本發(fā)明涉及一種造紙廢水的處理方法及裝置，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

造紙業(yè)是傳統(tǒng)的用水大戶，也是造成水污染的重要污染源之一。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企業(yè)日益面臨水資源短缺、原料匱乏的問題，而另一方面，水污染也越來越嚴(yán)重。目前我國造紙工業(yè)廢水排放量及cod排放量均居我國各類工業(yè)排放量的首位，造紙工業(yè)對水環(huán)境的污染最為嚴(yán)重，它不但是我國造紙工業(yè)污染防治的首要問題，也是全國工業(yè)廢水進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理的首要問題。

制漿造紙廢水是指化學(xué)法制漿產(chǎn)生的蒸煮廢液（又稱黑液、紅液），洗漿漂白過程中產(chǎn)生的中段水及抄紙工序中產(chǎn)生的白水，它們都對環(huán)境有著嚴(yán)重的污染。一般每生產(chǎn)1t硫酸鹽漿就有1t有機(jī)物和400kg堿類、硫化物溶解于黑液中；生產(chǎn)1t亞硫酸鹽漿約有900kg有機(jī)物和200kg氧化物（鈣、鎂等）和硫化物溶于紅液中。廢液排入江河中不僅嚴(yán)重污染水源，也會造成大量的資源浪費(fèi)。如何消除造紙廢水污染并使廢液中的寶貴資源得到利用是一項(xiàng)具有重大社會意義和經(jīng)濟(jì)價值的工作，應(yīng)當(dāng)受到重視。

在以廢紙為原料的造紙行業(yè)中，由于原紙在加工制造過程中，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，廢紙造紙廢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）。高硬度的原水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器后給顆粒污泥帶來了不利影響，因?yàn)樵趨捬踹^程中，產(chǎn)生大量的二氧化碳，水中的二氧化碳過飽和導(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。

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。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種藥劑消耗量少、能夠減輕厭氧處理造紙廢水過程中鈣化現(xiàn)象的處理方法和裝置。本方法主要利用了厭氧過程中生成的碳酸鈣來減小一部分外加沉淀劑的消耗量，同時利用在線移除裝置去除厭氧塔內(nèi)生成的碳酸鈣，該裝置運(yùn)行穩(wěn)定，并且能夠有效避免碳酸鈣和污泥堵塞過濾器。

技術(shù)方案是：

一種造紙廢水的處理方法，包括如下步驟：

第1步，將進(jìn)行制漿造紙的廢水經(jīng)過初沉之后，加入可生物降解絮凝劑，進(jìn)行絮凝反應(yīng)后，使絮凝物沉淀；

第2步，第1步處理后的廢水送入?yún)捬醴磻?yīng)塔中進(jìn)行反應(yīng)；

第3步，厭氧反應(yīng)塔上部的產(chǎn)水中加入碳酸鈉沉淀劑之后，送入管式陶瓷微濾膜過濾器進(jìn)行過濾；

第4步，管式陶瓷微濾膜過濾器的濃縮液送入板框過濾器中進(jìn)行壓濾，壓濾的廢水返回至厭氧反應(yīng)塔中進(jìn)行處理；

第5步，管式陶瓷微濾膜過濾器的產(chǎn)水送入好氧池中進(jìn)行反應(yīng)，好氧池的產(chǎn)水經(jīng)過沉淀池進(jìn)行沉降后，廢水送入陶瓷超濾膜過濾器中進(jìn)行過濾，陶瓷超濾膜過濾器的濃縮液返回至好氧池中進(jìn)行反應(yīng)；

第6步，陶瓷超濾膜過濾器的透過液送入反滲透膜中進(jìn)行過濾，反滲透膜過濾器的濃縮液返回至陶瓷超濾膜過濾器的進(jìn)水口再次過濾。

所述的第1步中，所述的制漿造紙廢水是以廢紙為原料的制漿過程中得到的，水質(zhì)是：cod為2000～12000mg/l，bod為1200～8000mg/l，總硬度為1000～8000mg/l（碳酸鈣計），ph為4～5.5。

所述的第1步中，所述的可生物降解絮凝劑是殼聚糖，所述的可生物降解絮凝劑的加入量是廢水的0.05～0.2wt%。

所述的第2步中，厭氧反應(yīng)塔中的溶解氧（do）含量在0.15mg/l以下，ph是6.5～7.5，泥污濃度5～12gvss/l，泥齡60～100日，溫度20～32℃。

所述的第3步中，碳酸鈉的加入量比完全沉淀鈣離子所需要量都多出0.1g/l。

所述的第3步中，管式陶瓷微濾膜過濾器中的微濾膜的平均孔徑范圍是800nm～2000nm，采用錯流過濾模式，膜面流速為1～6m/s，進(jìn)料壓力為0.1～0.5mpa，進(jìn)料溫度是20～40℃。

