摘要
废水和一体化的复用的造纸过程的处理基于膜的技术，以实现有效的处理造纸废水，并再循环到生产过程中。该工艺方法集成了膜生物反应器(MBR)、连续膜过滤(CMF)与反渗透(RO)三种单元膜过程。造纸废水包括制浆废水、废纸再生脱墨废水、造纸废水和其他生产废水以及生活污水中掺入非正常雨水。废水中的悬浮物和胶体物质通过鼓泡过滤和絮凝沉淀去除，然后通过缺氧/好氧生化处理，然后通过膜分离单元过滤。经连续膜过滤和反渗透膜处理后回用，反渗透液能满足造纸生产用水要求。该方法特别适用于难以达到回用标准的造纸废水处理。
权利要求书
1、一种基于膜集成技术的造纸废水处理和再利用的工艺方法，其特点是：
第一步，“497”处理后的废水首先进入膜生物反应器进行处理。其中包括：
（1）、缺氧池处理：水力停留时间为0.5-10小时，溶解氧（DO）浓度0.1-1.0mg/L;
（2）、好氧池处理：水力停留时间为5-25小时，活性污泥浓度5-15g/L，溶解氧浓 度1-8mg/L，气水比为10～20∶1;
（3）、膜过滤器过滤处理：保持膜区一定的曝气强度，溶解氧浓度维持在2-8mg/L， 浓缩污泥回流比1-8，缺氧/好氧生化处理的混合液经膜过滤分离，产生渗透液，污泥则 回流到缺氧池;
第二步骤中，连续的膜过滤单元的过程：MBR渗透通过连续膜过滤单元处理进一步除去污染物高分子膜生物反应器生产的水而产生，从而使水SDI指标后续处理单元总是低于3，来实现的反渗透水的要求指标;
反渗透单元处理：反渗透单元利用反渗透膜进一步去除水中有机物，无机盐等杂质，经处理渗透液后检测各项指标均优于造纸生产用水，可直接回用于造纸生产.在此过程中，反渗透浓缩液达到排放标准，可达到排放标准。
2、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于第一步缺氧池处理中溶解氧浓度为 0. 1-0. 5 mg/L;膜区中浓縮污泥回流比为3-6。
3、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于第一步中膜过滤器是浸入式或外置 式;膜生物反应器的一个运行周期为4-30分钟，反洗5-30秒，反洗水为膜生物反应器产 水。
4、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于第一步中，构成膜过滤器的膜组件 为柱状或帘式膜组件，所用膜形式为外压式中空纤维膜，膜材质为亲水性聚醚砜（PES）、 聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）中的一种。
5、根据权利要求4所述的工艺方法，其特征在于，在膜生物反应器系统中，优选亲水性、孔径分布窄的膜生物反应器专用膜材料，膜孔径为0.01-0.45μM。
6、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于第二步中，连续膜过滤单元设备主 要由膜过滤单元、清洗单元和电控单元组成;膜过滤单元主要是工业规模膜组件组装而成 的模块;清洗单元主要包括加药、气洗、水洗和反洗系统组成;电控与数据采集由PLC与 工控机完成。
7、根据权利要求6所述的工艺方法，其特征在于连续膜过滤单元中所用膜为市售的 中空纤维膜，膜材质为亲水性PES，PVDF，PVC等，膜的孔径为0.005-0.2微米。
8、根据权利要求7所述的工艺方法，其特征在于膜材质优选：亲水性PES。
9、根据权利要求6或7或8所述的工艺方法，其特征在于连续膜过滤单元中膜组件 直径是4寸、6寸、8寸、或10寸的工业规模膜组件，过滤方式是内压式，或外压式;过 滤模式为错流、或全量过滤。
说明书
膜集成技术处理造纸废水及回用工艺方法
技术领域
本发明属于环保废水处理技术领域，特别是一种造纸废水处理回用的环境污染处理新技术。
背景技术
随着造纸工业的发展，其生产过程中排放的废水已成为最重要的水污染源之一。目前，我国有大中小型造纸厂总数10000余家，造纸废水中的BOD5年排放量200多万吨， 占全国废水总排放中BOD5的25％，年排放废水量高达40多亿立方米，占全国废水总排放量 的十分之一，在工业废水中居第二位。虽然我国的水资源总量在世界上排名第六，但它只拥有世界淡水资源的7% ，是世界上12个贫困国家之一。因此，发展造纸废水处理与回用技术，对促进造纸工业生态环境保护和可持续发展具有重要的现实意义。
造纸废水到高浓度有机废水，含木质素，残留碱，硫化物，氯化物和其它污染物，其特征在于大量的废水，高COD含量，废水多个纤维悬浮液中，用颜色的二价硫，和有硫醇难闻的气味。造纸废水主要有3个来源：制浆废液，中段水，纸机白水。目前，造纸废水的处理方法主要有物理法、化学氧化法和生物法。
