一種造紙廢水的治理方法
2023-07-09 01:29:41 2
專利名稱：一種造紙廢水的治理方法
技術領域：
本發明涉及廢水處理，尤其涉及造紙工業生產中廢水的治理方法。
現有技術對造紙黑液和中段水治理，技術上比較成功的是大型木漿造紙企業(年產量在20萬噸以上)，但由於其工藝複雜，裝置價值昂貴，操作要求嚴格，投資大，運行費用高，因而，不適於中、小型草漿造紙企業使用。
目前，中、小型造紙企業對造紙黑液和中段水只限於單項治理，如1、對造紙黑液的治理(1)燃燒法鹼回收該處理方法在國際上用於年生產能力為20萬噸的木漿廠，工藝成熟可靠，有較好的經濟效益。國內也有用於年生產能力為3萬噸的草漿廠，其治理黑液亦取得一定成效，但對於眾多的年生產能力為萬噸左右或更小生產能力的草漿廠，採用鹼回收技術治理黑液出現許多問題，由於草漿黑液矽含量較高、粘度大，影響到黑液蒸發、濃縮和燃燒的正常運行，加上草漿洗漿比木漿困難，用水量大，故獲得的黑液很稀(達1°Be)，進行蒸發的能耗特別大。另外，草漿蒸煮時用鹼量比木漿低，黑液固形物中的總鹼自然比不上木漿，用同樣規模的設施來處理草漿黑液獲得的鹼比木漿黑液大為減少，而且草漿黑液固形物的熱值比木漿低，燃燒不良時還需外加燃料(如重油等)焙燒，經濟效益差，就不同規模鹼回收車間建設投資而言，日產30噸漿需配套鹼回收工程投資4000萬元，日產50噸漿需6000萬元，日產75噸需9000萬元，日產100噸需12000萬元。這樣大的投資對眾多的中、小型造紙廠來說是難以實現的。
(2)蒸發濃縮生產木質素該治理方案總投資比燃燒法鹼回收低，能消除黑液汙染，但蒸發濃縮的費用很高，而且由於麥草含矽量高，使蒸發器結垢嚴重，容易造成損害，連續運轉困難。
(3)SO2資源化回收這種處理方法使黑液中木質素資源得到了充分的回收利用，木質素產品質量高，但由於SO2不能使黑液PH值達到較低的數值，因而木素的提取率低，其次燃燒硫磺產生SO2，很可能會造成大氣汙染。
(4)加熱酸析木素法鹼木素一般只溶解於PH＞9的鹼性液中，當PH＜5時，木素從溶液中析出，該方法的優點是工程投資少，木素提取率高，操作簡單。缺點是必須用蒸汽將黑液加熱到一定溫度時才能達到滿意的分離效果，從而使運行成本較高。另外，木素的提取和脫水困難。
(5)常溫助劑酸析木素法在常溫下用酸析法提取木素，需在加酸的同時加入一定量助劑，使木素分離出來，但運行不穩定，很難應用於規模生產，而且木素的提取和脫水困難。
2、中段水的治理對造紙中段水的處理主要有厭氧消化法和生化——絮凝法。由於造紙中段水水量大，內含可生化物量相對較低，致使以上兩種方法在工業生產中效果較差，而且不能滿足廢水排放要求。
本發明的目的是提供一種工程治理投資少，適用範圍廣，連續運行穩定，運行成本低且不會產生二次汙染的造紙廢水的治理方法。
本發明的目的可通過如下措施來實現本發明在充分考慮造紙廠生產過程中廢水排放規律及水質複雜性的前提下，從造紙廢水的資源化利用出發，將造紙廢水中的蒸煮黑液與漂前中段水先合併通過第一步治理，再將其與漂後中段水混合進入第二步治理，經第二步治理的混合造紙廢水可達到排放標準但不穩定，為此可再進行第三步治理。具體治理方法按以下次序的幾個步驟進行將經沉砂池去除砂石、泥土等無機雜質的蒸煮黑液與漂前中段水通過微網過濾機回收紙漿後送第一混合池混合，控制兩種廢水混合後PH值為6～11。所用微網過濾機的網目為蒸煮黑液40～60目/cm2，漂前中段水60～90目/cm2。
混合水在送入氣浮反應池過程中加入酸，控制混合水PH值為2～5。此時混合水中的木質素析出，然後通過內循環式射流加壓溶氣氣浮法(常規方法)將木質素從水中分離出來，再集中做脫水幹化處理。
將經沉砂池去除廢水中的砂石、泥土等無機雜質的漂後中段水通過微網過濾機回收紙漿後的廢水和經分離出木質素的混合水及加入的酸進第二混合池混合，控制混合水的PH值為2～4。所用微網過濾機的網目為60～100目/cm2。