所述的第5步中，好氧池內(nèi)的溶解氧（do）含量在1～4mg/l，水力停留時間是10～15h，溫度15～20℃，ph是7.5～8.0。

所述的第5步中，陶瓷超濾膜過濾器中超濾膜平均孔徑是0.005μm～0.05μm，或者截留分子量是1000～200000da；采用錯流過濾模式，膜面流速為1～6m/s，進(jìn)料壓力為0.1～0.5mpa，進(jìn)料溫度是20～40℃。

所述的第6步中，反滲透膜的進(jìn)料壓力是1.5～3.0mpa，進(jìn)料溫度是15～30℃。

一種造紙廢水的處理裝置，包括有：

絮凝池19，用于對廢水進(jìn)行絮凝反應(yīng)；

可生物降解絮凝劑投加罐20，連接于絮凝池19，用于向絮凝池19中投加可生物降解絮凝劑；

第一沉淀池21，連接于絮凝池19，用于對絮凝后的廢水進(jìn)行沉淀去除絮凝物；

厭氧反應(yīng)塔22，連接于第一沉淀池21，用于對廢水進(jìn)行厭氧處理；

管式陶瓷微濾膜過濾器24，連接于厭氧反應(yīng)塔22的出水口，用于對產(chǎn)水進(jìn)行過濾去除沉淀物；

沉淀劑投加罐25，連接于管式陶瓷微濾膜過濾器24的進(jìn)水口，用于向進(jìn)水中在線投加碳酸鈉；

板框過濾器26，連接于管式陶瓷微濾膜過濾器24的濃縮液出口，用于對濃縮液進(jìn)行固液分離，得到固態(tài)殘渣；板框過濾器26的濾出水出口連接于厭氧反應(yīng)塔22的進(jìn)水口；

好氧池27，連接于管式陶瓷微濾膜過濾器24的產(chǎn)水口，用于對微濾膜的產(chǎn)水進(jìn)行好氧處理；

第二沉淀池28，連接于好氧池27的出水口，用于對好氧池27的產(chǎn)水進(jìn)行沉淀處理去除沉淀物；

陶瓷超濾膜過濾器29，連接于第二沉淀池28的出水口，用于對第二沉淀池28的產(chǎn)水進(jìn)行過濾處理，陶瓷超濾膜過濾器29的濃縮液出口連接于好氧池27；

反滲透膜30，連接于陶瓷超濾膜過濾器29的滲透液出口，用于對陶瓷超濾膜過濾器29的滲透液進(jìn)行過濾，反滲透膜30的濃縮液出口連接于陶瓷超濾膜29的進(jìn)水口。

在厭氧反應(yīng)塔22上設(shè)置有排氣口23，用于排出反應(yīng)過程中的氣體。

管式陶瓷微濾膜過濾器，包括有殼體、在殼體的兩端設(shè)置有分別封頭，管式陶瓷微濾膜置于殼體中，在兩個封頭上分別設(shè)置原料進(jìn)口和原料出口，管式陶瓷微濾膜的過濾通道與原料進(jìn)口和原料出口連通；殼體內(nèi)部的兩端分別設(shè)有花盤，管式陶瓷微濾膜的兩端的外側(cè)分別套接于花盤中，在封頭的內(nèi)部設(shè)置有壓板，壓板壓于花盤上，花盤與管式陶瓷微濾膜之間通過密封圈進(jìn)行密封；在原料出口所處的封頭內(nèi)，還設(shè)置有固定板，固定板朝向管式陶瓷微濾膜的一側(cè)設(shè)置有第一彈簧，第一彈簧的另一端固定有外部隔板，外部隔板朝向管式陶瓷微濾膜的一側(cè)設(shè)置有突出桿，突出桿伸入管式陶瓷微濾膜的過濾通道，在外部隔板的中間開有開孔，開孔中設(shè)置有內(nèi)部隔板，外部隔板朝向原料出口的一側(cè)設(shè)置連接桿，內(nèi)部隔板朝向原料出口的一側(cè)通過第二彈簧相連接，第一彈簧的彈性模量大于第二彈簧的彈性模量。

在突出桿上還設(shè)置刷毛。

有益效果

本發(fā)明采用了可生物降解的絮凝劑對造紙廢水進(jìn)行絮凝處理，可以去除掉大部分的懸浮物、膠體等雜質(zhì)，由于絮凝劑可以生物降解，在后續(xù)的生化處理過程中能夠被消除，避免了環(huán)境破壞，減輕了膜過濾過程中的膜污染。其中，殼聚糖是甲殼素脫乙?；漠a(chǎn)物。脫乙酰殼聚糖是高分子量的直鏈型多糖，由于游離胺基的存在，具有陽離子型聚電解質(zhì)的性質(zhì)。它兼有電中和絮凝和吸附絮凝的雙重作用，即高分子鏈上的陽離子活性基團(tuán)與帶負(fù)電荷的膠體顆粒相互吸引，降低、中和膠體微粒的表面電荷。同時壓縮了微粒的擴(kuò)散層而使膠件微粒脫穩(wěn)，并借助高分子鏈的吸附粘結(jié)和架橋作剛而產(chǎn)生絮凝沉降。

