一种造纸厂废水处理回用技术.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200810038176.0

申请日:

2008.05.29

公开号:

CN101591085A

公开日:

2009.12.02

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C02F 9/14公开日:20091202|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

C02F9/14; C02F1/24(2006.01)N; C02F1/52(2006.01)N; C02F103/28(2006.01)N

主分类号:

C02F9/14

申请人:

中国印钞造币总公司

发明人:

李 策; 马跃飞; 张业录; 朱平海

地址:

100044北京市西城区西直门外大街甲143号

优先权:

专利代理机构:

上海专利商标事务所有限公司

代理人:

白益华

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内容摘要

本发明提供一种造纸厂废水处理回用方法,所述方法包括如下步骤:(a)物理处理步骤:提供造纸厂全厂废水,去除所述造纸厂全厂废水的纤维和其它杂质,得到物理处理的造纸厂全厂废水;(b)生化处理步骤:将所述步骤(a)得到的物理处理的造纸厂全厂废水进行生化处理、沉淀,得到符合所需排放标准的安全池水;(c)深度处理步骤:提供抄纸车间超效浅层气浮处理的气浮出水,将所述气浮出水与所述步骤(b)的安全池水合并得到中水,所述中水进行中水深度处理,所述中水深度处理包括:所述中水进行加药混凝、沉淀和过滤,得到净化水;所述净化水进行纤维束或生物膜技术处理,得到出水。

权利要求书

1.  一种造纸厂废水处理回用方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(a)物理处理步骤:提供造纸厂全厂废水,去除所述造纸厂全厂废水的纤维和其它杂质,得到物理处理的造纸厂全厂废水;
(b)生化处理步骤:将所述步骤(a)得到的物理处理的造纸厂全厂废水进行生化处理、沉淀,得到符合所需排放标准的安全池水;
(c)深度处理步骤:提供抄纸车间超效浅层气浮处理的气浮出水,将所述气浮出水与所述步骤(b)的安全池水合并得到中水,所述中水进行中水深度处理,所述中水深度处理包括:所述中水进行加药混凝、沉淀和过滤,得到净化水;所述净化水进行纤维束或生物膜技术处理,得到出水。

2、
  如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述步骤(a)的造纸厂全厂废水为高级用纸的制造工艺所产生的造纸厂全厂废水,所述高级用纸的制造工艺包括制浆、漂白中的一种或多种工艺。

3、
  如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述步骤(a)的造纸厂全厂废水包括制浆废水;抄纸车间废水;生活污水;空压站污水;空调污水和洗车污水。

4、
  如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述步骤(c)的出水达到0.70NTU~1.90NTU的浊度,CODcr≤60mg/L、SS≤20mg/L,色度≤30铂钴色度单位;和/或
所述步骤(c)的出水回用于制浆和造纸生产中,使得所述造纸厂全厂废水至少80-90%封闭循环使用。

5、
  如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述步骤(a)的物理处理步骤中,提供造纸厂全厂废水后,所述造纸厂全厂废水进入集水井调节,通过粗格筛去除长纤维和大杂质;然后通过细格栅或其它过滤装置进一步去除细小纤维和小杂质;得到物理处理的造纸厂全厂废水。

6、
  如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述步骤(b)的生化处理步骤中,将所述物理处理的造纸厂全厂废水加药进入曝气池生化处理;将所述生化处理的造纸厂废水进入二沉池和安全池沉淀;得到达到排放标准的安全池水。

7、
  如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述步骤(c)的深度处理步骤中,
所述中水在一体化处理器中进行加药混凝、沉淀和过滤,得到净化水;所述净化水进行纤维束或生物膜技术处理;优选地,所述一体化处理器中,加药混凝中采用助凝剂、混凝剂,其中助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺,混凝剂为聚合氯化铝;或者
所述净化水进行纤维束或生物膜技术处理后再进行消毒和杀菌;优选地,所述消毒和杀菌采用二氧化氯(ClO2)作为消毒杀菌剂,或者
所得到的出水回用于制浆或造纸生产中。

8、
  如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(c)的抄纸车间超效浅层气浮处理的气浮出水由抄纸车间收集废水、循环回用、气浮处理后得到,包括如下步骤:
(i)收集抄纸车间废水,得到混合白水;
(ii)所述混合白水采用超效浅层气浮技术处理,得到气浮分离的浮浆和气浮出水;
(iii)所述气浮分离的浮浆回用于造纸生产,
(iv)所述气浮出水用于深度处理步骤。

9、
  如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述步骤(c)的深度处理步骤中:中水进行加药混凝、沉淀和过滤,得到净化水的过程在一体化处理器设备中进行,所述一体化处理器设备从上游到下游包括:反应区、斜管沉淀区、双层精密过滤区、以及污泥区。