混合水經特種濾料接觸濾池過濾有機物及固體顆粒。本特種濾料接觸濾池的濾料為雙層，由無煙煤粒和鐵屑組成，其中無煙煤粒徑1.0～3.5mm，濾層厚200～700mm，鐵屑粒徑0.5～7.0mm，濾層厚300～1200mm，濾池濾速5～11m/h。混合水激發鐵屑放出電子，產生活性鐵離子游離於混合水中，並與混合水中的有機物相互吸引絡合。再向經過濾後的混合水在送第一平流式沉澱池過程中加入石灰乳，控制PH值為7～10。在這一過程中，石灰乳中的(OH)-與混合水中游離的活性鐵離子產生反應
氫氧化鐵具有凝聚作用，可將混合水中的大量有機物凝聚在一起，送入第一平流式沉澱池。經沉澱，氫氧化鐵共聚物形成汙泥沉澱於池底被定期清除送入汙泥二化場脫水後做堆肥處理，用於農業生產。
沉澱出汙泥的上清液在送第二平流式沉澱池過程中首先加入絮凝劑，控制PH值為5～6.5，而後加入石灰乳控制PH值為7～9，此時在混合水中形成Al(OH)3絮凝物水解
Al(OH)3在沉澱凝聚過程中不但吸附了混合水中殘留的絕大部分有機物，而且作用於混合水中的色素集團，使混合水徹底脫色。
沉澱出汙泥的水排放或回流使用。
本發明的目的還可通過如下措施來實現前述的絮凝劑以硫酸鋁溶液為優選方案。
在氣浮反應池中、進第一平流式沉澱池及進第二平流式沉澱池的輸送過程中分別加入助凝劑，其加入量依次分別為12～20PPM、15～25PPM及12～15PPM，以使析出木質素形成大的絮凝體及增強氫氧化鐵和氫氧化鋁的凝聚效果。
前述的助凝劑以聚丙烯醯胺為優選。
經第二平流式沉澱池沉澱出的汙泥40-60％量用做汙泥回流，其餘部分送汙泥幹化場處理。
經第二平流式沉澱池沉澱出汙泥的水通過砂濾池過濾後排放或回流使用。
前述的酸是指生產中常用廢酸；其中以廢硫酸為優選方案。
本發明與現有技術相比具有如下優點1、本方法投資省，操作簡單，運行穩定，2萬噸漿/年生產規模的紙廠用此方法處理廢水工程投資400-500萬元。
2.設備易於購置、而且維修管理方便。
3、運行成本低，每處理1m3廢水，運行成本0.45-0.85元。
4、能達到對全部造紙廢水徹底治理達標，而不象其他方法只局限於黑液或中段水的治理。
5、在治理廢水過程中充分回收利用資源，而且做到以廢治廢，化害為利，變廢為寶。
6、本方法在運行過程中不產生任何二次汙染。
7、充分保證廢水治理結果的穩定和高質量。 8、不論紙廠生產規模大小，本方法均適用，且運行中收支相抵，尚有盈餘，而且規模越大效益越顯著。
9、本方法與目前已有的酸析木素法相比有以下創新和突破。
改沉澱分離木質素或化學氣浮分離木質素為內循環式射流加壓溶氣氣浮法，採用本方法克服了沉澱法分離耗時長，分離不徹底，木質素濃度低脫水困難的缺點，更避免了化學氣浮法的自然上浮受溫度及操作影響大，不能保證木質素完全上浮的不利情況。用本方法分離回收木質素，不但徹底，木質素濃度高，脫水乾燥容易，而且由於掌握了最佳投藥量、投藥濃度及廢水氣浮前的PH值，使木質素的析出不受溫度等因素幹擾，能在投藥後2分鐘內完成析出絮凝過程。用藥量比沉澱法和化學氣浮法低2-3倍。所得木質素品質明顯優於其他方法，這為木質素的深加工提供了保證。
10、本方法採用的特種濾料接觸濾池，使濾池起到截留吸附有機物和產生活性離子的雙重作用，一個濾池代替一個活性離子製藥廠，省錢省物而且操作簡便，運行中因選擇了合適的濾料粒徑，使濾速較高，保證了該套設施在較大規模生產中的實用性。
11、本方法創造性地採用了「非活性汙泥回流法」，即提高了處理效果，降低了投藥量，又減少了汙泥產生量。
12、本方法將傳統絮凝劑硫酸鋁與石灰乳結合使用，不但達到吸附廢水中有機物的目的，而且能夠除色，最終解決了造紙廢水經物化及生化法處理後顏色難以去除的問題。
圖1是本發明的工藝流程圖。