由于采用了將厭氧反應(yīng)塔的產(chǎn)水進(jìn)行陶瓷微濾膜除碳酸鈣的處理，再將處理后的水經(jīng)過板框過濾后再次返回厭氧反應(yīng)塔，可以去除掉厭氧反應(yīng)過程中由于厭氧菌產(chǎn)生的二氧化碳而導(dǎo)致的碳酸鈣沉淀和泥污鈣化的問題，同時保持厭氧塔內(nèi)菌種量、泥污量、水量的平衡。

采用超濾膜和反滲透膜的處理，可以去除掉水中的膠體、金屬離子雜質(zhì)，得到的水可以工業(yè)回用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的處理工藝流程圖；

圖2是常規(guī)的管式陶瓷微濾膜過濾器的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是管式陶瓷微濾膜在對高固含量廢水過濾過程時濾餅形成過程的示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的管式陶瓷微濾膜過濾器的結(jié)構(gòu)圖；

圖5是圖4的過濾器的封頭側(cè)的局部放大圖；

圖6是圖5的過濾器運(yùn)行過程的下一時刻的結(jié)構(gòu)圖；

圖7是圖6的過濾器運(yùn)行過程的下一時刻的結(jié)構(gòu)圖；

其中，1、殼體；2、管式陶瓷微濾膜；3、封頭；4、花盤；5、壓板；6、法蘭；7、滲透液出口；8、原料進(jìn)口；9、原料出口；10、密封圈；11、固定板；12、第一彈簧；13、外部隔板；14、突出桿；15、刷毛；16；內(nèi)部隔板；17；第二彈簧；18；連接桿；19、絮凝池；20、可生物降解絮凝劑投加罐；21、第一沉淀池；22、厭氧反應(yīng)塔；23、排氣口；24、管式陶瓷微濾膜過濾器；25、沉淀劑投加罐；26、板框過濾器；27、好氧池；28、第二沉淀池；29、陶瓷超濾膜過濾器；30、反滲透膜。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件(例如參考徐南平等著的《無機(jī)膜分離技術(shù)與應(yīng)用》，化學(xué)工業(yè)出版社，2003)或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

本文使用的近似語在整個說明書和權(quán)利要求書中可用于修飾任何數(shù)量表述，其可在不導(dǎo)致其相關(guān)的基本功能發(fā)生變化的條件下準(zhǔn)許進(jìn)行改變。因此，由諸如“約”的術(shù)語修飾的值并不局限于所指定的精確值。在至少一些情況下，近似語可與用于測量該值的儀器的精度相對應(yīng)。除非上下文或語句中另有指出，否則范圍界限可以進(jìn)行組合和/或互換，并且這種范圍被確定為且包括本文中所包括的所有子范圍。除了在操作實(shí)施例中或其他地方中指明之外，說明書和權(quán)利要求書中所使用的所有表示成分的量、反應(yīng)條件等等的數(shù)字或表達(dá)在所有情況下都應(yīng)被理解為受到詞語“約”的修飾。

以范圍形式表達(dá)的值應(yīng)當(dāng)以靈活的方式理解為不僅包括明確列舉出的作為范圍限值的數(shù)值，而且還包括涵蓋在該范圍內(nèi)的所有單個數(shù)值或子區(qū)間，猶如每個數(shù)值和子區(qū)間被明確列舉出。例如，“大約0.1%至約5%”的濃度范圍應(yīng)當(dāng)理解為不僅包括明確列舉出的約0.1%至約5%的濃度，還包括有所指范圍內(nèi)的單個濃度（如，1%、2%、3%和4%）和子區(qū)間（例如，0.1%至0.5%、1%至2.2%、3.3%至4.4%）。

本說明書中的“去除”，不僅包括完全去除目標(biāo)物質(zhì)的情況，還包括部分去除(減少該物質(zhì)的量)的情況。本說明書中的“提純”，包括去除任意的或特定的雜質(zhì)。

本文使用的詞語“包括”、“包含”、“具有”或其任何其他變體意欲涵蓋非排它性的包括。例如，包括列出要素的工藝、方法、物品或設(shè)備不必受限于那些要素，而是可以包括其他沒有明確列出或?qū)儆谶@種工藝、方法、物品或設(shè)備固有的要素。應(yīng)理解的是，當(dāng)一個元件被提及與另一個元件“連接”時，它可以與其他元件直接相連或者與其他元件間接相連，而它們之間插入有元件。