10、
  一种一体化处理器装置,其特征在于,所述一体化处理器设备从上游到下游包括:反应区、斜管沉淀区、双层精密过滤区、以及污泥区。

说明书

一种造纸厂废水处理回用技术
技术领域
本发明涉及一种废水处理回用技术,具体地涉及制浆造纸厂废水回用技术。
背景技术
我国是一个水资源十分短缺的国家,制浆造纸工业是大量耗水的产业,而我国吨纸的平均水耗为国际先进水平的5倍以上。大量的消耗水资源必然带来大量废水的排放,造成严重的环境污染。在用水受到资源、成本、环境等的制约时,节水、减污是每个企业必须面临和必须解决的重大问题。
制浆造纸废水回用程度跟制浆方法、浆种、漂白方法、纸张品种、浆料性质、化学添加物的种类与用量等条件的不同而有较大差异,如在以废纸板、废纸纤维原料生产包装纸的造纸厂,不少已实现零排放,但在含制浆、漂白的造纸厂实现零排放的厂家少之又少。实现零排放的关键是废水处理和回用。目前非木材纤维造纸的白水吨纸排放量国内较先进的水平是50-70m3,国外为10-30m3。而在以棉浆为原料生产证券纸、高级防伪纸和其他防伪纸的为代表的高级纸张生产过程中,一般都运转白水的二级循环,但排放量仍很高,吨纸排放量在200-250m3左右。
我国污水回用的研究,早在一九五八年就列入国家研究课题,到现在,污水回用技术趋向于集成化研究,对不同回用对象的再生工艺流程(其水质标准不同),深度处理单元技术有不同的组合,包括混凝、沉淀、澄清、气浮、过滤、活性碳吸附、污水脱氮、生物脱氮脱磷、澄清过滤消毒、曝气生物滤池、微滤、超滤、反渗透、紫外线消毒等技术。对于工业性用水的回用,不同的工业性回用要求不同的水质,国内回用水作为工业冷却水应用比较广泛。
国内外制浆造纸厂综合废水处理工程一般采用一级沉降,二级生化处理方法,实践证明这是治理综合废水较为成熟的技术。虽然众多造纸企业投入了大量的财力和物力使废水排放达到排放标准,但仍存在排放废水色度较大、COD相对较高的问题。而二级生化处理完的水一般都排放,尚未在高级文化用纸方面污水二级生物处理后再进行深度处理回用的先例。
例如,在中国专利申请00104238.6中公开了一种造纸废水治理的技术,其特征在于废水治理后达到零排放和废水中的微纤回收。以通常方法难回收的0.2μm-0.2mm的微纤经造纸微纤回收装置后作为纸浆用。二级气浮后达标排放水再经灭菌、除藻后回用,以达到零排放目的。该专利的不足之处在于,该技术仅仅适用于废纸板、废纸纤维原料生产包装纸的造纸方法,而无法适用于含制浆、漂白的高级用纸的造纸方法。
在中国专利申请200310102209.0公开了一种造纸废水的处理方法,采用砂滤将废水中的悬浮物除去,然后用接触氧化技术将废水中的大部分有机物氧化取出,再由中空纤维膜将废水中的盐和未降解的有机物取出,最后得到的出水可达到冷却水回用的要求。本发明处理费用较低,操作简单,运行方便,可以减少污染,保护环境。另外,出水达到冷却水的标准,实现废水的再利用,可节约大量的自来水,解决了水资源紧缺的问题。该专利申请的不足之处在于,无法适用于含制浆、漂白的高级用纸的造纸方法,因此只能将废水作为冷却水回用。
综上所述,本领域缺乏一种造纸厂废水循环利用技术,这种技术可以实现制造高级用纸的造纸厂的废水封闭循环使用,并能大大减少造纸厂清水的使用量和废水的排放量,同时投资少、运行费用低,废水处理效果佳,具有广大的经济效益、社会效益和应用前景。
发明内容
本发明的目的在于获得一种造纸厂废水循环利用技术,这种技术可以实现制造证券纸、高级防伪纸以及其他高级纸张的造纸厂的废水封闭循环使用,并能大大减少造纸厂清水的使用量和废水的排放量,同时投资少、运行费用低,废水处理效果佳,具有广大的经济效益、社会效益和应用前景。
本发明还有一个目的在于获得一种用于造纸厂废水循环利用技术高效的一体化处理器装置。
在本发明的第一方面提供一种造纸厂废水处理回用方法,所述方法包括如下步骤:
(a)物理处理步骤:提供造纸厂全厂废水,去除所述造纸厂全厂废水的纤维和其它杂质,得到物理处理的造纸厂全厂废水;
(b)生化处理步骤:将所述步骤(a)得到的物理处理的造纸厂全厂废水进行生化处理、沉淀,得到符合所需排放标准的安全池水;
(c)深度处理步骤:提供抄纸车间超效浅层气浮处理的气浮出水,将所述气浮出水与所述步骤(b)的安全池水合并得到中水,所述中水进行中水深度处理,所述中水深度处理包括:所述中水进行加药混凝、沉淀和过滤,得到净化水;所述净化水进行纤维束或生物膜技术处理,得到出水。
在一优选例中,所述步骤(b)的标准为:含制浆造纸厂的国家排放标准,更优选地,所述排放标准为:COD不高于100mg/L,BOD不高于24mg/L,SS:不高于70mg/L,氨氮不高于15mg/L,总磷不高于0.5mg/L。
在一优选例中,所述步骤(a)的其它杂质为本领域中造纸厂全厂废水中常见的杂质。
在本发明的一个具体实施方式中,所述步骤(a)的造纸厂全厂废水为高级用纸的制造工艺所产生的造纸厂全厂废水,所述高级用纸的制造工艺包括制浆、漂白中的一种或多种工艺。