實施例將蒸煮黑液與漂前中段水和漂後中段水從車間分流經沉砂池去除廢水中的砂石、泥土等無機雜質，通過微網過濾機回收紙漿。微網過濾機所用網目蒸煮黑液50目/cm2，漂前中段水70目/cm2，漂後中段水80目/cm2。然後將黑液與漂前中段水送第一混合池混合，控制PH值為8。再將混合水用泵送氣浮反應池，在泵送過程中加入廢硫酸(生產中常用廢酸)，控制PH值為3，再投入聚丙烯醯胺(投加量15PPM)，形成的絮凝體通過常規的內循環式射流加壓溶氣氣浮法從水中分離出來，後集中做脫水幹化處理。
分離出木質素的混合水經微網過濾機回收紙漿後的漂後中段水與加入的酸進第二混合池混合，控制混合後的水PH值為3。
用泵將第二混合池的混合水送入特種濾料接觸濾池進行過濾，濾料為雙層，由無煤粒和鐵屑組成，無煙煤粒徑1.5MM，濾層厚400MM，鐵屑粒徑4.0MM，濾層厚700MM，濾池濾速8M/h。經過濾，一部分有機物及固體顆粒被截流。然後將經過濾後的水送第一平流式沉澱池，在輸送過程中首先加入石灰乳，控制廢水PH值為8，然後加入聚丙烯醯胺(加入量20PPM)。
經沉澱出汙泥的上清液用泵送入第二平流式沉澱池，在泵送過程中，首先加入硫酸鋁溶液，控制PH值為5.5，然後再加入石灰乳，控制PH值為8，同時再加入聚丙稀醯胺(加入量14PPM)。
將第二平流式沉澱池沉澱出汙泥量的50％做汙泥回流，其餘送汙泥幹化場處理。經本沉澱池沉澱出汙泥的水通過砂濾池過濾後排放或回流使用。
權利要求
1.一種造紙廢水的治理方法，其特徵是按以下次序的幾個步驟進行——將蒸煮黑液與漂前中段水經微網過濾機回收紙漿後，送第一混合池混合，混合水PH值為6～11；——混合水在送氣浮反應池過程中加入酸，控制混合水PH值為2～5；——通過內循環式射流加壓溶氣氣浮法從水中分離木質素；——分離出木質素的混合水和經微網過濾機回收紙漿後的漂後中段水及加入的酸進第二混合池混合，混合水PH值為2～4；——混合水經特種濾料接觸濾池過濾有機物及固體顆粒；——向經過濾後的混合水在送第一平流式沉澱池過程中加入石灰乳，控制PH值為7～10；——沉澱出汙泥的上清液在送第二平流式沉澱池過程中首先加入絮凝劑，控制PH值為5～6.5；而後加入石灰乳，控制PH值為7—9；——沉澱出汙泥的水排放或回流使用。
2.根據權利要求1所述的一種造紙廢水的治理方法，其特徵在於所述的絮凝劑是硫酸鋁溶液。
3.根據權利要求1所述的一種造紙廢水的治理方法，其特徵在於在氣浮反應池中、進第一平流式沉澱池及進第二平流式沉澱池的輸送過程中分別加入助凝劑，其加入量依次分別為12～20PPM、15～25PPM及12～15PPM
4.根據權利要求3所述的一種造紙廢水的治理方法，其特徵在於所說的助凝劑為聚丙烯醯胺。
5.根據權利要求1所述的一種造紙廢水的治理方法，其特徵在於經第二平流式沉澱池沉澱出的汙泥40-60％量做汙泥回流。
6.根據權利要求1所述的一種造紙廢水的治理方法，其特徵在於經第二平流式沉澱池沉澱出汙泥的水通過砂濾池過濾後排放或回流使用。
7.根據權利要求1所述的一種造紙廢水的治理方法，其特徵在於所說的酸是指生產中常用廢酸。
8.根據權利要求7所述的一種造紙廢水的治理方法，其特徵在於所說的廢酸是指廢硫酸。
全文摘要
本發明提供一種造紙廢水的治理方法，首先將黑液、漂前中段水經微網過濾機回收紙漿後送第一混合池混合，然後在送氣浮反應池的過程中加入酸，經分離出木質素後的混合水和經微網過濾機回收紙漿後的漂後中段水及加入的酸進第二混合池混合，混合水經特種濾料接觸濾池過濾，然後向經過濾後的水在送第一平流式沉澱地過程中加入石灰乳，最後在送第二平流式沉澱池過程中加入絮凝劑及石灰乳，沉澱出汙泥的水排放或回流。
文檔編號C02F1/66GK1144781SQ96115888
公開日1997年3月12日 申請日期1996年7月12日 優先權日1996年7月12日
發明者李洪法, 郭登進 申請人:山東省高唐縣造紙廠