CN102745833A

CN102745833A - 机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺设计

Info

Publication number: CN102745833A
Application number: CN2011101015284A
Authority: CN
Inventors: 田婕; 唐怡聪; 张敏; 李朔
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明涉及机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺的设计，废水先经过斜塞滤网除去大纤维等杂质，再进入沉淀池除去泥沙，接着经泵打入絮凝塔中，在进入絮凝塔前加入絮凝剂和沸石。带有絮凝物的废水进入絮凝塔，絮凝物在塔内水压和自身重力的共同作用下，形成致密稳定的絮凝层，对后续进水进一步吸附、过滤，提高处理效果。当絮凝塔中絮凝层累积过多时打开塔下部的排泥口，将污泥排出，保证工艺的连续运行。本发明通过絮凝塔的设计，巧妙地去除废水中的可溶性COD，而不需要额外使用吸附、过滤装备，工艺步骤简单，运行成本较低；本工艺处理的机械草浆和废纸浆制浆废水出水COD及SS均能达标，满足造纸业连续回用要求。

Description

机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺设计

技术领域：

本发明涉及造纸业机械草浆和废纸浆制浆废水处理，是一种以絮凝塔为中心的处理工艺，在絮凝塔外添加絮凝剂和沸石去除不溶性COD(纤维素类溶胶)和SS(悬浮固体总量)后，再将废水经泵打入塔中通过絮凝层的吸附、过滤作用去除可溶性COD。经本工艺处理后，出水COD及SS均满足回用要求，可连续回用。

背景技术：

近年来，我国造纸业发展迅速，2009年纸及纸板总产量达到8640万吨，消费量达到8569万吨，生产和消费总量都已经位于世界首位，堪称世界造纸大国，但目前行业总体水平不高，并未进入造纸强国的行列。而2004年，我国造纸业的废水排放量占全国工业废水排放总量的14.4％，仅次于化工制造业，造纸业的耗水量在2008年达到108.96亿吨，占工业总耗水量的8.89％，吨浆纸产品平均耗水量为61.28立方米，与国际先进水平相比具有很大差距。在我国，只有个别的大型浆纸企业具备成熟的废水处理技术，实现了环境友好、节能减排，其余大部分企业仍然是环境污染大户和耗能大户。目前，面对木材资源短缺，进口木浆和废纸的价格日益增涨的现实情况，在国内外造纸业，机械草浆和废纸浆正逐步替代传统的化学浆。与化学浆相比，机械草浆和废纸浆的废水污染负荷较轻，可见，开发机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺，将废水处理后全部回用，在节能减排、环境保护方面具有重要意义。

这两种废水主要含大量COD和SS，COD由低分子量的可溶性组分和高分子量的不溶性组分组成，通常不溶性COD占大部分。废水回用过程中要解决的关键问题是去除SS和COD。针对机械草浆和废纸浆废水的处理，较早的方法是混凝沉淀法。混凝沉淀法是在絮凝剂的作用下，将废水中的悬浮物、胶体和其它可絮凝的物质凝聚成团，再经沉降设备将絮凝后的废水进行固液分离，目前，将新型无机和有机高分子絮凝剂合理搭配使用，可大量去除废水中的SS和不溶性COD，但不能去除可溶性COD。近年来，研究者们将混凝法和其它废水处理技术结合起来，开发了新的废水处理工艺。其中，具有代表性的工艺有：(1)气浮絮凝法，是通过在废水中引入大量微小气泡，同时加入絮凝剂，使水中杂质、絮凝颗粒等细小悬浮物与气泡互相粘附，形成整体密度小于水密度的浮体，依靠浮力上浮至水面并被除去，气浮法对SS的去除效率高，但对可溶性COD的去除效果不明显。(2)混凝沉淀-生化法，是先混凝沉淀，去除大量SS和不溶性COD，再利用生物酶或微生物的代谢作用，使废水中的可溶性COD物质降解。(3)化学处理-混凝沉淀法，是利用ClO2、O3、H2O2、HClO4及次氯酸盐等化学氧化剂，或在特殊的光照射条件下，大量降解可溶性COD，再经混凝沉淀去除SS和不溶性COD。后两种方法都需额外添加生物制剂或化学氧化剂除去可溶性COD，处理成本较高，操作苛刻，不利于大规模推广。因此，有必要开发一种高效、经济的机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺，以满足造纸行业可持续发展要求。

本工艺通过絮凝塔的设计，巧妙利用絮凝物形成的絮凝层对可溶性COD及残余颗粒物进行去除，只需在前期加入少量絮凝剂，而不需额外使用吸附、过滤设备，从而将絮凝、吸附和过滤过程结合起来，实现了废水的高效回用，是一种经济、高效的新型处理工艺。

发明内容：

本发明的目的是提供一种低成本、高效率、操作方便、节能环保的机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺。本发明以造纸厂制浆后产生的污水为处理对象，废水经过初步过滤、沉淀去除大纤维和泥沙后，加入无机、有机两种絮凝剂和沸石进行处理，去除不溶性COD和SS；再将絮凝后的废水经泵打入絮凝塔中，在废水重力和塔内水压的共同作用下形成絮凝层，后续进入塔内的废水在絮凝层的吸附、过滤作用下去除可溶性COD和残留细小颗粒物；水排出塔外后经集水池缓冲即可进入制浆车间进行回用。絮凝塔中絮凝层过厚时通过塔下端排泥口排出塔外，保证工艺连续运行。工艺产生的污泥可进行回收利用，废纸浆污泥回用于造纸，草浆污泥用于生产微生物有机肥。本工艺实现了机械草浆和废纸浆制浆废水的高效回用，为造纸行业提供了效率高、成本低、绿色环保的废水处理技术。