优选地,所述高级用纸选自证券纸、防伪纸(例如为高级防伪纸)、文化用纸、特种纸或其组合。
在本发明的一个具体实施方式中,所述步骤(a)的造纸厂全厂废水包括制浆废水;抄纸车间废水;生活污水;空压站污水;空调污水和洗车污水。
优选地,所述制浆废水为棉花、棉短绒氧碱法化机制浆废水。
优选地,所述造纸为证券纸、高级防伪纸、或其组合。
在本发明的一个具体实施方式中,
所述步骤(c)的出水达到0.70NTU~1.90NTU的浊度,CODcr≤60mg/L、SS≤20mg/L,色度≤30铂钴色度单位;和/或
所述步骤(c)的出水回用于制浆和造纸生产中,使得所述造纸厂全厂废水80-90%封闭循环使用。
在本发明的一个具体实施方式中,
所述步骤(a)的物理处理步骤中,提供造纸厂全厂废水后,所述造纸厂全厂废水进入集水井调节,通过粗格筛去除长纤维和大杂质;然后通过细格栅或其它过滤装置进一步去除细小纤维和小杂质;得到物理处理的造纸厂全厂废水。
在一优选例中,所述长纤维和大杂质的直径根据粗格筛的直径而定。所述粗格筛可以采用本领域传统的粗格筛。其直径可以为本领域传统的直径范围。
在一优选例中,所述细小纤维和小杂质的直径根据细格筛或其它过滤装置的直径而定。所述细格筛或其它过滤装置可以采用本领域传统的细格筛。其直径可以为本领域传统的直径范围。
在本发明的一个具体实施方式中,
所述步骤(b)的生化处理步骤中,将所述物理处理的造纸厂全厂废水加药进入曝气池生化处理;所述生化处理的造纸厂废水进入二沉池和安全池沉淀;得到达到排放标准的安全池水。
在本发明的一个具体实施方式中,
所述步骤(c)的深度处理步骤中,
所述中水在一体化处理器中进行加药混凝、沉淀和过滤,得到净化水;所述净化水进行纤维束或生物膜技术处理;优选地,所述一体化处理器中,加药混凝中采用助凝剂、混凝剂,其中助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺,混凝剂为聚合氯化铝;或者
所述净化水进行纤维束或生物膜技术处理后再进行消毒和杀菌;优选地,所述消毒和杀菌采用二氧化氯(ClO2)作为消毒杀菌剂,或者
所得到的出水回用于制浆或造纸生产中。
在本发明的一个具体实施方式和中,所述步骤(c)的抄纸车间超效浅层气浮处理的气浮出水由抄纸车间收集废水、循环回用、气浮处理后得到,包括如下步骤:
(i)收集抄纸车间废水,得到混合白水;
(ii)采用超效浅层气浮技术处理所述混合白水,得到气浮分离的浮浆和气浮出水;
(iii)所述气浮分离的浮浆回用于造纸生产,
(iv)所述气浮出水用于深度处理步骤。
优选地,所述步骤(i)中收集抄纸车间废水时,
收集纸机湿部长网、毛布喷淋及真空抽吸白水;流送部白水循环多余白水;压力筛、除渣尾渣废水回收;冷却润滑密封用水;
优选地,所述步骤(i)得到的混合白水用于化浆板、损纸系统外,多余白水和其它回收水集中混合进行步骤(ii)进行处理;
优选地,所述步骤(iii)中的浮浆回用于化浆板、损纸系统或其组合。
优选地,所述步骤(iv)中加助凝剂、混凝剂,更优选地,助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺,混凝剂为聚合氯化铝。
在本发明的一个具体实施方式中,
所述步骤(c)的深度处理步骤中:中水进行加药混凝、沉淀和过滤,得到净化水的过程采用一体化处理器设备,所述一体化处理器设备从上游到下游包括:反应区、斜管沉淀区、双层精密过滤区、以及污泥区。
本发明再一方面提供一种一体化处理器装置,其特征在于,所述一体化处理器设备从上游到下游包括:反应区、斜管沉淀区、双层精密过滤区、以及污泥区。
附图说明
图1是本发明抄纸车间废水循环回用技术工艺流程图。
图2是本发明造纸厂废水处理回用技术的工艺流程图。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究,通过改进制备工艺和工艺路线,减少排放量,获得了一种环保方面特别优异的造纸厂废水处理回用方法。在此基础上完成了本发明。在一优选例中,该造纸厂废水适合用于生产证券纸、高级防伪纸以及其他高级纸张的制造,实现废水封闭循环回用。
如本文所用,术语“高级用纸”通常指造纸工艺中含有制浆、漂白工艺中的一种或多种得到的用纸。所述高级用纸包括证券纸、高级防伪纸、文化用纸及特种纸。这些高级用纸可以采用棉花、棉短绒氧碱法化机制浆、市售的商品浆板制浆制造。
如本文所用,术语“废水封闭循环使用”是指废水全部或基本进行循环使用。例如至少80-90重量%的造纸厂全厂废水回用于造纸工业。
以下对本发明的各个方面进行详述:
造纸厂废水处理回用方法
一种造纸厂废水处理回用方法,所述方法包括如下步骤:
(a)物理处理步骤:提供造纸厂全厂废水,去除所述造纸厂全厂废水的纤维和其它杂质,得到物理处理的造纸厂全厂废水;
(b)生化处理步骤:将所述步骤(a)得到的物理处理的造纸厂全厂废水进行生化处理、沉淀,得到符合所需排放标准的安全池水;