本發(fā)明所處理的廢水主要是制漿造紙過程中所產(chǎn)生的廢水，特別適合于廢紙進(jìn)行制漿而產(chǎn)生的廢水，主要是這些廢水中含有較多的鈣離子，容易導(dǎo)致后續(xù)的生化處理過程中的碳酸鈣沉積，以及反滲透膜的結(jié)垢，水質(zhì)是：cod為2000～12000mg/l，bod為1200～8000mg/l，總硬度為1000～8000mg/l（碳酸鈣計），ph為4～5.5。

采用的處理方法是：

第1步，將進(jìn)行制漿造紙的廢水經(jīng)過初沉之后，加入可生物降解絮凝劑，進(jìn)行絮凝反應(yīng)后，使絮凝物沉淀；可生物降解絮凝劑是殼聚糖，可生物降解絮凝劑的加入量是廢水的0.05～0.2wt%，對造紙廢水進(jìn)行絮凝處理，可以去除掉大部分的懸浮物、膠體等雜質(zhì)，由于絮凝劑可以生物降解，在后續(xù)的生化處理過程中能夠被消除，避免了環(huán)境破壞，減輕了膜過濾過程中的膜污染。其中，殼聚糖是甲殼素脫乙酰化的產(chǎn)物。脫乙酰殼聚糖是高分子量的直鏈型多糖，由于游離胺基的存在，具有陽離子型聚電解質(zhì)的性質(zhì)。它兼有電中和絮凝和吸附絮凝的雙重作用，即高分子鏈上的陽離子活性基團(tuán)與帶負(fù)電荷的膠體顆粒相互吸引，降低、中和膠體微粒的表面電荷。同時壓縮了微粒的擴(kuò)散層而使膠件微粒脫穩(wěn)，并借助高分子鏈的吸附粘結(jié)和架橋作剛而產(chǎn)生絮凝沉降。

第2步，第1步處理后的廢水送入?yún)捬醴磻?yīng)塔中進(jìn)行反應(yīng)，厭氧反應(yīng)塔中的溶解氧（do）含量在0.15mg/l以下，ph是6.5～7.5，泥污濃度5～12gvss/l，泥齡60～100日，溫度20～32℃；由于在厭氧過程中細(xì)菌會產(chǎn)生二氧化碳，與鈣離子接觸后會逐漸產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，因此對產(chǎn)水進(jìn)行過濾處理，并將部分水再返回厭氧反應(yīng)塔進(jìn)行補(bǔ)水；厭氧反應(yīng)塔上部的產(chǎn)水中加入碳酸鈉沉淀劑之后，送入管式陶瓷微濾膜過濾器進(jìn)行過濾，碳酸鈉的加入量比完全沉淀鈣離子所需要量都多出0.1g/l，管式陶瓷微濾膜過濾器中的微濾膜的平均孔徑范圍是800nm～2000nm，采用錯流過濾模式，膜面流速為1～6m/s，進(jìn)料壓力為0.1～0.5mpa，進(jìn)料溫度是20～40℃；

第4步，管式陶瓷微濾膜過濾器的濃縮液送入板框過濾器中進(jìn)行壓濾，壓濾的廢水返回至厭氧反應(yīng)塔中進(jìn)行處理，可以降低厭氧反應(yīng)塔內(nèi)的物料濃度，同時可以使泥污進(jìn)行翻滾，將生成的碳酸鈣浮至上層水體；

第5步，管式陶瓷微濾膜過濾器的產(chǎn)水送入好氧池中進(jìn)行反應(yīng)，好氧池內(nèi)的溶解氧（do）含量在1～4mg/l，水力停留時間是10～15h，溫度15～20℃，ph是7.5～8.0，好氧池的產(chǎn)水經(jīng)過沉淀池進(jìn)行沉降后，廢水送入陶瓷超濾膜過濾器中進(jìn)行過濾，陶瓷超濾膜過濾器的濃縮液返回至好氧池中進(jìn)行反應(yīng)，陶瓷超濾膜過濾器中超濾膜平均孔徑是0.005μm～0.05μm，或者截留分子量是1000～200000da；采用錯流過濾模式，膜面流速為1～6m/s，進(jìn)料壓力為0.1～0.5mpa，進(jìn)料溫度是20～40℃；由于超濾膜的孔徑過小而難以用電子顯微鏡等來測定膜表面的孔徑，所以用稱為截留分子量的值代替平均孔徑來作為孔徑大小的指標(biāo)。關(guān)于截留分子量，如本領(lǐng)域的教科書中所記載的那樣：“將以溶質(zhì)分子量為橫軸、阻止率為縱軸，對數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制而成的曲線稱為截留分子量曲線。而且將阻止率為90%的分子量稱為膜的截留分子量”，截留分子量作為表示超濾膜的膜性能的指標(biāo)，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。