物理方法主要有吸附法、气浮法、絮凝法等。吸附法主要是利用一些具有很大比表面积的物质对溶解性有机物进行吸附，但不能去除胶体、悬浮物等不溶性物质。气浮净水技术的原理是最大限度地引入废水中的大量微气泡，并加入絮凝剂或浮选剂，使水中的杂质、颗粒等小悬浮物相互粘附，形成总密度小于水密度的浮体，然后通过浮力浮到水面并去除，实现固液分离，从而达到废水净化的目的。高分子絮凝剂具有良好的絮凝性，脱色性，操作简便..物理法只能去除废水中的大颗粒物质,如进一步净化废水,还需更深度的处理。
主要化学氧化是一种化学反应，转化，分离和从废水中污染物的回收，其特征在于水热氧化，光催化氧化，湿氧化，超临界水氧化方法。 2.2 造纸废水的化学氧化处理法 2.2.1 水热氧化法水热氧化技术是一种非常有效的新型化学氧化技术,它是在高温高压的操作条件下,在热水箱中用空气或氧气以及其它氧化剂,将造纸废水中的溶解态和悬浮态的有机物或者还原态无机物在热水箱中氧化分解,水热氧化技术的明显特征就是反应在热水箱中进行,所以能耗较高。虽然光催化氧化表现出良好的应用前景，但真正应用于工业领域仍需继续研究..用湿式氧化法处理造纸黑液，控制一定的温度、压力，可使黑液中有机物氧化降解，处理后COD去除率达90％以上。在超临界条件下，水成为非极性有机物和氧的良好溶剂，使有机物在富氧均相条件下进行氧化，不受相转移的限制，造纸废水中的有机物可被氧分解形成简单无害的小分子化合物如水和二氧化碳，从而达到净化有机物的目的，条件更苛刻。
4 生化法生化法是利用微生物降解代谢有机物为无机物来处理废水。通过人为地创造适合于微生物生存和繁殖的环境，镇江造纸污水处理设备，使之大量繁殖，以提高其氧化分解有机物的效率。根据使用微生物的种类，可分为好氧法、厌氧法、生物酶法和光合xi，菌法等。好氧工艺是利用好氧微生物在好氧条件下对废水进行降解和代谢的一种方法。 常用的好氧处理方法有活性污泥法、生物膜、生物接触氧化、生物流化床等。厌氧法是在厌氧微生物降解和代谢条件下处理废水，厌氧细菌通过厌氧呼吸从分子中释放能量。目前有厌氧池法、厌氧滤床法、厌氧流床法、厌氧膨胀床法、厌氧转盘法、上流式厌氧污泥床法等。其中多个应用UASB处理，废水，使得包括在废水到甲烷和二氧化碳的有机物分解的所述密封容器的底部，通过厌氧污泥床。机构酶处理的有机物质通过酶促反应基团，和从行驶的化学聚合反应基的沉淀的聚合物化合物形成。与其它微生物处理相比，酶处理具有催化效率高、反应条件温和、对废水水质要求和设备条件要求低、反应速度快、对温度、浓度和毒性物质适应性广等优点，可重复使用。
问题：在物理和化学方面，活性炭吸附，同时具有良好的效果，但活性炭再生是困难的，昂贵的，并且除了溶解在去除水中的有机物是不好的其他物质，许多公司正在转向其他价格便宜，吸附材料是容易获得的。气浮絮凝法对溶解性有机物的去除效果不高。虽然化学法对有机物的处理效果好，但成本高，一些新的氧化技术尚处于实验研究阶段，尚未工业化。在生物化学方面，虽然处理成本相对较低，但面积很大，出水水质不稳定，只能达到排放标准，而不能达到再利用标准。
综上所述，我国大多数造纸企业普遍采用的传统废水处理方法只能达到排放标准。 随着国家环境保护标准的提高和废水回用率的要求，造纸企业面临着越来越大的用水和环境保护压力。膜分离集成技术是解决这一问题的有效途径。
膜分离技术作为一种新型高效的水污染防治方法，在20世纪70年代的造纸工业中得到了应用。中国在最近几年也将在纸浆和造纸工业介绍，已在先进的处理纸浆液应用，漂白废水，造纸白水和废水中的部分。
膜分离是一种广泛应用于液体或气体介质中物质的分离、浓缩和纯化的分离技术。用于液体分离的膜壁上覆盖着极细的微孔。当原始液体在压力下通过膜的一侧时，溶剂和低分子溶质通过膜壁成为渗透液，而较大分子溶质被膜截留，从而达到物料分离或净化的目的。膜技术是一种先进的分离技术，具有许多优点。例如，分离精度高，选择性强，在普通情况下，操作没有相变，能耗低，自动化程度高。液体分离膜技术包括微滤、超滤、反渗透、膜生物反应器等膜工艺。
目前主要外国超滤技术的造纸的有用的物质，处理过程废水回用等废液萃取回收率。膜生物反应器处理漂白废水和超滤-电渗析联合处理造纸废水的试验研究已有报道，但膜生物反应器、连续膜过滤联合处理造纸终端废水的研究未见报道技术和反渗透脱盐技术。
发明内容
本发明旨在解决现有技术存在的上述问题，提供一种基于膜集成技术的造纸废水处理与回用的工艺方法，以实现造纸废水的高效处理及其在生产过程中的回用。
废水深度处理及回用的关键膜过滤包括生化法及废水处理膜过滤、工艺组合式膜生物反应器、废水深度处理的连续膜过滤技术以及反渗透、蒸发净化技术。
膜生物反应器是一种新型的废水生化处理系统，它是在酶、微生物或动植物细胞、化学反应或生物转化的催化作用下，借助于膜分离技术，连续分离反应产物，保留催化剂进行反应、装置。采用膜分离装置代替普通活性污泥法中的二沉池，克服了沉淀池固液分离效率低、曝气池污泥浓度难以维持高浓度的缺点。特别是对于难降解有机废水，膜生物反应器中积累了大量难降解有机分解菌、硝化菌等微生物，它们与有机物的接触时间比HRT长，大大提高了难降解有机物的去除率。具有良好的水质，冲击负荷，占地面积小，可实现特性的全过程自动化控制等..