(c)深度处理步骤:提供抄纸车间超效浅层气浮处理的气浮出水,将所述气浮出水与所述步骤(b)的安全池水合并得到中水,所述中水进行中水深度处理,所述中水深度处理包括:所述中水进行加药混凝、沉淀和过滤,得到净化水;所述净化水进行纤维束或生物膜技术处理,得到出水。
优选地,所述标准为:含制浆造纸厂的国家排放标准。更优选地,所述排放标准为如下高于国家排放标准的水平:COD不高于100mg/L,BOD不高于24mg/L,SS:不高于70mg/L,氨氮不高于15mg/L,总磷不高于0.5mg/L。
步骤(c)的深度处理步骤:提供抄纸车间超效浅层气浮处理的气浮出水,将所述气浮出水与安全池水合并得到中水,所述中水进行中水深度处理,所述中水深度处理包括:所述中水进行加药混凝、沉淀和过滤,得到净化水;所述净化水进行纤维束或生物膜技术处理,得到出水。
具体地,所述出水可以达到0.70NTU~1.90NTU的浊度,CODcr≤60mg/L、SS≤20mg/L,色度≤30铂钴色度单位
(a)物理处理步骤
在本发明的一个具体实施方式中,所述物理处理步骤中,提供造纸厂全厂废水后,所述造纸厂全厂废水进入集水井调节,通过粗格筛去除长纤维和大杂质;然后通过细格栅或其它过滤装置进一步去除细小纤维;得到物理处理的造纸厂全厂废水。
造纸厂全厂废水主要为未收集和循环利用的废水。
具体地,造纸厂全厂废水物理处理技术中:造纸厂全厂废水包括制浆废水(包括棉花、棉短绒氧碱法化机制浆或采用商品浆板制浆废水);抄纸车间废水;生活污水;空压站污水;空调污水和洗车污水等。通常全厂废水可以进入集水井调节,通过粗格筛去除长纤维和大杂质;然后通过细格栅或其它过滤装置进一步去除细小纤维。
(b)生化处理步骤
在本发明的一个具体实施方式中,所述生化处理步骤中,将所述物理处理的造纸厂全厂废水加药进入曝气池生化处理;所述生化处理的造纸厂进入二沉池和安全池沉淀;得到达到排放标准的安全池水。
具体地,生化处理技术步骤中,去除纤维及杂质的废水进入活性污泥曝气池之前可对污水进行营养盐调节。加药后的废水进入活性污泥曝气池生化处理;活性污泥曝气后导入二沉池、安全池两个澄清池中,在澄清池中污泥沉降至底部,澄清后的污泥返回到曝气池以保证曝气池中充分的污泥量,很少部分作为污泥处理(称作剩余污泥)。澄清后的水进入后期处理,安全池的水完全达到排放标准。
(c)深度处理步骤
在本发明的一个具体实施方式中,所述深度处理步骤中,
所述中水在一体化处理器中进行加药混凝、沉淀和过滤,得到净化水;所述净化水进行纤维束或生物膜技术处理;或者
所述净化水进行纤维束或生物膜技术处理后再进行消毒和杀菌;或者
所得到的出水回用于制浆或造纸生产中。
优选地,所述一体化处理器中,加药混凝中采用助凝剂、混凝剂,其中助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺,混凝剂为聚合氯化铝。
优选地,所述消毒和杀菌采用二氧化氯(ClO2)作为消毒杀菌剂。
在本发明的一个具体实施方式中,所有所述深度处理步骤中的出水回用于制浆和造纸生产中,使得所述造纸厂全厂废水封闭循环使用。
在本发明的一个具体实施方式中,所述造纸厂全厂废水包括制浆废水;抄纸车间废水;生活污水;空压站污水;空调污水和洗车污水。
优选地,所述制浆废水为棉花、棉短绒氧碱法化机制浆废水。此外,所述制浆废水还可以是市售的商品浆板制浆废水。
优选地,所述造纸为证券纸、高级防伪纸、或其组合。
在本发明的一个具体例子中,全厂废水包括棉花、棉短绒氧碱法化机制浆或采用商品浆板制浆废水;抄纸车间废水;空压站污水;空调污水;洗车污水和生活污水。
具体地,中水深度处理技术中:取安全池水和抄纸车间超效浅层气浮处理后的多余出水进行中水深度处理,降低浊度、色度、硬度、悬浮性固体,以便实现废水的三级回用。安全池水和气浮多余出水进入集混合、反应、沉淀、过滤于一体的高效一体化处理器,依次加入混凝剂聚合氯化铝、助凝剂阳离子聚丙烯酰胺,在反应区废水和药剂通过设置的搅拌器进行充分的絮凝反应,反应区分为三层,装有机械搅拌器,出反应区絮凝的水进入沉淀区,沉淀区是通过设置在反应器内的高效斜管沉淀器来去除废水中经过絮凝的悬浮物,悬浮物沉淀到斜管内壁上,然后沿着内壁表面向下沉降到沉淀区底部的集泥区,集泥区污泥定期由排泥管排到车间地沟,最终回到全厂废水处理站进行处理。污泥区位于沉淀区的底部,呈三角槽形,用于沉淀污泥的收集和暂存。三角槽底部设有排泥管,定期进行排泥;沉淀后澄清废水通过沉淀区上部设置的出水三角堰流到过滤区。废水在沉淀区不仅可以有效去除悬浮物,还能去除色度、油或部分溶解性有机物。过滤区是通过设置在反应器内的双层过滤填料来去除废水中残留的悬浮物。从沉淀区流入的废水通过设置在过滤区上部的布水三角堰进行布水,废水由过滤区上部进水,通过双层过滤滤料后,由过滤区下部出水管出水。过滤区利用微混凝过滤原理对废水中剩余的胶体物质通过捕捉、吸附、过滤处理,可以进一步降低废水中有机污染物(如COD、BOD等)的含量,对废水的浊度和色度的降低特别有效,也使悬浮物降低到极低的水平,提高水的澄清度。