第6步，陶瓷超濾膜過濾器的透過液送入反滲透膜中進(jìn)行過濾，反滲透膜的進(jìn)料壓力是1.5～3.0mpa，進(jìn)料溫度是15～30℃，反滲透膜過濾器的濃縮液返回至陶瓷超濾膜過濾器的進(jìn)水口再次過濾。

本發(fā)明中所采用的陶瓷微濾膜和陶瓷超濾膜的材料，能夠從現(xiàn)有公知的陶瓷材料中適當(dāng)選擇。例如，可以使用氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化硅、氧化鈦、氧化鈰、氧化釔，鈦酸鋇等氧化物類材料；堇青石、多鋁紅柱石、鎂橄欖石、塊滑石、硅鋁氧氮陶瓷、鋯石、鐵酸鹽等復(fù)合氧化物類材料；氮化硅，氮化鋁等氮化物類材料；碳化硅等碳化物類材料；羥基磷灰石等氫氧化物類材料；碳、硅等元素類材料；或者含有它們的兩種以上的無機(jī)復(fù)合材料等。還可以使用天然礦物（粘土、粘土礦物、陶渣、硅砂、陶石、長石、白砂）或高爐爐渣、飛灰等。其中，優(yōu)選選自氧化鋁、二氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂、氧化硅中的1種或2種以上，更優(yōu)選以氧化鋁、二氧化鋯或者氧化鈦?zhàn)鳛橹黧w構(gòu)成的陶瓷粉末。其中，這里所說的“作為主體”表示陶瓷粉末總體的50wt%以上（優(yōu)選75wt%以上、更優(yōu)選80wt%～100wt%）為氧化鋁或二氧化硅。例如，在多孔材料中，氧化鋁較為廉價且操作性優(yōu)異。并且，能夠容易地形成具有適合于液體分離的孔徑的多孔結(jié)構(gòu)，因此能夠容易地制造具有優(yōu)異的液體透過性的陶瓷分離膜。并且，在上述氧化鋁中，特別優(yōu)選使用α-氧化鋁。α-氧化鋁具有在化學(xué)方面穩(wěn)定、且熔點(diǎn)和機(jī)械強(qiáng)度高的特性。因此，通過使用α-氧化鋁，能夠制造可以在寬泛用途（例如工業(yè)領(lǐng)域）中利用的陶瓷分離膜。

本發(fā)明提供的制漿造紙廢水處理裝置如圖1所示，包括有：

絮凝池19，用于對廢水進(jìn)行絮凝反應(yīng)；

可生物降解絮凝劑投加罐20，連接于絮凝池19，用于向絮凝池19中投加可生物降解絮凝劑；

第一沉淀池21，連接于絮凝池19，用于對絮凝后的廢水進(jìn)行沉淀去除絮凝物；

厭氧反應(yīng)塔22，連接于第一沉淀池21，用于對廢水進(jìn)行厭氧處理；

管式陶瓷微濾膜過濾器24，連接于厭氧反應(yīng)塔22的出水口，用于對產(chǎn)水進(jìn)行過濾去除沉淀物；

沉淀劑投加罐25，連接于管式陶瓷微濾膜過濾器24的進(jìn)水口，用于向進(jìn)水中在線投加碳酸鈉；

板框過濾器26，連接于管式陶瓷微濾膜過濾器24的濃縮液出口，用于對濃縮液進(jìn)行固液分離，得到固態(tài)殘渣；板框過濾器26的濾出水出口連接于厭氧反應(yīng)塔22的進(jìn)水口；

好氧池27，連接于管式陶瓷微濾膜過濾器24的產(chǎn)水口，用于對微濾膜的產(chǎn)水進(jìn)行好氧處理；

第二沉淀池28，連接于好氧池27的出水口，用于對好氧池27的產(chǎn)水進(jìn)行沉淀處理去除沉淀物；

陶瓷超濾膜過濾器29，連接于第二沉淀池28的出水口，用于對第二沉淀池28的產(chǎn)水進(jìn)行過濾處理，陶瓷超濾膜過濾器29的濃縮液出口連接于好氧池27；

反滲透膜30，連接于陶瓷超濾膜過濾器29的滲透液出口，用于對陶瓷超濾膜過濾器29的滲透液進(jìn)行過濾，反滲透膜30的濃縮液出口連接于陶瓷超濾膜29的進(jìn)水口。

在厭氧反應(yīng)塔22上設(shè)置有排氣口23，用于排出反應(yīng)過程中的氣體；

其中，由于在厭氧反應(yīng)塔22的出水中含有較多的污泥和碳酸鈣沉淀，在采用管式陶瓷膜過濾器進(jìn)行過濾時，容易出現(xiàn)污泥和碳酸鈣沉淀堵塞管道的問題。