所述的絮凝剂种类为PAC(聚合氯化铝)和CPAM(阳离子型聚丙烯酰胺)。PAC添加量为120-170克/吨废水，CPAM添加量14-16克/吨废水，沸石分三次加入，一共加入500kg。

该工艺的具体运作流程：

(1)废水从制浆车间出来后，进入储水池；

(2)废水经过斜塞滤网除去大纤维等杂质；

(3)废水进入沉淀池，通过自行沉淀除去泥沙；

(4)废水接着经泵打入推流池，在这个过程中通过自动加药***加入PAC进行絮凝；

(5)废水流经缓冲弯管，在这个过程中通过自动加药***加入CPAM，并间断加入沸石，进一步絮凝，去除不溶性COD和SS；

(6)完成絮凝后的废水经泵打入絮凝塔中，在自身重力和塔内水压的共同作用下形成絮凝层，后续进入塔内的废水在絮凝层的吸附、过滤作用下去除可溶性COD和残留细小颗粒物。絮凝层过厚是通过絮凝塔下端的排泥口排出塔外；

(7)处理后出水进入集水池，然后经泵输送到制浆车间进行回用。

(8)排泥口排出的污泥可进行回收利用，废纸浆污泥回用于造纸，草浆污泥用于生产微生物有机肥。

机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺流程图见说明书附图图1。

工艺运行所涉及设备的信息如下：

(1)储水池和集水池：按照日处理废水量4000吨计算，处理前的储水池大小有效容积为800m³，具体尺寸为：22m×10m×4m。处理后的集水池大小有效容积为1000m³，具体尺寸为22m×15m×4m。两个池的大小和尺寸可根据工厂水处理场地做合理的调整。

(2)斜网目数：60-70目。

(3)沉淀池：设计为平流沉淀池，包括一级沉淀池和二级沉淀池。一级沉淀池除去废水中大量泥沙，然后废水通过自流作用进入二级沉淀池，进一步沉淀后再打入塔中。

(4)推流池和缓冲弯管：在实际安装时，根据水流湍动程度决定是否需要管路混合器。本工艺中水需要由塔顶进入，而且泵后有多处弯管，能够满足CPAM与废水的充分混合，达到良好处理效果；如果水在行进过程中比较稳定、湍动较少，则需要按尺寸在管路中加入管路混合器，解决药剂的充分混匀。

(5)絮凝塔：塔容积220m³，塔高19米，直径4.5米，共3个。每个塔处理量为80m³/h，水在塔中停留时间为3小时，以保证絮凝层的稳定。絮凝塔的详细设计图见说明书附图图3。

(6)PAC和CPAM的加药量与加药罐：PAC配药罐尺寸可为：直径＝1.2m，高＝2m，有效体积＝2-2.3m³，满足3小时PAC用药量；CPAM配药罐尺寸为：直径＝1.5m，高2m，有效体积3m³。为了保证生产的连续进行，采用两个配药罐同时运行，当一个配药罐给药时，另一个配药罐进行加药、配药。

(7)自动加药***：自动加药***主要包括可编程逻辑控制器(PLC)、电磁流量计、气动控制阀门。进塔水量通过流量计测量后把信号传入PLC中，通过设定好的程序，把信号输出到PAC、CPAM加药泵，控制PAC、CPAM加药量大小，这个过程完全是通过PLC***自动改变，控制，不需要人工操作。电磁流量计测定数据包括：PAC加药处水流量(流量计计量范围0-300m³)、每个塔进水流量(流量计计量范围0-100m³)。气动控制阀门控制处：PAC加药装置、CPAM加药装置。

机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺的设备流程简图见说明书附图图2。

具体实施方式：

该工艺经过实际运作，其造纸废水为机械草浆和废纸浆制浆废水，日处理废水量为4000吨。本工艺连续运行1个月后，出水COD和SS去除率分别达到54％和80％，满足回用的要求。同时在连续处理一个月的过程中，水中的离子浓度监测表明，水中离子浓度平衡在一定范围而不影响连续造纸。

Claims

1.一种机械草浆和废纸浆制浆废水的处理工艺，其特征在于：用絮凝剂处理废水，处理后废水带着絮凝物一起进入絮凝塔，絮凝物在塔内水压和自身重力的共同作用下，形成致密稳定的絮凝层，对后续进水进一步吸附、过滤，提高处理效果，处理过程中产生的污泥全部回收利用。

所述絮凝塔可日处理废水3500-4500吨，需要体积为220m³的塔3-5个，塔高18-20米，直径4.0-5.0米，每个塔处理量为70-90m³/h，水在塔中停留时间为2.5-3.5小时。

2.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：絮凝塔日处理废水量4000吨，体积为220m³的塔3个，塔高19米，直径4.5米，每个塔处理量为80m³/h，水在塔中停留时间为3小时。