CMF被设计用于水，地下水，地表水的浊度的澄清净化，污水处理和再利用，RO预处理系统和大量特殊分离过程。连续膜过滤系统可有效去除水中杂质低浊度、悬浮物和胶体，降低污染指数（SDI），最大限度地保证RO系统的安全运输。
采用RO技术可有效去除水中的有机污染物，同时去除大部分硬度和部分其它溶解度固体，使污水各项指标达到回用要求，有机物、二价离子和一价离子的去除率分别可达90%、95%和90%以上。
本发明提供了一种薄膜集成技术和造纸废水处理过程进行回收利用基于，通过以下步骤实现的：
第一步，“497”处理后的废水首先进入膜生物反应器进行处理。其中包括：
（1）、缺氧池处理：水力停留时间为0.5-10小时，溶解氧（DO）浓度0.1-1.0mg/L;
（2）、好氧池处理：水力停留时间为5-30小时，活性污泥浓度5-15g/L，溶解氧浓 度1-8mg/l，气水比为10～20∶1;
（3）、膜过滤器过滤处理：保持膜区一定的曝气强度，溶解氧浓度维持在2-8mg/L， 浓缩污泥回流比1-8，缺氧/好氧生化处理的混合液经膜过滤分离，产生渗透液，污泥则 回流到缺氧池;
第二步骤中，连续的膜过滤单元的过程：MBR渗透通过连续膜过滤单元处理进一步除去污染物高分子膜生物反应器生产的水而产生，从而使水SDI指标后续处理单元总是低于3，来实现的反渗透水的要求指标;
反渗透单元处理：反渗透单元利用反渗透膜进一步去除水中有机物，无机盐等杂质，经处理渗透液后检测各项指标均优于造纸生产用水，可直接回用于造纸生产.在此过程中，反渗透浓缩液达到排放标准，可达到排放标准。
第一步缺氧池处理中溶解氧浓度优选0.1-0.5mg/L;膜区中浓缩污泥回流比优选3-6。
第一步，膜过滤器浸泡或外置，膜生物反应器运行周期为4-30分钟，反冲洗5-30秒，膜生物反应器产生反冲洗水。
第一步中构成膜过滤器的膜组件为柱状或帘式膜组件，所用膜形式为外压式中空纤维 膜，膜材质为亲水性聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE） 中的一种。优选具有亲水性和窄膜孔径分布的膜生物反应器专用膜材料..膜孔尺寸为0.01~0.45微米。
膜过滤器中膜的清洗分为在线加药强化反洗与离线化学清洗;在线加药强化反洗周期 为1-4次/周;离线化学清洗用清洗剂为酸、碱、氧化剂、或杀菌剂，清洗周期为180-360 天。
所用膜为市售的中空纤维膜，膜材质为亲水性PES，PVDF，PVC，优选：亲水性PES， 膜的孔径为0.005-0.2微米。
连续膜过滤单元中膜组件直径是4寸、6寸、8寸、10寸的工业规模膜组件，过滤方 式是内压式，或外压式;过滤模式为错流、或全量过滤;膜自动程序清洗，方式有水冲洗、 气/水冲洗、化学清洗和反洗。
第三步，反渗透装置采用抗污染复合膜反渗透膜组件，膜组件为滚动式反渗透，膜组件，运行方式为多级多级，进水为连续式膜过滤装置，回收率在60% 以上，加入阻垢剂和还原剂进水。
本发明的工艺方法集成了膜生物反应器（MBR）、连续膜过滤（CMF）与反渗透（RO） 三种单元膜过程，实现了造纸废水的高效深度处理，出水满足造纸工艺用水，可直接回用 到造纸生产中，实现了造纸废水的循环再利用。三个单元均由 plc 自动控制，集成度高，水质数据的运行和在线采集处理。