出水再依次进行纤维束或生物膜等技术处理、消毒和杀菌,消毒杀菌剂采用二氧化氯(ClO2),处理后出水进入回用水池。经过高效一体化净化设备和消毒杀菌后,出水的水浊度比较稳定,始终在0.70NTU~1.90NTU,CODcr≤60mg/L、SS≤20mg/L,色度(铂钴色度单位)≤30,水质完全达到制浆造纸工艺用水要求。处理后的水完全100%的回用于制浆和造纸生产中的各个生产点。
在本发明的一个具体实施方式中,所述抄纸车间废水采用循环回用技术得到,该回用技术包括如下步骤:
(i)收集抄纸车间废水,得到混合白水;
(ii)采用超效浅层气浮技术处理所述混合白水,得到气浮分离的浮浆和气浮出水;
(iii)所述气浮分离的浮浆回用于造纸生产,
(iv)所述气浮出水用于深度处理步骤。
优选地,所述在此过程中加助凝剂、混凝剂,更优选地,助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺,混凝剂为聚合氯化铝。
优选地,所述浮浆进一步回用于造纸生产时,回用于化浆板、损纸系统或其组合。
优选地,收集抄纸车间废水时,收集纸机湿部长网、毛布喷淋及真空抽吸白水;流送部白水循环多余白水;压力筛、除渣尾渣废水回收;冷却润滑密封用水。
在一优选例中,步骤(i)中收集的混合白水用于化浆板、损纸系统外,多余白水和其它回收水集中混合进入超效浅层气浮进行步骤(ii)的处理。
在一优选例中,步骤(i)中抄纸车间废水直接进入全厂废水处理系统(例如通过地沟进入),例如再用作刷洗废水、排渣废水等。
更具体地,抄纸车间循环回用技术中,抄纸车间废水主要由精浆、纸机、辅料、损纸处理工序产生,抄纸车间废水循环回用技术其具体工艺步骤如下:
(1)、纸机湿部长网喷淋及网部真空辊、真空箱及真空风机抽吸气水分离器分离白水;压力筛、除渣尾渣废水;流送部白水循环多余白水、损纸系统洗涤浓缩白水统一收集至尾渣收集槽,尾渣收集槽中的白水由泵送至浆板碎浆系统和损纸系统回用,尾渣收集槽多余白水进入超效浅层气浮处理。
(2)、泵、搅拌、精浆机及其它设备冷却润滑密封用水;毛布喷淋及毛布真空辊、真空箱抽吸气水分离器分离白水统一回收至收集地坑,地坑收集废水与尾渣收集槽多余白水由各自泵送混合进入超效浅层气浮处理。
(3)、地坑收集废水和尾渣收集槽多余白水混合后采用超效浅层气浮技术进行处理,在此过程中通过管道混合器依次加混凝剂聚合氯化铝、助凝剂阳离子聚丙烯酰胺,气浮分离的浮浆进一步回用,气浮出水根据生产需要可用于化浆板、损纸系统,气浮多余出水进一步处理,降低浊度、色度、硬度、悬浮性固体,以便实现废水的三级回用。
(4)、多余气浮出水和安全池水进行中水深度处理,依次进入高效一体化处理器,加药混凝沉淀和过滤;纤维束或生物膜等技术处理;处理后再进行消毒和杀菌。
造纸厂废水处理回用设备
本发明的造纸厂废水回用工艺可以在采用传统的造纸厂废水处理回用设备。例如,所述设备包括:物理处理单元:提供造纸厂全厂废水,去除所述造纸厂全厂废水的纤维和其它杂质,得到物理处理的造纸厂全厂废水;生化处理单元:将所述物理处理的造纸厂全厂废水进行生化处理、沉淀,得到排放标准的安全池水;深度处理单元:提供抄纸车间超效浅层气浮处理的气浮出水,将所述气浮出水与安全池水合并得到中水,所述中水进行中水深度处理,所述中水深度处理包括:所述中水进行加药混凝、沉淀和过滤,得到净化水;所述净化水进行纤维束或生物膜技术处理,得到浊度≤3NTU、色度(铂钴色度单位)≤30、硬度(以CaCO3计)≤450mg/L、CODcr≤60mg/L、悬浮性固体不高于≤20mg/L的出水。(所有指标均按照GB标准测试方法进行测定)
具体地,所述设备可以包括:集加药稀释装置(可选)、反应区、斜管沉淀区、双层过滤区污泥区及其附件于一体的高效一体化净化器处理系统;纤维束或生物膜为过滤介质的过滤装置;含盐酸储存间、氯酸钠存储间、二氧化氯化料器兼储罐、二氧化氯生成器等设备组成的消毒装置。
在本发明的一个具体实施方式中,所述高效一体化处理器,是污水处理的核心处理单元,设备从结构上可分为四个区:反应区、斜管沉淀区、双层精密过滤区、污泥区及其附件。上述四个区采用是从上游至下游互相连通的排列。
本发明的主要优点如下:
(1)通常废水封闭循环回用工艺(也即零排放)仅适用于以废纸板、废纸纤维原料生产包装纸(普通用纸)的制造,而本发明提供了一种适用于普通用纸和高级用纸的废水封闭循环回用工艺。