通常采用的管式陶瓷微濾膜過濾器的結(jié)構(gòu)如圖2所示，過濾器是由殼體1、封頭3構(gòu)成，在殼體1的內(nèi)部安裝有管式陶瓷微濾膜2，陶瓷膜的進(jìn)出口分別連接于殼體1兩端的封頭3，在過濾器內(nèi)部安裝有花盤4、壓板5將陶瓷膜的滲透側(cè)和原料側(cè)之間隔離；當(dāng)含有高固含量的含有污泥和碳酸鈣沉淀廢水從原料進(jìn)口8進(jìn)入后，在管式陶瓷微濾膜2的內(nèi)部管道流過，由于原料帶有一定的壓力和流速，污泥和碳酸鈣沉淀被截留在管式陶瓷微濾膜2內(nèi)部，而滲透液透過膜管進(jìn)入滲透側(cè)，最后從滲透液出口7離開殼體。

本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉，對于一定流速的液體流過圓管時，流體在圓管的前端與末端之間存在著壓力損失，流體的流速越快、壓力越高、管徑越小、管路越長，都會導(dǎo)致壓力降很高，通常的管式陶瓷微濾膜的通道直徑在2-8mm之間，長度在50-120mm之間，流速范圍在1-5m/s之間，在這樣的條件下，會造成很嚴(yán)重的管出口端的壓力損失。同時，由于流體在進(jìn)入管道之后，有滲透液會從管壁滲出進(jìn)入滲透側(cè)，因此，管道內(nèi)部的流量從進(jìn)口到出口端是不斷減小的，對于長管來說，出口端會存在著明顯的流量減小的情況，而且采用的微濾膜由于孔徑較大，水通量也會較大，因此更容易出現(xiàn)管道出口水流量明顯減小的情況。對于高固含量的顆粒進(jìn)行過濾時，污泥和碳酸鈣沉淀會在管內(nèi)壁上形成濾餅層，如圖3所示，由于在進(jìn)口端的壓力、流量都比較大，因此濾餅層不容易在進(jìn)口端形成較厚的濾餅層，而在流體的出口端，由于壓力、流量都在明顯減小，會導(dǎo)致濾餅層在出口端容易形成較厚的結(jié)構(gòu)；有一些極端的情況下，出口端的污泥和碳酸鈣沉淀濾餅層會有時出現(xiàn)顆粒相互粘結(jié)、增長，直至導(dǎo)致通道被顆粒、污泥等阻塞的情況，而污泥和碳酸鈣沉淀又源源不斷地進(jìn)入，會導(dǎo)致阻塞物不斷增長，使整只膜管通道全部被堵塞而報廢。因此，如何避免高固含量的料液在管式膜過濾過程中不會出現(xiàn)通道堵塞是工程上亟待解決的問題。

本發(fā)明提出的一種改進(jìn)的管式陶瓷微濾膜過濾器的結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括有殼體1、在殼體1的兩端設(shè)置有分別封頭3，管式陶瓷微濾膜2置于殼體1中，在兩個封頭3上分別設(shè)置原料進(jìn)口8和原料出口9，管式陶瓷微濾膜2的過濾通道與原料進(jìn)口8和原料出口9連通；殼體1內(nèi)部的兩端分別設(shè)有花盤4同，管式陶瓷微濾膜2的兩端的外側(cè)分別套接于花盤4中，在封頭3的內(nèi)部設(shè)置有壓板5，壓板5壓于花盤4上，花盤4與管式陶瓷微濾膜2之間通過密封圈10進(jìn)行密封；在原料出口9所處的封頭內(nèi)，還設(shè)置有固定板11，固定板11朝向管式陶瓷微濾膜2的一側(cè)設(shè)置有第一彈簧12，第一彈簧12的另一端固定有外部隔板13，外部隔板13朝向管式陶瓷微濾膜2的一側(cè)設(shè)置有突出桿14，突出桿14伸入管式陶瓷微濾膜2的過濾通道，在外部隔板13的中間開有開孔，開孔中設(shè)置有內(nèi)部隔板16，外部隔板13朝向原料出口9的一側(cè)設(shè)置連接桿18，內(nèi)部隔板16朝向原料出口9的一側(cè)通過第二彈簧17相連接，第一彈簧12的彈性模量大于第二彈簧的彈性模量。

