制浆造纸污水深度处理工艺及其装置.pdf

本发明公开了一种制浆造纸污水深度处理工艺，该工艺包括以下步骤：①将经二级生化处理后的制浆造纸污水进行物化预处理；②将步骤①处理后的出水引入好氧生物池中进行生化处理；③将步骤②处理后的出水引入消毒池中进行杀菌消毒；④将步骤③处理后的水达标排放或者引入清水池，经水泵加压后送入回用水管网。本发明工艺简单、成本相对较低而且出水能达到新的国家标准，实现了污水的资源化利用。

1、  一种制浆造纸污水深度处理工艺，其特征在于：该工艺包括以下步骤：
①将经二级生化处理后的制浆造纸污水进行物化预处理；
②将步骤①处理后的出水引入好氧生物池中进行生化处理；
③将步骤②处理后的出水引入消毒池中进行杀菌消毒；
④将步骤③处理后的水进行达标排放或者引人清水池，经水泵加压后送入回用水管网。

2、  根据权利要求1所述的制浆造纸污水深度处理工艺，其特征在于：步骤①中所述的物化预处理包括以下步骤：
A、将经二级生化处理后的制浆造纸污水引人预曝气池中，使污水在其中进行微量曝气与充分混合，去除污水中能产生泡沫的表面活性剂；
B、将步骤A出水引入脱稳池中进行反应，并向池中加入复合剂，提高污水的可生化性；
C、将步骤B出水引入混凝池和沉淀池，向混凝池中加入混凝剂和絮凝剂，促使污水进行混凝沉淀，在沉淀池中实现泥水分离。

3、  根据权利要求2所述的制浆造纸污水深度处理工艺，其特征在于：在脱稳池中进行反应的过程同时进行曝气和出水回流，回流比为100％～200％，进而加快反应速率。

4、  根据权利要求2所述的制浆造纸污水深度处理工艺，其特征在于：将沉淀池排出的污泥部分回流到混凝池中，回流污泥量为30～50％。

5、  根据权利要求2所述的制浆造纸污水深度处理工艺，其特征在于：将沉淀池中剩余的化学污泥和好氧生物池产生的剩余生物污泥排入污泥均质浓缩池，经脱水后外运；同时，脱水滤液和污泥均质浓缩池的溢流液引入混凝池中进行再处理。

6、  根据权利要求2所述的制浆造纸污水深度处理工艺，其特征在于：向混凝池中加入的混凝剂为聚合氯化铝，其投加量为200～300mg/L；加入的絮凝剂为聚丙烯酰胺，其投加量为0.5～1.0mg/L。

7、  根据权利要求2所述的制浆造纸污水深度处理工艺，其特征在于：在消毒池中投加强氧化剂对污水进行消毒杀菌，使得CODcr从80～100mg/L降低至60～80mg/L、色度从16～32倍降低到8～16倍；采用的强氧化剂为二氧化氯或臭氧，二氧化氯的接触时间为15min，臭氧的接触时间为5～10min。

8、  一种实施权利要求2所述的制浆造纸污水深度处理工艺的装置，其特征在于：所述脱稳池采用曝气生物滤池结构形式，填充料为海绵铁，海绵铁的密度为1.6～1.8t/m³，直径为4～6mm，待处理污水在脱稳池内的与海绵铁的有效接触时间为90～120min。

