草浆造纸废水综合治理方法 【技术领域】
本发明提供一种造纸废水综合治理的方法，具体涉及的是草浆造纸废水综合治理的方法。
背景技术
长期以来，对于给环境造成严重污染的草浆造纸废水治理技术，一直没有得到很好的解决，其原因是碱回收技术一次性工程投资大，许多企业难以承受，另外由于草浆黑液硅干扰等原因，草浆黑液提取率低，浓度和热值达不到技术要求。草浆碱回收不能长期稳定运行，回收碱成本过高，实际生产效果不理想。国内目前现有的黑液治理技术，如酸析木质素，土法碱回收等方法，达到工业化规模成功运行的实例尚不多见，主要原因是技术不过关及运行成本过高，治理设施建得起用不起。为此研制、开发、改进制浆工艺、集制浆黑液、中段废水、纸机白水和回收资源于一体的综合治理方案迫在眉睫。
【发明内容】
本发明的目的是为了克服现有草浆造纸废水严重污染环境的现状，提供一种草浆造纸废水综合治理方法。
草浆造纸废水综合治理方法技术内容如下：
本发明所提供的综合治理方法与已有的治理方法相比其特征是：
a)碱法预浸低温快速蒸煮，用蒽醌衍生物、烷基苯硫磺钠及环氧乙烷，高级脂肪醇，磺酸盐表面活性剂，α-乙基己醇聚氯乙烯醚磷酸单酯配制的蒸煮活性剂蒸煮；
b)采用由硫酸铝、聚合硫酸铝、盐酸、硫酸、助凝剂、聚丙烯酰胺、澄清剂、高效脱色絮凝剂、羟甲基纤维素、聚合氯化铝、三氧化二铝配制成5种絮凝剂，盐酸和硫酸组成的1号絮凝剂，助凝剂和聚炳烯酰胺组成的2号絮凝剂，澄清剂和高效脱色絮凝剂组成的3号絮凝剂，聚合硫酸铝和助凝剂组成的4号絮凝剂，三氯化铁类和壳聚糖类组成的5号絮凝剂，按不同顺序和间隔时间，使流动中的黑液迅速分离、絮凝、脱色、木质素迅速分解沉淀；
c)加1号絮凝剂酸析大量木质素，间隔不到1分钟加5号、2号絮凝剂，使废水中木质素和浊液很快分离沉淀，絮凝物变大，间隔不到1分钟，加3号、4号絮凝剂使澄清的浊液更加清析，促使絮凝物加快沉淀；
d)物化处理后地黑液经不少于192小时厌氧消化，有效降低化学耗氧量的污染负荷；
e)中段水、纸机白水经纤维回收后，用絮凝剂物化处理，经充分沉淀后，与厌氧消化沉淀后的黑液进入好氧池，以机械暴气和自然暴气相结合，废水经不低于72小时的循环和生物膜接触，充分净化；
f)物化絮凝后分离的废渣，经脱水后可作农业渣肥。
蒸煮活性剂由环氧乙烷，高级脂肪醇，磺酸盐表面活性剂，α-乙基己醇聚氯乙烯醚磷酸单酯配制，配制重量百分比为5∶2∶2∶1，配制方法是先均匀机械混合，再高温缩合，静置40～60分钟。蒸煮活性剂用药量按蒸煮料重量的百分比计量为1.0‰～2.0‰。
絮凝剂有五种，配制重量百分比分别是：1号絮凝剂是盐酸比硫酸为4∶6。2号絮凝剂是助凝剂比聚炳烯酰胺为3∶7。3号絮凝剂是澄清剂比高效脱色絮凝剂为4∶6。4号絮凝剂是聚合硫酸铝比助凝剂为5∶5。5号絮凝剂是三氯化铁类比壳聚糖类为7∶3。絮凝剂用药量按处理水的重量百分比计量为1号絮凝剂0.18％～0.42％，2号絮凝剂0.001％～0.0025％，3号絮凝剂0.0012％～0.003％，4号絮凝剂0.00008％～0.002％，5号絮凝剂0.00015％～0.0025％。