(2)本发明的造纸厂废水处理回用技术依次包括造纸厂总废水进入集水井调节,通过粗格筛去除长纤维和大杂质;然后通过细格栅或其它过滤装置进一步去除细小纤维;加药进入曝气池生化处理;进入二沉池和安全池沉淀;安全池出水完全达到排放标准,但须进一步处理以降低浊度、色度、硬度、悬浮性固体,实现废水的三级回用。取安全池的水和抄纸车间超效浅层气浮处理的出水进行中水深度处理,依次进入高效一体化处理器,加药混凝沉淀和过滤填料过滤;纤维束或生物膜等技术处理;处理后再进行消毒和杀菌。处理后出水的浊度比较稳定,始终在0.70NTU~1.90NTU,CODcr≤60mg/L、SS(悬浮物)≤20mg/L,色度(铂钴色度单位)≤30,水质完全达到制浆造纸工艺用水要求;处理后出水进入回用水池,处理后的水完全100%的回用于制浆和造纸生产中。本发明可以实现制浆造纸厂废水封闭循环使用的目的,大大减少了造纸厂清水的使用量和废水的排放量,同时投资少、运行费用低,废水处理效果佳,具有极好的应用前景。
本发明所提供的化合物可以通过市售原料和传统化学转化方式合成。例如助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺,混凝剂为聚合氯化铝,均可以由江苏宜兴盛希净水设备厂提供。
本发明的其他方面由于本文的公开内容,对本领域的技术人员而言是显而易见的。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件(国家标准GB),或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明,否则所有的份数为重量份,所有的百分比为重量百分比。
除非另有定义或说明,本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
实施例1
以下结合附图对本发明的内容作进一步详细的说明:
对于采用商品浆板如棉浆板、草浆板、麻浆板、针叶木浆板、阔叶木浆板,或采用制浆车间的供浆进行生产证券纸、高级防伪纸以及其他高级纸张的抄纸车间,车间废水主要由精浆工序、纸机工序、辅料工序、损纸处理工序产生,参照图1——抄纸车间废水循环回用技术工艺流程图所示,纸机湿部长网喷淋及网部真空辊、真空箱及真空风机抽吸气水分离器分离白水;压力筛、除渣尾渣废水;流送部白水循环多余白水、损纸系统洗涤浓缩白水统一收集至尾渣收集槽,尾渣收集槽中的白水由泵送至浆板碎浆系统和损纸系统回用;泵、搅拌、精浆机及其它设备冷却润滑密封用水;毛布喷淋及毛布真空辊、真空箱抽吸气水分离器分离白水统一回收至收集地坑,地坑废水与尾渣收集槽多余白水由各自泵送混合进入超效浅层气浮技术进行处理。
超效浅层气浮处理:
1、某一抄纸车间超效浅层气浮处理水量与水质:
(1)处理水量:1000m3/d
(2)进水水质:SS 200-300mg/l;COD 400-600mg/l;pH值6-8。
2、主要设备配置
PAC、CPAM管道混合器,超效浅层气浮处理器(CQJ-4型,无锡沪东麦斯特环境有限公司,主机功率=驱动功率1.1KW+撇泥勺功率0.75KW=1.30KW)、高压贮气罐:(0.6m3、压缩空气压力0.8Mpa车间压缩空气站供气)、气浮处理清水泵、气浮处理浮浆泵、溶气回流循环泵(Q=21.7m3/h H=60m N=7.5KW)、PAC配药装置(N=2.5KW,转速1500r/min)、CPAM配药装置(N=2.5KW,转速1500r/min)、PAC加药螺杆泵(Q=1m3/h、P≤0.6Mpa、N=1.5KW,变频控制)、CPAM加药螺杆泵(Q=1m3/h、P≤0.6Mpa、N=1.5KW,变频控制)、PAC储存池(3m3)、CPAM储存池(3M3)、气浮处理清水池(12m3)、气浮处理浮浆池(12m3)。
3、处理过程
(1)制药浓度:
PAM(阳离子聚丙烯酰胺)溶液浓度:0.2‰
PAC(聚合氯化铝)溶液浓度:5%
(2)加药:
2.1PAC:在白水进气浮设备之前加入,加药量为白水流量的100---400PPM(药液绝干量/白水体积流量,密度都按1计算)。
2.2CPAM:在白水进气浮设备时加入,加药量为白水流量的1---20PPM(药液绝干量/白水体积流量,密度都按1计算)。
2.3特别说明:加药量受药品本身质量、白水pH值、白水组成等多种因素影响。
(3)溶气系统工艺参数:溶气管进口压力0.45-0.55Mpa;出口压力0.40-0.5Mpa;压缩空气压力0.6-0.7Mpa;进气量0.5-1.2m3/h。
(4)混凝和气浮处理过程如图1——抄纸车间废水封闭循环回用技术工艺流程图所示,地坑收集废水与尾渣收集槽多余白水由各自泵送,依次经过PAC管道混合器,CPAM管道混合器,白水与PAC混凝剂、CPAM助凝剂反应形成的絮聚体输送至CQJ型超效浅层气浮净水器固液分离,溶气水采用自身处理后的清水回流,回流水依靠泵加压与压缩空气一起进入强溶溶气管。通过强溶气管使空气在3~6秒内迅速均匀溶解于水中,并通过均衡消能装置,使微小气泡稳定释放,并与水中杂质颗粒及絮粒相粘附而一起浮至水面,浮渣由不停回转的螺旋状刮渣器舀起,靠刮渣器的斜度利用重力自流至污泥池,再由泵送配浆系统;清水由气浮中自流至清水池回用至浆板碎浆系统和损纸系统,多余清水进一步深度处理,降低浊度、色度、硬度、悬浮性固体,以便实现废水的三级回用。浅层气浮处理情况见表1:
表1浅层气浮处理结果表