以上的陶瓷膜過濾器的使用過程：首先，按照常規(guī)的錯流過濾方式向原料進(jìn)口8中泵入廢水，廢水進(jìn)入管式陶瓷微濾膜2的過濾通道之后，在壓力作用下向陶瓷膜的四壁進(jìn)行滲透，污泥和碳酸鈣沉淀在壓力的作用下管壁上形成濾餅，在靠近原料出口9的過濾通道上顆粒積累量較多，容易出現(xiàn)堵塞的問題。如圖4和圖5所示，在過濾過程中，由于水壓的作用會將第一彈簧12壓緊，管道中的料液會從外部隔板13的四周流出，進(jìn)而從原料出口9中流出過濾器。當(dāng)末端的污泥和碳酸鈣沉淀越積越多時，會堵塞料液從過濾通道中的排出，使得管式陶瓷微濾膜2的末端的流量越來越小，此時，流體對外部隔板13沖擊力會明顯減小，第一彈簧12于是恢復(fù)形變，使外部隔板13向過濾通道一側(cè)運(yùn)動，使外部隔板13和內(nèi)部隔板16都向陶瓷膜運(yùn)動；如圖6所示，在運(yùn)動過程中，由于突出桿15是位于過濾通道當(dāng)中，當(dāng)突出桿15向過濾通道內(nèi)部運(yùn)動時，會使已經(jīng)形成的濾餅層的結(jié)構(gòu)被破壞，使濾餅松動，由于第二彈簧17的彈性模量小于第一彈簧12，濾餅松動后略微會使料液壓力增大一點(diǎn)，并將內(nèi)部隔板16推開，如圖7所示，此時，第二彈簧17被增大一點(diǎn)的壓力所推開，使外部隔板13中間的開孔敞開，松動的濾餅與其它料液從外部隔板13的開孔中流出，當(dāng)濾餅層中的淤積被排出之后，由于水壓作用，會有更多的料液從開孔中流出，提高了污泥和碳酸鈣沉淀淤積的清除率，到達(dá)液體沖出的臨界點(diǎn)之后，會由水壓將外部隔板13和內(nèi)部隔板16全部沖開，恢復(fù)到圖4和圖5的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)使堵塞的濾餅被清除。在過濾過程中，過濾器的末端就循環(huán)如圖5-如7這樣的“堵塞”、“松動”、“少量排出”、“沖開淤積”進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，解決了污泥和碳酸鈣沉淀濾餅堵塞過濾通道的問題。

在一個實(shí)施方式中，在突出桿14上還設(shè)置刷毛15，可以進(jìn)一步提高對濾餅松動的作用。

以下實(shí)施例所處理的造紙廢水來源于廢紙回收制漿過程，其水質(zhì)是：cod為8400mg/l，bod為3500mg/l，ca²⁺濃度2500mg/l，ph為4～5.5。

實(shí)施例1

第1步，將進(jìn)行制漿造紙的廢水經(jīng)過初沉之后，加入0.05wt%可生物降解絮凝劑殼聚糖，進(jìn)行絮凝反應(yīng)后，使絮凝物沉淀；

第2步，第1步處理后的廢水送入?yún)捬醴磻?yīng)塔中進(jìn)行反應(yīng)，厭氧反應(yīng)塔中的溶解氧（do）含量在0.15mg/l以下，ph是6.5～7.5，泥污濃度5～12gvss/l，泥齡60日，溫度20℃；

第3步，厭氧反應(yīng)塔上部的產(chǎn)水中加入碳酸鈉沉淀劑之后，送入管式陶瓷微濾膜過濾器進(jìn)行過濾，碳酸鈉的加入量比完全沉淀鈣離子所需要量都多出0.1g/l，管式陶瓷微濾膜過濾器中的微濾膜的平均孔徑范圍是800nm，采用錯流過濾模式，膜面流速為1m/s，進(jìn)料壓力為0.1mpa，進(jìn)料溫度是20℃；

第4步，管式陶瓷微濾膜過濾器的濃縮液送入板框過濾器中進(jìn)行壓濾，壓濾的廢水返回至厭氧反應(yīng)塔中進(jìn)行處理；

第5步，管式陶瓷微濾膜過濾器的產(chǎn)水送入好氧池中進(jìn)行反應(yīng)，好氧池內(nèi)的溶解氧（do）含量在1mg/l，水力停留時間是10h，溫度15℃，ph是7.5～8.0，好氧池的產(chǎn)水經(jīng)過沉淀池進(jìn)行沉降后，廢水送入陶瓷超濾膜過濾器中進(jìn)行過濾，陶瓷超濾膜過濾器中超濾膜截留分子量是100000da；采用錯流過濾模式，膜面流速為1m/s，進(jìn)料壓力為0.1mpa，進(jìn)料溫度是20℃，陶瓷超濾膜過濾器的濃縮液返回至好氧池中進(jìn)行反應(yīng)；

第6步，陶瓷超濾膜過濾器的透過液送入反滲透膜中進(jìn)行過濾，反滲透膜過濾器的濃縮液返回至陶瓷超濾膜過濾器的進(jìn)水口再次過濾，反滲透膜的進(jìn)料壓力是1.5mpa，進(jìn)料溫度是15℃。

實(shí)施例2

第1步，將進(jìn)行制漿造紙的廢水經(jīng)過初沉之后，加入0.2wt%可生物降解絮凝劑殼聚糖，進(jìn)行絮凝反應(yīng)后，使絮凝物沉淀；

第2步，第1步處理后的廢水送入?yún)捬醴磻?yīng)塔中進(jìn)行反應(yīng)，厭氧反應(yīng)塔中的溶解氧（do）含量在0.15mg/l以下，ph是6.5～7.5，泥污濃度5～12gvss/l，泥齡100日，溫度32℃；