制浆造纸污水深度处理工艺及其装置
技术领域
本发明涉及一种制浆造纸污水的深度处理工艺和装置。
背景技术
制浆造纸污水属于高色度、高碱度、高有机污染物、可生化降解性低的高难度工业废水，污水中含有多种烷、烃、酚、酸、苯、醇、醛、酮、醚、蒽、醌、糖、胺、纤维素、半纤维素和木素等有机物及其衍生物、聚合物、卤代物。制浆造纸企业对其污水一般都进行了二级生化处理，但其出水的化学需氧量(简称CODcr)一般在150mg/L以上，色度的稀释倍数大于64倍，无法满足新的国家标准《制浆造纸工业水污染物排放标准》GB3544-2008的要求，故必须在现有的二级生化处理后进行深度处理。
新标准(GB3544-2008)与老标准(GB3544-2001)之间的差异主要在于：新标准对CODcr、BOD₅(五日生化需氧量)、SS(悬浮物)等指标要求更严格，而且增加了色度、TN、TP指标。由于制浆造纸污水中氮磷缺乏，BOD在二级生化处理中已经降到很低程度(一般小于10mg/L)，而SS通过混凝、沉淀工艺很容易去除，故制浆造纸污水的深度处理主要的就是解决其不可降解的有机污染物与色度的问题，而对于溶于水且不容易降解的有机污染物的去除及脱色是水处理界面临的一大难题。
目前，针对新标准而出现的制浆造纸污水深度处理工艺一般采用物化法，比如活性炭/活性焦的吸附法、强氧化剂氧化法、电解法、光催化法、UF+RO(超滤+反渗透)膜法、酸析木质素法等。但这几种常规的工艺都存在一定的缺陷：吸附法需要投加大量吸附剂，吸附饱和后失效，成本高且产生大量的污泥；氧化法(臭氧、双氧水、次氯酸等)脱色效果不明显，处理成本高；电解法、光催化发效果较好，但电耗高，导致运行成本无法接受；UF+RO膜法尽管处理效果好，但需要很严格的预处理系统，建造成本与运行费用都非常昂贵；酸析木质素需要向水质投加大量的酸，木质素析出后再用碱回调PH值，处理成本高，且向水中加入了大量的离子。要想降低处理成本并能达到好的处理效果，必须改变传统的处理方式。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本相对较低且保证出水达标排放的制浆造纸污水深度处理工艺及其装置。
一种制浆造纸污水深度处理工艺，包括以下步骤：
①将经二级生化处理后的制浆造纸污水进行物化预处理；
②将步骤①处理后的出水引入好氧生物池中进行生化处理；
③将步骤②处理后的出水引入消毒池中进行杀菌消毒；
④将步骤③处理后的水进行达标排放或者引人清水池，经水泵加压后送入回用水管网。
步骤①中所述的物化预处理包括以下步骤：
A、将经二级生化处理后的制浆造纸污水引人预曝气池中，使污水在其中进行微量曝气与充分混合，去除污水中能产生泡沫的表面活性剂；
B、将步骤A出水引入脱稳池中进行反应，并向池中加入复合剂，提高污水的可生化性；
C、将步骤B出水引入混凝池和沉淀池，向混凝池中加入混凝剂和絮凝剂，促使污水进行混凝沉淀，在沉淀池中实现泥水分离。
在脱稳池中进行反应的过程同时进行曝气和出水回流，回流比为100％～200％，进而加快反应速率。
将沉淀池排出的污泥部分回流到混凝池，回流污泥量为30％～50％，以节省药剂的投入量。
将沉淀池中剩余的化学污泥和好氧生物池产生的剩余生物污泥排入污泥均质浓缩池，经脱水后外运；同时，脱水滤液和污泥均质浓缩池的溢流液引入混凝池中进行再处理。
向混凝池中加入的混凝剂为聚合氯化铝，其投加量为200～300mg/L；加入的絮凝剂为聚丙烯酰胺，其投加量为0.5～1.0mg/L。
在消毒池中投加强氧化剂对污水进行消毒杀菌，使得CODcr从80～100mg/L降低至60～80mg/L、色度从16～32倍降低到8～16倍；采用的强氧化剂为二氧化氯或臭氧，二氧化氯的接触时间为15min，臭氧的接触时间为5～10min。
一种实施制浆造纸污水深度处理工艺的装置，所述脱稳池采用曝气生物滤池结构形式，填充料为海绵铁，海绵铁密度为1.6～1.8t/m³，直径为4～6mm，待处理污水在脱稳池内的与海绵铁的有效接触时间为90～120min。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明工艺简单、成本相对较低且处理出水能达标排放。现有技术中对于经二级生化处理的制浆造纸污水进行深度处理均采用物化法，比如吸附法、强氧化法等，按照常规工艺需要向水中加入大量的药剂，吸附剂吸附饱和后再生困难，导致处理成本非常高，而且容易产生二次污染，而采用本工艺进行深度处理时，采用物化处理和生化处理相结合的方法，通过物化工序中的曝气处理、脱稳工序使得污水中的木质素、木质素的衍生物高分子有机氯化物等发生断链及自由基取代，破坏发色基团，同时提高了污水的可生化性，(B/C约为0.4～0.5)，便于后续生化处理，因此本发明变制浆造纸污水为常规的污水，后接最节省能耗的生物处理法，故使得处理成本相对较低，经过上述处理的水，各项指标都能达到GB3544-2008中的要求，且满足造纸工艺回用水的水质要求，从而达到污水资源化利用的目的。