造纸生产流程为：切竹(切草)—预浸—蒸煮—双网螺旋真空压滤洗浆机—浓缩—管道漂白—漂浆机补漂—消除残氯—双网螺旋真空压滤洗浆机—打浆—配料—抄纸—分切—打包—成品。在生产过程中产生大量的纸浆黑液、中段废水、纸机白水、废渣，给环境造成严重污染。
本发明提供的草浆造纸废水治理方法是集制浆、漂洗废水处理、化工原料回收于一体。对传统的制浆工艺进行改造，改传统硫酸盐蒸煮为碱法预浸低温快速蒸煮。用蒸煮活性剂代替硫化碱，不产生有毒的硫化氢气体，减少对空气的污染。改单段漂白为管道三段漂白，节约吨纸用水量约50吨。自制的新型高效生物助剂，起到了助留、湿增强的效果，提高了产品质量，降低成本。同时还减少了白水中的细小纤维及滑石粉，从而削减了污染负荷。
草浆造纸废水综合治理方法的工艺流程如图1所示。纸浆黑液经均质池循环，调节温度、降低ξ电位，均衡浓度。加入药剂酸析。黑液在物化1中，按顺序和不同的间隔时间投放自制专用药剂，进行三级物化，使得在流动中的黑液约半分钟就迅速絮凝沉淀，且脱色，此时PH约为4～5。分离除渣后，在经两级物化，在专用药剂的作用下，充分絮凝沉淀，此时的黑液呈淡茶色的透明液体，这时的清液调节不同的PH就可回用于蒸煮或洗浆。稀黑液洗浆后进入升流式厌氧消化池经厌氧消化与物化反应的中段水一同进入沉淀池。
中段水为大量的洗、筛、漂水，经纤维回收粗浆回用后，再经物化3，按顺序及间隔时间投放自制的三种药剂，削减污染负荷，充分絮凝除渣，进入1号沉淀池。
纸机白水经回收纤维，再经物化4絮凝反应，分离除渣后流入2号沉淀池，经充分反应后部分回用与生产，部分进入好氧池。
1号沉淀池中的废水经充分物化絮凝沉淀后，流入好氧池，机械暴气和自然暴气相结合，在不同落差的三个好氧池中，循环72小时后，约10％回流入1号沉淀池增加好氧菌的循环载体，约20％回用于生产，其余的70％经消泡后外排。
处理过程及配料工艺参数：
蒸煮过程：装锅(60分钟)，空转(20分钟)，一次升温(20分钟，2kg压力)，小排气(5分钟)，二次升温(50分钟，6kg压力)，保温(30分钟，6kg压力)，喷放。
喷淋药剂：1.蒸煮活性剂 用量：1.0‰～2.0‰
2.烧碱NaOH 用量：14％～18％
3.处理后的蒸煮黑液(波美度为6～8，PH为14)，作为蒸煮液的一部分，液比1∶3.0
蒸煮活性剂：蒸煮活性剂为具有多种阴、阳离子组合的有机活性剂，具有多功能渗透作用。
其主演成分是，环氧乙烷，高级脂肪醇，磺酸盐表面活性剂，α-乙基己醇聚氯乙烯醚磷酸单酯，配制重量百分比为5∶2∶2∶1，配制方法是均匀机械混合，再高温缩合，静置40～60分钟，计量分装成小袋。
絮凝剂：1号絮凝剂 盐酸比硫酸4∶6
2号絮凝剂 助凝剂比聚炳烯酰胺3∶7
3号絮凝剂 澄清剂比高效脱色絮凝剂4∶6
4号絮凝剂 聚合硫酸铝比助凝剂5；5
5号絮凝剂 多功能生物活性剂比大分子量的聚合物7∶3
(多功能生物活性剂指三氯化铁类，大分子量的聚合物为壳聚糖类)
加药操作：1.加1号絮凝剂，酸析大量木质素。
2.间隔不到1分钟，加5号、2号絮凝剂使废水中木质素和浊液很快分离沉淀，
絮凝物变大，
3.间隔不到1分钟，加3号、4号絮凝剂，使澄清的浊液更加清晰，促使絮凝
物变大加快沉淀。
