[发明专利]一种纤维素废水的处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体地指一种纤维素废水的处理工艺。

背景技术

纤维素醚的生产过程中首先需要加入过量的碱进行醚化，然后有需要加入酸进行中和，在酸碱中和过程中会产生含有大量钠盐的溶液，其余反应阶段投加的有机溶剂以及未被补集到的部分纤维素，共同构成了极具特色的纤维素废水，其COD含量可高达8000 mg/L以上，属于高盐浓度、难降解的废水，其处理一直是令行业内人士头痛的问题。

而现有的废水处理方法中，光芬顿催化与生物处理均是前沿科学正在研究且适用于难降解废水的处理方案。

光芬顿催化，就是在光的作用下进行的化学反应，在亚铁离子的催化作用下分子吸收特定波长的电磁辐射，受激分子跃迁至激发态，然后会发生化学反应生成新的物质，或者变成引发热反应的中间化学产物。光芬顿催化技术利用紫外光激发氧化与光辐射相结合，以产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)为特点，使难降解的大分子有机物氧化成氧化成CO₂、H₂O、矿物盐、低毒或无毒的小分子物质，无二次污染。

而生物处理则利用好氧细菌或厌氧细菌自身对大分子长链有机物的分解能力，将难降解废水中的大分子有机物分解为CO₂、H₂O、无机物和小分子物质，使废水能够达到回用或排放标准。

现有技术中有将二者相联用而处理废水的先例，如公开号为CN 1636893 A的中国发明专利公开了一种光助芬顿反应、絮凝和微生物降解联用处理废水的方法，用于处理较高浓度的有毒有机废水，其首先进行光助芬顿反应，再加入絮凝剂进行絮凝，最后进行微生物降解处理，三种技术联用，有毒有机废水的COD去除率可达到76.2%以上，但用其处理纤维素废水的效果还有待考证，且处理过程中会产生大量的铁盐废泥副产物，增大了处理成本且污染环境。

申请公布号为CN 102442749 A的中国发明专利公开了一种隔板式光生物污水处理设备，亦为两种处理技术的联用提供了参考方式，其使得光催化氧化反应和生物处理同时进行，协同的对废水进行处理，是否适用于纤维素废水的处理仍待商榷。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种纤维素废水的处理工艺，用于羟丙基甲基纤维素生产等领域的纤维素废水处理中，在光照氧化反应中不采用亚铁离子催化剂，仍能够达到较高的COD去除率，并解决了铁盐泥副产物的生成和处理问题。

为实现上述目的，本发明设计的一种纤维素废水的处理工艺，包括如下步骤：

①初次调质：将废水的pH值调节至2~5；

②光照氧化：将初次调质后的废水中加入氧化剂，进行光照氧化处理，处理时间为0.5~10小时；

③二次调质：将光照氧化后的废水pH值调节至6~8；

④生化处理：将二次调质后的废水进行生物氧化处理，即成。

作为上述技术方案的优选，步骤①之前还包括过滤步骤：将纤维素废水进行过滤，去除废水中可见悬浮物。

作为上述技术方案的优选，步骤②中所用氧化剂为过氧化物，主要为过氧化氢和过氧化钠，加入质量为废水质量的1~10%。

发明人意外的发现，对纤维素废水而言，在光照氧化步骤中即使不添加亚铁离子作为催化剂，其COD的去除率仍能够达到70%以上，其原理可能是过氧化物在紫外光的照射下加速分解为羟基自由基，进而对大分子难降解的有机物进行氧化，促使其分解为二氧化碳、水和小分子物质。

作为上述技术方案的优选，步骤②中所采用的光源为紫外光，主波长为254nm。

作为上述技术方案的优选，步骤②之后、步骤③之前还包括除盐浓缩步骤：将光照氧化后的废水进行膜浓缩和/或蒸发浓缩。

作为上述技术方案的优选，所述膜浓缩为膜蒸馏或电渗析；所述蒸发浓缩为多效蒸发或MVR蒸发。

膜蒸馏是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程，它以疏水微孔膜为介质，在膜两侧蒸气压差的作用下，料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔，从而实现分离的目的，其分离效率高、操作条件温和、对膜与原料液间相互作用及膜的机械性能要求不高；

在电场作用下进行渗析时，溶液中的带电的溶质粒子（如离子）通过膜而迁移的现象称为电渗析，其运行成本相对于反渗透等膜过程而言较低，且运行过程稳定；

多效蒸发能够利用前一效蒸发时所产生的二次蒸汽进行加热，多次重复利用了热能，能够显著地降低了热能耗用量；