2、本发明工艺中投加药剂总量少，节省成本的同时使得污泥量减少。本工艺只需在脱稳池中加入铜-氨活化剂，在絮凝池沉淀池中加入絮凝药剂和混凝药剂，使得大分子物质脱稳后得以去除，同时，将沉淀池污泥部分回流到混合池，以利用污泥的吸附性能进一步减少药剂使用量，节省了整套工艺的成本并减少了在污水处理过程中产生的污泥量。
3、本发明工艺所使用的脱稳介质易得且不产生二次污染。本工艺中脱稳池中的脱稳介质为海绵铁，它是以矿石或球团为原料，以固体或气体作还原剂，在低于铁-碳合金的熔点温度以下，进行冶炼而得到，因内部含有海绵状孔隙，取名为海绵铁。海绵铁多为球形，多孔且堆积密度小，适合于做滤料，无须做任何的处理加工，材料易得，价格较便宜，在使用中不会产生二次污染。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明制浆造纸污水深度处理工艺的工艺流程图。
具体实施方式
一种制浆造纸污水深度处理工艺，包括以下步骤：
①将经二级生化处理后的制浆造纸污水进行物化预处理；
②将步骤①处理后的出水引入好氧生物池中进行生化处理；
③将步骤②处理后的出水引入消毒池中进行杀菌消毒，在本实施例中，在消毒池中投加强氧化剂对污水进行消毒杀菌，使得CODcr从80～100mg/L降低至60～80mg/L、色度从16～32倍降低到8～16倍；采用的强氧化剂为二氧化氯或臭氧，二氧化氯的接触时间为15min，臭氧的接触时间为5～10min。；
④将步骤③处理后的水进行达标排放或者引人清水池，经水泵加压后送入回用水管网。
步骤①中所述的物化预处理包括以下步骤：
A、将经二级生化处理后的制浆造纸污水引人预曝气池中，使污水在其中进行微量曝气与充分混合，去除污水中能产生泡沫的表面活性剂，表面活性剂有脂肪酸及其皂化物、非离子型表面活性剂、树脂酸、烷基硫酸盐、硫化物等；
B、将步骤A出水引入脱稳池中进行反应，并向池中加入复合剂，提高污水的可生化性，出水的B/C约为0.4～0.5；
C、将步骤B出水引入混凝池和沉淀池，向混凝池中加入混凝剂和絮凝剂，促使污水进行混凝沉淀，在沉淀池中实现泥水分离，向混凝池中加入的混凝剂为聚合氯化铝，其投加量为200～300mg/L；加入的絮凝剂为聚丙烯酰胺，其投加量为0.5～1.0mg/L。
在脱稳池中进行反应的过程同时进行曝气和出水回流，回流比为100％～200％，进而加快反应速率。
将沉淀池排出的污泥部分回流到混凝池，回流污泥量为30～50％。
最后，将沉淀池中剩余的化学污泥和好氧生物池产生的剩余生物污泥排入污泥均质浓缩池，经脱水后外运；同时，脱水滤液和污泥均质浓缩池的溢流液引入混凝池中进行再处理。
一种实施制浆造纸污水深度处理工艺的装置，所述脱稳池采用曝气生物滤池结构形式，通常曝气生物滤池包括池体、反冲洗装置等，在池体中设有滤板，滤料铺在滤板上，并在滤板上安装有滤头，本发明中填充的滤料为海绵铁，海绵铁的密度为1.6～1.8t/m³，直径为4～6mm，待处理污水在脱稳池内的与海绵铁的有效接触时间为90～120min。
参照图1，本发明的工艺流程如下：经过二级生化处理后的制浆造纸污水引入到预曝气池中，在池中进行微量曝气与充分混合，去除污水中的产生泡沫的表面活性剂，如：脂肪酸及其皂化物、非离子型表面活性剂、树脂酸、烷基硫酸盐、硫化物等；反应约30～45分钟后，通过水泵送入脱稳池，脱稳池采用曝气生物滤池结构形式，填充的滤料为海绵铁，同时加入微量铜-氨活化剂，在其底部通入少许空气，并将出水部分回流，回流比为100％～200％，进而加快反应速率；经脱稳处理后的水进入混凝池，加入混凝剂与絮凝凝剂以促使颗粒的凝聚，然后进入沉淀池进行泥水分离，部分污泥回流至混合池以减少加药量，剩余污泥通过排泥口排出至污泥均质浓缩池池；沉淀池的出水进入好氧生物池进行生化处理，好氧处理的目的是去除由于脱稳反应而产生的BOD，好氧生物池的形式可以是SBR池(序批式活性污泥法)或者BAF池(曝气生物滤池)，若采用SBR池，则运行周期为4h，若采用BAF池，则接触时间为30～50min；好氧生物池内剩余的活性污泥排至污泥均质浓缩池，好氧生物池的出水经接触消毒后进入清水池，通过加压泵房送至回用水管网；污泥经污泥脱水机脱水后外运处置，污泥均质浓缩池的溢流液和污泥脱水机的滤后液通过排口排出，混合后进入混凝池处理。
经过上述处理的水，各项指标都能达到GB3544-2008中的要求，且满足造纸工艺回用水的水质要求，从而达到污水资源化利用的目的。