第3步，厭氧反應(yīng)塔上部的產(chǎn)水中加入碳酸鈉沉淀劑之后，送入管式陶瓷微濾膜過濾器進(jìn)行過濾，碳酸鈉的加入量比完全沉淀鈣離子所需要量都多出0.1g/l，管式陶瓷微濾膜過濾器中的微濾膜的平均孔徑范圍是2000nm，采用錯流過濾模式，膜面流速為6m/s，進(jìn)料壓力為0.5mpa，進(jìn)料溫度是40℃；

第4步，管式陶瓷微濾膜過濾器的濃縮液送入板框過濾器中進(jìn)行壓濾，壓濾的廢水返回至厭氧反應(yīng)塔中進(jìn)行處理；

第5步，管式陶瓷微濾膜過濾器的產(chǎn)水送入好氧池中進(jìn)行反應(yīng)，好氧池內(nèi)的溶解氧（do）含量在4mg/l，水力停留時間是15h，溫度20℃，ph是7.5～8.0，好氧池的產(chǎn)水經(jīng)過沉淀池進(jìn)行沉降后，廢水送入陶瓷超濾膜過濾器中進(jìn)行過濾，陶瓷超濾膜過濾器中超濾膜截留分子量是100000da；采用錯流過濾模式，膜面流速為6m/s，進(jìn)料壓力為0.5mpa，進(jìn)料溫度是40℃，陶瓷超濾膜過濾器的濃縮液返回至好氧池中進(jìn)行反應(yīng)；

第6步，陶瓷超濾膜過濾器的透過液送入反滲透膜中進(jìn)行過濾，反滲透膜過濾器的濃縮液返回至陶瓷超濾膜過濾器的進(jìn)水口再次過濾，反滲透膜的進(jìn)料壓力是3.0mpa，進(jìn)料溫度是30℃。

實(shí)施例3

第1步，將進(jìn)行制漿造紙的廢水經(jīng)過初沉之后，加入0.1t%可生物降解絮凝劑殼聚糖，進(jìn)行絮凝反應(yīng)后，使絮凝物沉淀；

第2步，第1步處理后的廢水送入?yún)捬醴磻?yīng)塔中進(jìn)行反應(yīng)，厭氧反應(yīng)塔中的溶解氧（do）含量在0.15mg/l以下，ph是6.5～7.5，泥污濃度5～12gvss/l，泥齡80，溫度28℃；

第3步，厭氧反應(yīng)塔上部的產(chǎn)水中加入碳酸鈉沉淀劑之后，送入管式陶瓷微濾膜過濾器進(jìn)行過濾，碳酸鈉的加入量比完全沉淀鈣離子所需要量都多出0.1g/l，管式陶瓷微濾膜過濾器中的微濾膜的平均孔徑范圍是1000nm，采用錯流過濾模式，膜面流速為4m/s，進(jìn)料壓力為0.2mpa，進(jìn)料溫度是30℃；

第4步，管式陶瓷微濾膜過濾器的濃縮液送入板框過濾器中進(jìn)行壓濾，壓濾的廢水返回至厭氧反應(yīng)塔中進(jìn)行處理；

第5步，管式陶瓷微濾膜過濾器的產(chǎn)水送入好氧池中進(jìn)行反應(yīng)，好氧池內(nèi)的溶解氧（do）含量在2mg/l，水力停留時間是12h，溫度18℃，ph是7.5～8.0，好氧池的產(chǎn)水經(jīng)過沉淀池進(jìn)行沉降后，廢水送入陶瓷超濾膜過濾器中進(jìn)行過濾，陶瓷超濾膜過濾器中超濾膜截留分子量是100000da；采用錯流過濾模式，膜面流速為3m/s，進(jìn)料壓力為0.3mpa，進(jìn)料溫度是30℃，陶瓷超濾膜過濾器的濃縮液返回至好氧池中進(jìn)行反應(yīng)；

第6步，陶瓷超濾膜過濾器的透過液送入反滲透膜中進(jìn)行過濾，反滲透膜過濾器的濃縮液返回至陶瓷超濾膜過濾器的進(jìn)水口再次過濾，反滲透膜的進(jìn)料壓力是2.0mpa，進(jìn)料溫度是20℃。

以上各實(shí)施例和對照例處理廢水的各步結(jié)果如表1所示：

表1

從表中可以看出，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)制漿造紙廢水的處理，厭氧塔出水中的鈣可以被較多地被陶瓷膜和板框過濾器去除，板框過濾器回水中的硬度小，采用厭氧、好氧、雙膜處理的廢水可以用于生產(chǎn)回用。