黑液治理方案：
1.蒸煮工艺改进后，将吨浆黑液产生量控制在23立方米以内，黑液进入均质池循环24小时后，使温度降低至35℃、PH达12左右，同时使黑液中有机物得到一定程度的降解，促进分解。
2.均质池中的浓黑液(吨浆约9吨)用泵送至管道，投入三种专用药剂(即物化1)，酸析、絮凝、脱色、沉淀有机物及无机物，加1号药剂，分离黑液中的木质素及无机物，间隔约10秒投入5号药剂，使黑液迅速絮凝和脱色，间隔10秒后再投入2号药剂，使渣、水分离，此时的PH值降为4～5，进入反应池，经充分反应后将渣分离，除渣后的黑液由褐色变成淡茶色的透明液体，再加入3号药剂后间隔30秒加入4号药剂，即物化2，此时的清液将PH调至14回用于蒸煮，该黑液含碱量约为液碱的4～6％；均质池中的稀黑液(吨浆约14吨)，以按处理浓黑液的药剂及间隔时间处理，仅用量有异。此时的清液PH达4～5，可回用于洗浆，洗浆后将PH调至6.5～8.5用泵输入升流式厌氧活性污泥池，经充分厌氧消化后进入1号沉淀池。
3.新工艺的技术实施效果：传统的酸析黑液，使黑液中的绝大多数碱木素等有机物及无机物，在酸的作用下，分解为不溶的盐类和木质素。这些物质以悬浮状态存在于黑液中，无法分离。然而，新工艺克服了传统絮凝剂不能分离黑液中木质素的缺点，自制的专用药剂，按不同的间隔时间投放，使得在流动中的黑液迅速絮凝、脱色、沉淀。这是个重大技术突破。将经过物化2反应后的黑液，调节PH后回用于蒸煮或洗浆，不仅有经济价值，使洗浆的PH值中和，降低中段水处理成本，同时还使洗浆不产生碱泡，降低化学耗氧量的污染负荷，这是传统技术的突破。
4.将传统的厌氧生物工程应用于黑液处理，物化后的黑液进入升流式活性厌氧污泥池，经过充分厌氧消化，在厌氧微生物的作用下使黑液进行发酵，分解成微生物所需的营养基质，促进厌氧池中的沼气菌迅速繁殖；沼气菌既降低化学耗氧量的污染负荷，又使经发酵后的有机物分解产生沼气，无机物沉淀为渣。生成厌氧活性颗粒污泥。厌氧后的黑液约5-10％作为循环载体在厌氧池中回流，在发酵阶段中控制了沼气菌的生长，经厌氧消化后可削减污染负荷80％左右，这又是一个突破。
5.黑液经物化絮凝分离后的渣，富含腐殖酸及有机质，对农业生产有益无害，可加工生产为有机复合肥。
6.用药量按处理水的重量百分比计量，比例如下：
浓黑液 1号絮凝剂0.35％～0.42％，
2号絮凝剂0.0016％～0.0025％，
3号絮凝剂0.002％～0.003％，
4号絮凝剂0.0026％～0.0038％，
5号絮凝剂0.0028％～0.0042％；
稀黑液，1号絮凝剂0.18％～0.23％，
2号絮凝剂0.001％～0.0015％，
3号絮凝剂0.0012％～0.002％，
4号絮凝剂0.0016％～0.002％，
5号絮凝剂0.0018％～0.0025％；
中段水治理方案：
首先将漂洗水中的残氯调整在0.2g/L以下，为好氧池中的微生物生长创造了有利条件，再经物化处理，投放三种不同的药剂，1号药剂加药后间隔20秒，再加入2号药剂，间隔10秒后再加入3号药剂。充分絮凝反应，分离除渣将PH控制在5-6进入1号沉淀池。
用药量，按处理水的重量百分比计量：
