[发明专利]一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺

说明书

本发明公开了一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺，包括如下步骤：a、采用絮凝法对棉浆废水进行第一级处理；b、采用生物活性炭纤维法对絮凝处理后的棉浆废水进行连续处理。本发明采用絮凝‑生物活性炭纤维法的连续水处理工艺对棉浆废水进行处理，棉浆废水的处理中具有非常优良的处理效果，其出水的COD_Cr、pH值和浊度度均可以达到国家工业废水一级排放标准，此工艺具有良好的市场应用价值。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，更具体的涉及一种基于活性炭纤维的棉浆废水处理工艺。

背景技术

新疆作为棉花主产区，棉花产业在区域内部产业结构中占有较大的比重,已经成为新疆各地州和兵团的重要经济支柱和农民脱贫致富的主要途径，是区域经济增长的源泉。随着棉花种植面积的不断扩大(已达2400万亩)和科学化种植水平的不断提升，新疆棉花总产量已占全国产量的50％以上，这极大地促进了棉花下游产业的蓬勃发展，如棉浆泊的生产、棉籽油的生产、棉花秸秆及棉籽壳的转化利用等，其中，以下脚棉或棉短绒为原料生产棉浆泊(一种高纯度纤维素，被广泛应用于食品、医药、造纸、塑料、航天、军工等领域)具有很好的社会效益和经济价值。然而，在棉浆泊的生产中，不仅会消耗大量的自来水，同时也会产生大量的黑色废液(棉浆废水)，由于棉浆废水中含有大量有机污染物和悬浮物(主要有碱、木质素、纤维素、半纤维素及其在高温、强碱条件下的分解产物等)，其成分复杂且很难治理，若不进行有效处理而排放将会对土壤等生态环境造成严重的破坏。随着棉浆等化纤厂数量的不断增加以及水资源的日益短缺，棉浆废水的处理便成为人们普遍关注的重要问题之一。

棉浆废水的处理要求对废水进行有效处理以达到排放标准或循环利用。在棉浆废水处理过程中首先通过絮凝手段将废水中的悬浮物(木质素、纤维素、半纤维素等不溶性固体)进行沉降分离，这一过程不仅达到降低色度的目的，同时将大大降低废水难降解物质的含量。絮凝处理后可将棉浆废水分为两部分，上清液和沉淀物。其中沉淀物可以回收再利用生产棉浆泊。

棉浆废水上清液仍然具有色度高、碱性高、污染物复杂、难降解等特性，目前主要有物理手段、化学手段、生物手段等，用到的技术主要有：吸附、氧化、电化学、微生物、超声等。如以下的几种工艺：

微生物絮凝剂法：李雅梅从土壤样品中筛选到一株可以产生高活性絮凝剂的类芽孢杆菌XN-2，将菌株发酵后提取絮凝剂，并对棉浆废水进行絮凝工艺研究，结果显示，在pH＝9.0、废水温度为20℃的条件下，70mL棉浆废液中添加XN-2絮凝剂4ml、助凝剂(2％的CaCl₂)3.5mL，COD_Cr去除率最高为43.3％。

生物-接触氧化法(生物膜法)：杨洋采用格栅—调节池—气浮—水解酸化池—生物接触氧化池—沉淀池—清水池—污泥浓缩池的工艺将棉浆废水中COD_Cr从1174.8mg/L降至77.6mg/L，SS从398.2mg/L降至54.2mg/L；色度从114.9倍降至42倍。

超声-生物法联合处理工艺：赵丽红首先对棉浆黑液进行了超声预处理，然后加入了培养基，进行灭菌和接种微生物，并在摇床中培养一定时间，显示，当棉浆黑液被稀释10倍，频率20kHz，功率225W，时间120min时，该方法对废水中COD_Cr的去除率可达75％。

催化-电化学反应器处理法：吴丹采用自制的电化学反应实验装置，对棉浆黑液进行三相三维电极协同催化氧化降解实验，到了显著因素的最佳工艺分别为：20V的电解槽电压，125mg/L的果壳活性碳粒子填充量，pH＝2的进水，60-90min的运行时间，0.3m³/h的曝气量。此条件下COD_Cr去除率达60％以上。