  进口  出口  去除率  SS(mg/l)  200-300  25-50  75%-92%  COD(mg/l)  400-600  250-350  30%-55%  浊度(NTU)  450-550  90-120  75%-85%

  pH  6-8  6-8

造纸厂废水物理处理、生化处理技术:
对于采用棉花、棉短绒氧碱法化机制浆或采用商品浆板制浆,生产证券纸、高级防伪纸以及其他高级纸张的造纸厂,废水处理参照图2——造纸厂废水处理回用技术工艺流程图所示,第一步(物理处理):制浆造纸厂全厂废水进入集水井调节,通过粗格筛去除长纤维和大杂质;然后通过细格栅或其它过滤装置进一步去除细小纤维;第二步(生化处理):加药进入曝气池生化处理;进入二沉池和安全池沉淀;安全池的水完全达到排放标准。
1、制浆造纸废水组成及水量情况
制浆造纸废水组成及水量情况见表2:
表2制浆造纸废水组成及水量情况

抄纸车间废水部分进行一级、二级和三级循环回用,因此进入污水处理场的废水总量在6000-7000吨/天。
2、污水处理工艺特点:
污水处理系统由预处理工艺、活性污泥工艺、后期处理和污泥脱水工艺组成,工艺流程如下:
2.1预处理工艺
造纸厂区生产的工业污水和生活污水汇集于集水井,经固液分离机分离后,由污水提升泵提升至旋转细格栅,经纤维分离后的污水进入曝气池,在进入曝气池之前对污水中的营养盐进行调节。经旋转细格栅分离出来的纤维通过螺旋挤压机后,纤维干度可达40%,回收纤维外卖。
2.2活性污泥工艺
曝气池和澄清池是生化处理工艺的关键组成部分。当活性污泥在澄清池澄清后,池表面处理过的水从污水处理场排出至安全池澄清池,澄清后的污泥返回到曝气池以保证曝气池中充分的污泥量,很少部分作为污泥处理。
曝气系统采用非常有效的微孔曝气器,通过池底提供空气。同时曝气链是可以移动的,所以池内的混合运动效率很高,自然也就节约了能耗。
曝气池中有溶解氧和氧化还原测量装置来控制鼓风机的运行,为保证所要求的含氧量,四台鼓风机中有一台保持连续运行,以保证曝气池的混合,其余几台设置成自动控制。
活性污泥曝气后导入两个澄清池中,在这里污泥沉降至底部,澄清后的水进入后期处理。
该工艺全部由一台PLC S5-100进行自动控制,可实现无人操作,自动化程度高。
2.3后期处理工艺
活性污泥阶段出来,经澄清的水进入后期池,在那里进行少量曝气,氧气含量提高到接近饱和值。处理后的水完全达到排放标准,处理后的水用泵送后续高效一体化净化设备进行深度处理。
2.4污泥脱水工艺
剩余污泥从回流污泥槽泵送至机械浓缩机和带压机,进行机械脱水。在脱水过程中要加入高分子聚合物,被脱水后的污泥用车运到厂外。
3.工艺设备参数
3.1工艺参数
3.1.1入水污染负荷
平均水流量:292m3/h    6560m3/d
BOD5:      250mg/l    1640kg/d
CODcr:     670mg/l    4416kg/d
SS:        220mg/l    1456kg/d
3.2工艺设备参数
3.2.1预处理工艺
污水提升泵    三台    能力3×300m3/h
旋转细格栅    二台    2×300t/h
营养投加装置    二台    能力2×2m3
3.2.2活性污泥工艺
曝气容积       8000m3
生物负荷       1660kgBOD5/d
污泥负荷       0.063BOD5/kgMLSS.d
污泥含量       3g/L
容积负荷       0.19kgBOD5/m3.d
停留时间       1.3天
曝气能力       110m3/min
活性污泥池容积 8000m3
鼓风机         4台
总能力         110m3/min
曝气器型号     FRIOX
3.2.4澄清池
设计流量       350m3/h
面积           400m2
3.2.5后期池
容积           2000m3
转送泵         2台能力2×300m3/h
4.污水处理的结果与分析
4.1出水结果:
表3出水结果
  平均值(mg/l)  CODcr  60-100  BOD5  10-20  SS  40-60

从以上表3可以看出,污水处理场的处理结果远远低于国家环保局排放的要求值。
中水深度处理:
第三步(深度处理):取安全池水和抄纸车间超效浅层气浮处理后的多余出水进行中水深度处理,依次进入高效一体化处理器,加药混凝沉淀和过滤填料过滤;处理后再进行纤维束或生物膜等技术处理、消毒和杀菌,降低浊度、色度、硬度、悬浮性固体,以便实现废水的三级回用,处理后的水完全100%的回用于制浆和造纸生产中。
1、高效一体化处理器处理
(1)各种药品、不同加药点、加药量对处理出水水质影响的技术分析
a、药品选择;
安全池废水水质有如下特点:浊度小、透明度好、呈淡黄色,杂质比较少。针对污水的以上特点,确定使用高纯聚合氯化铝、阳离子聚丙烯酰胺(1200万分子量,离子度:50%)2种药剂来处理。
b、加药量
通过试验,高纯聚合氯化铝配制成5%(质量分数)的水溶液,阳离子聚丙烯酰胺配制成2‰(质量分数)的水溶液,高纯聚合氯化铝的用量为50PPM;阳离子聚丙烯酰胺的用量为2PPM。
c、加药点
PAC的投加点在管道混合器,安装距离离处理器二十米多,使其在进入反应混合区前有20-30秒的反应时间;CPAM的投加点直接进入到一体化处理器的反应混合区,停留时间为一体化处理器的反应混合时间,反应时间约为6分钟。
(2)生产处理情况
一体化净水器设备由同济大学申耀环保工程公司设计加工,一体化净水器是污水处理的核心处理单元。设备从结构上可分为四个区:反应区、斜管沉淀区、双层过滤区污泥区及其附件。
①反应区
由污水泵送来的废水在管道混合器内与加入的两种药剂混合后,进入一体化净水器的反应区内。在此区域内,废水和药剂通过设置的搅拌器进行充分的絮凝反应,反应区分为三层,装有机械搅拌器。
②沉淀区
沉淀区是通过设置在反应器内的高效斜管沉淀器来去除废水中经过絮凝的悬浮物,悬浮物沉淀到斜管内壁上,然后沿着内壁表面向下沉降到沉淀区底部的集泥区,集泥区污泥定期由排泥管排到车间地沟,最终回到全厂废水处理站进行处理。沉淀后澄清废水通过沉淀区上部设置的出水三角堰流到过滤区。废水在沉淀区不仅可有效去除悬浮物,还能去除色度、油或部分溶解性有机物。
③过滤区
过滤区是通过设置在反应器内的双层过滤填料来去除废水中残留的悬浮物。从沉淀区流入的废水通过设置在过滤区上部的布水三角堰进行布水,废水由过滤区上部进水,通过双层过滤滤料后,由过滤区下部出水管出水。过滤区利用微混凝过滤原理对废水中剩余的胶体物质通过捕捉、吸附、过滤处理,可以进一步降低废水中有机污染物(如COD、BOD等)的含量,对废水的浊度和色度的降低特别有效,也使悬浮物降低到极低的水平,提高水的澄清度。
④污泥区
污泥区位于沉淀区的底部,呈三角槽形,三角槽底部设有排泥管,排泥管设有手动排泥阀,可定期进行排泥。
由污水泵送来的废水在管道混合器内与加入的两种药剂混合后,进入一体化净水器的反应区内。经过连续一个月的生产运行,两台一体化净水装置运行良好,处理效果完全达到设计的要求,出水可以满足回用的水质要求。处理后水的浊度试验结果见表4所示。
表4运行记录