1号絮凝剂0.006％～0.01％，2号絮凝剂0.0008％～0.0015％，3号絮凝剂0.0003％～0.0005％；
纸机白水治理方案：
纸机白水经纤维回收后，细浆回用，加入4号药剂，间隔10秒加入5号药剂，充分反应后除渣，约80％回用于生产，20％进入2号沉淀池。
用药量，按处理水的重量百分比计量：
4号絮凝剂0.00008％～0.0001％，5号絮凝剂0.00015％～0.0002％；
经1号、2号沉淀池充分反应后的综合废水将PH控制在6.5～8.5进入好氧池。机械暴气和自然暴气相结合，在不同落差的好氧池中充分净化废水。净化后的废水约10％流入1号沉淀池，约20％流入清水池作生产用水，经消泡后外排。混合废水进入1号好氧池经机械暴气后进入2号好氧池，再流入3号好氧池，充分与生物膜接触氧化循环72小时后回流回用或外排。回流增加1号沉淀池好氧菌的循环载体，使之长期循环，不断倍增，这是将生物接触氧化工程净化混合废水，削减污染负荷的又一突破。
废渣的处理：
黑液经物化絮凝分离的渣，富含有机质及腐殖酸，可加工生产为有机复合肥。吨浆生产渣量约0.71吨，脱渣水进入1号沉淀池。
混合废水沉淀分离的渣，可作生产包装纸的填充料。
本发明的积极效果：
综合治理草浆造纸废水，能有效削减污染负荷，做到长期稳定达标排放。解决了草浆造纸废水的污染治理难题，不但保护了环境，又解决了麦草的出路，既增加了农民收入，又防止了新的大气污染。
综合治理技术，能做到废水达标排放，有效削减污染负荷，能做到长期稳定达标排放，本套综合治理技术能在目前草浆碱回收技术没有过关的情况下，闯出的新路子，为草浆造纸工业可持续发展提供了有力的科技支撑。
采用专用化学药剂絮凝，黑液在几分钟内迅速分解、脱色、沉淀，使木质素等迅速分离沉淀，黑褐色的黑液变成淡茶色的透明液体，能回用于蒸煮及洗浆，这种新工艺国内外未见公开报道。
黑液的厌氧处理技术，将黑液中可生物降解的化学耗氧量的污染负荷转化为沼气，提供能源，不但能改善水质，而且还大大降低废水处理成本。
混合废水的好氧处理，机械暴气和自然暴气相结合，废水与生物膜接触，操作简便运行稳定，废水充分得到净化。完全能能做到长期稳定达标排放。
该综合治理技术，对于木浆及竹浆造纸废水治理运行成本更低，效果更好。本治理技术可应用于不同规模的草浆造纸企业。
【附图说明】
图1 草浆造纸废水综合治理方法工艺流程图。
【具体实施方式】
实施例1
一.黑液治理方案过程：
1.将预浸低温快速蒸煮产生的黑液在均质池循环24小时，使温度降低至35℃、PH达12左右。
2.将均质池中的浓黑液用泵送至管道，加1号药剂，间隔约10秒投入5号药剂，间隔10秒后再投入2号药剂，进入反应池，再加入3号药剂后间隔30秒加入4号药剂，将PH调至14回用于蒸煮。
3.将均质池中的稀黑液，用泵送至管道按处理浓黑液的药剂及间隔时间处理，。此时的清液PH达4～5，回用于洗浆，洗浆后将PH调至6.5～8.5用泵输入升流式厌氧活性污泥池，经充分厌氧消化后进入1号沉淀池。
4.用药量，按处理水的重量百分比计量：
浓黑液：1号絮凝剂0.35％，2号絮凝剂0.0016％，3号絮凝剂0.002％，
