采用高分子材料制成，其形状与水草相似，其作用是作为工程微生物絮殖生息的场所，在仿生水草和工程微生物的协同作用下，可对造纸废水进行进一步降解，从而降低其COD、BOD或减少总磷、总氦、氨氮等成分，并活化水质。
净化塔1外壁的材料为碳钢或混凝土，净化塔1内壁的材料为碳钢，净化塔1内壁表层涂有防腐防锈的漆料；当净化塔1外壁材料为碳钢时，净化塔1外壁表层涂油防锈的漆料。
本一体化造纸废水动态处理装置用于造纸废水回收系统时，通过该装置实现的一体化造纸废水动态处理方法包括以下步骤：
(1)生产现场的造纸废水储于集水池中，通过进水管道8，泵将集水池中的造纸废水送至流态变换器3中；
(2)造纸废水通过进水管道8时，设于进水管道8上的加药装置9向造纸废水中加入工程微生物和净水剂并使其充分混合，此时造纸废水中产生微絮体；
(3)造纸废水被送至流态变换器3底部时，通过阻尼喷咀10喷入流态变换器3中，造纸废水进入流态变换器3后与其中的净水剂充分混合，此时造纸废水中产生体积较大的絮聚颗粒；
(4)造纸废水不断进入流态变换器3，与聚炳烯酰胺净水剂混合后从流态变换器3顶部溢出并沿着流速变换器2的内壁减速下流至净化塔1中，由于造纸废水在流速变换器3内流速变慢，所以进入净化塔1后，造纸废水中的絮聚颗粒逐渐沉淀并形成固形絮凝体15，造纸废水的细小纤维在净化塔1的中下部会自动形成网状结构，该网状结构能起过滤作用；
(5)造纸废水沉淀后其固形絮凝体15从净化塔1底部的变径弯头污泥排出管11排出，经沉淀的上层废水经过仿生水草14时，工程微生物絮殖生息，在仿生水草14和工程微生物的协同作用下，上层废水中的有机物得到进一步的降解，并活化水质，最后由净化塔1塔壁上的出水口16进入集水槽5，通过集水槽5外侧的出水通道7可直接送至车间回用设备或深化处理设备。
上述过程中，由于造纸废水是连续送入装置内进行处理的，并且经处理的废水可以连续排出使用，所以可达到动态平衡。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。