注:1)检测时间为三天,每天10个小时,每个2小时纪录。
2)在调试运行期间只对浊度进行了纪录。
3)最佳加药量为:聚合氯化铝(PAC)50g/m3
阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)2.0g/m3
4)处理系统试验处理水量为100吨/h。
从表4运行记录可以明显看出,在连续运行三天的情况下,处理器a的浊度比较稳定,始终在0.70NTU~0.90NTU之间波动;而处理器b的浊度比较a来说稍微高出一些,但也比较稳定,始终在1.65NTU~1.90NTU之间波动,远远小于3NTU,出水完全满足回用的水质要求。
生产试验过程中,还对处理后出水的COD、SS和色度进行了测定,平均的实验结果为如表5所示:
表5生产试验出水水质

2、生物膜技术处理
高效一体化净化器出水再进行生物膜技术处理,进一步降低水色度、悬浮性固体、COD,处理出水结果见表6。
表6生产试验出水水质


3、消毒和杀菌
高效一体化净化设备出水再进行消毒和杀菌,减少微生物的滋生而引起的纸页空洞、透明点纸病和断纸,同时减少管道和槽罐等滋生菌体,从而保证纸机正常操作和纸页质量。
消毒装置是将高效一体化净化设备出水进行消毒处理的单元,消毒剂采用二氧化氯(ClO2)。这一单元包括:盐酸储存间、氯酸钠存储间、二氧化氯设备间。盐酸储存间内有盐酸储存罐;二氧化氯设备间内有化料器兼储罐、二氧化氯生成器。
操作步骤:
1)按质量比2∶1分别加入清水和固体氯酸钠(如:200kg清水:100Kg固体氯酸钠),打开化料泵,关闭底阀门,使化料器两边相通,15min后,关闭化料泵,静止20min;
2)用卸酸泵将盐酸加入盐酸储存罐;
3)以上两个步骤完成后,同时打开二氧化氯生成器两边的计量泵,将计量泵量程初定为60(按100对应3.47L/h进行换算),之后打开清水管,以产生负压,使生成的二氧化氯能顺利加入水中进行消毒;
4)对处理后水中的余氯的量进行测量,以确定加药计量泵的适合量程;
处理后的水质完全达到制浆造纸工艺用水要求,处理后出水进入回用水池,处理后的水100%回用于制浆和造纸生产各用水点。
3、出水水质全分析及使用情况
2006年10月,生产性试验连续稳定运行一个月后,对出水水样进行了水质全分析,分析报告见表7:
表7出水水质全分析
  序号 分析指标  单位  水质  1 PH  6.5-8.5  2 浊度(NTU)  度  ≤3  3 色度(铂钴色度单 位)  度  ≤30  4 溶解性固体  Mg/L  ≤1000

  5  悬浮性固体  Mg/L  ≤20  6  CODcr  Mg/L  ≤60  7  BOD5  Mg/L  ≤10  8  总硬度(以CaCO3  计)  Mg/L  ≤450  9  总氮  Mg/L  ≤10  10  铁  Mg/L  ≤0.3  11  粪大肠菌群  (个/L)  ≤2000  12  余氯浓度应  mg/L  大于0.3,小于  0.5

从表7的水质全分析报告说明,经过深度处理的出水水质达到了制浆造纸各生产用水点的生产用水标准。在生产的一个月中,没有出现因水质问题而引起的纸张品质和纸机运行方面问题的出现。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

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本发明提供一种造纸厂废水处理回用方法,所述方法包括如下步骤:(a)物理处理步骤:提供造纸厂全厂废水,去除所述造纸厂全厂废水的纤维和其它杂质,得到物理处理的造纸厂全厂废水;(b)生化处理步骤:将所述步骤(a)得到的物理处理的造纸厂全厂废水进行生化处理、沉淀,得到符合所需排放标准的安全池水;(c)深度处理步骤:提供抄纸车间超效浅层气浮处理的气浮出水,将所述气浮出水与所述步骤(b)的安全池水合并得到中水。

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