4号絮凝剂0.0026％， 5号絮凝剂0.0028％。
稀黑液：1号絮凝剂0.18％， 2号絮凝剂0.001％，3号絮凝剂0.0012％，
4号絮凝剂0.0016％， 5号絮凝剂0.0018％。
二.中段水治理方案过程：
首先消除中段废水中的残氯，投放1号药剂加药后间隔20秒，再加入2号药剂，间隔10秒后再加入3号药剂，将PH调至5～6进入1号沉淀池。
用药量按处理水的重量百分比计量：
1号絮凝剂0.006％，2号絮凝剂0.0008％，3号絮凝剂0.0003％。
三.纸机白水治理方案过程：
纸机白水经纤维回收后，加入4号药剂间隔10秒加入5号药剂，除渣后80％回用于生产，20％进入2号沉淀池。
用药量按处理水的重量百分比计量：
4号絮凝剂0.00008％，5号絮凝剂0.00015％；
四.综合废水处理过程：
经1号、2号沉淀池的综合废水将PH控制在6.5～8.5进入好氧池。好氧池中充分净化废水。净化后的废水约10％流入1号沉淀池，20％流入清水池作生产用水，70％经消泡后外排。
五.废渣的处理过程：
黑液的渣脱水后，可加工生产为有机复合肥。脱渣水进入1号沉淀池。混合废水沉淀分离的渣，可作生产包装纸的填充料。
实施例2
一.黑液治理方案过程：
1.将预浸低温快速蒸煮产生的黑液在均质池循环30小时，使温度降低至35℃、PH达10左右。
2.将均质池中的浓黑液用泵送至管道，加1号药剂，间隔约10秒投入5号药剂，间隔10秒后再投入2号药剂，进入反应池，再加入3号药剂后间隔30秒加入4号药剂，将PH调至12回用于蒸煮。
3.将均质池中的稀黑液，用泵送至管道按处理浓黑液的药剂及间隔时间处理，。此时的清液PH达4～5，回用于洗浆，洗浆后将PH调至6.5～8.5用泵输入升流式厌氧活性污泥池，经充分厌氧消化后进入1号沉淀池。
4.用药量，按处理水的重量百分比计量：
浓黑液：1号絮凝剂0.42％， 2号絮凝剂0.0025％， 3号絮凝剂0.003％，
4号絮凝剂0.0038％，5号絮凝剂0.0042％。
稀黑液：1号絮凝剂0.23％， 2号絮凝剂0.0015％， 3号絮凝剂0.002％，
4号絮凝剂0.002％， 5号絮凝剂0.0025％。
二.中段水治理方案过程：
首先消除中段废水中的残氯，投放1号药剂加药后间隔20秒，再加入2号药剂，间隔10秒后再加入3号药剂，将PH调至5～6进入1号沉淀池。
用药量按处理水的重量百分比计量：
1号絮凝剂0.01％，2号絮凝剂0.0015％，3号絮凝剂0.0005％。
三.纸机白水治理方案过程：
纸机白水经纤维回收后，加入4号药剂间隔10秒加入5号药剂，除渣后80％回用于生产，20％进入2号沉淀池。
用药量按处理水的重量百分比计量：
4号絮凝剂0.0001％，5号絮凝剂0.0002％；
四.综合废水处理过程：
经1号、2号沉淀池的综合废水将PH控制在6.5～8.5进入好氧池。好氧池中充分净化废水。净化后的废水约10％流入1号沉淀池，20％流入清水池作生产用水，70％经消泡后外排。
五.废渣的处理过程：
黑液的渣脱水后，可加工生产为有机复合肥。脱渣水进入1号沉淀池。混合废水沉淀分离的渣，可作生产包装纸的填充料。