廢紙造紙廢水處理的成套裝置製造方法
2023-07-16 06:15:51
廢紙造紙廢水處理的成套裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種廢紙造紙廢水處理的成套裝置，包括依次連接的集水池、轉筒格柵、沉砂池、加藥反應池、高效沉澱池、上清液收集池和循環水處理池；所述集水池中設置有廢熱回收裝置；所述加藥反應池中設置有加藥裝置；所述高效沉澱池的底部設置有紙漿回收泵；所述循環水處理池中設置有循環水間歇處理裝置；所述循環水處理池的出水一部分通過管道直接連接到一般造紙工藝用水管道，另一部分連接到高級處理裝置，處理後連接到高級造紙工藝用水管道；所述高級處理裝置中的高濃度水通過管道連接電催化裝置進行處理。本實用新型裝置形成一套紙漿回收、廢水零排放和廢熱回收成套裝置和技術體系，達到國內領先的技術水平，帶動造紙行業技術的全面發展。
【專利說明】廢紙造紙廢水處理的成套裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種廢紙造紙廢水處理的成套裝置，屬於廢水處理領域。
【背景技術】
[0002]廢紙造紙廢水的物理化學特性與傳統植物纖維造紙廢水相比有很大的不同。並且不同廢紙造紙企業因廢紙種類、來源、處理工藝以及技術裝備情況的不同，其所排廢水特性也有很大差異。廢紙造紙廢水的主要特點為:(I)廢水量大，一般是每生產It脫墨漿，廢水量就高於30?100 t，若再加上打漿、淨化等所產生的廢水，則廢水量就更大；(2)廢水中含有的懸浮物主要有油墨、纖維、填料及助劑等；(3)廢水中33、0?、8005等汙染指標較高，且廢水顏色較深。
[0003]造紙白水產生量大，是造紙車間的主要水汙染源，但是其富含纖維、無機填料。如對造紙白水回收處理不僅可以回收纖維，並且可以實現水封閉循環，節約生產用水，降低產品能耗。因而具有重要的經濟效益及環境意義。就造紙生產的過程來說，廢水紙漿的回收主要分為廠內回收和廠外回收。廠內紙漿回收一般是指生產車間內的白水紙漿回收系統，而廠外回收是指造紙廢水處理設施收漿除渣系統。就回收紙漿的質量而言，廠內回收的紙漿優於廠外。隨著造紙生產技術的發展和環境保護意識的增強，紙漿回收的方法和設備也在不斷進步，目前廢紙造紙廢水紙漿的回收方法主要有氣浮、過濾和沉澱三大類，其中以超效淺層氣浮法應用最廣，目前預處理後的造紙廢水一般採用厭氧水解、好氧等生物處理工藝進行處理後排放，由於水體停留時間較長，因此佔地面積較大。
[0004]不少專利報導了造紙廢水通過投加藥劑實現固液分離(例如:200720141158.6，201220233671.9)，紙漿回用於生產，上清液回用，但是在無限循環過程中水體會存在以下問題:(I)無限循環水中殘餘的有機物(膠類、糖等物質)會逐漸增加，造成水體的粘稠度上升，會影響造紙工藝。(2)無限循環水中由於紙漿中殘餘的重金屬不斷的累積，也會造成造紙產品重金屬含量過高等問題。(3)無限循環水在造紙工藝中長時間使用，會造成水疲勞，會影響使用藥劑的數量和水質問題。(4)無限循環水重複使用，水體的鹽都會隨著循環次數的增加而不斷增高，影響循環水處理效率和造紙工藝。
[0005]另外造紙廢水一般帶有較高的溫度，通常在40-50度，傳統的生物處理方法需要水體滿足一定的溫度來保證後續生物的處理條件，對這部分熱量沒有進行回收和再利用。
[0006]一般造紙廢水處理只是在於紙漿回收或造紙廢水處理和部分回用，對於系統的進行高效紙漿回用、廢水廢熱回收及循環水處理零排放，並實現傳感器對該成套裝置關鍵環節進行遠程在線監控的工藝技術未見報導。
實用新型內容
[0007]發明目的:本實用新型的目的在於針對現有技術的不足，提供一種對造紙紙漿全部回收、廢熱回收、廢水零排放的廢紙造紙廢水處理的成套裝置。
[0008]技術方案:本實用新型所述的廢紙造紙廢水處理的成套裝置，包括依次連接的集水池、轉筒格柵、沉砂池、加藥反應池、具有負荷固液分離功能的高效沉澱池、上清液收集池和循環水處理池；所述集水池中設置有將廢水中的熱量回收利用的廢熱回收裝置；所述加藥反應池中設置有向廢水中投加混凝劑、絮凝劑促使廢水中紙漿和水固液分離的加藥裝置；所述高效沉澱池的底部設置有將沉澱的紙漿抽送到一般造紙工藝和高級造紙工藝中的紙漿回收泵；所述循環水處理池中設置有循環水間歇處理裝置；所述循環水處理池的出水一部分通過管道直接連接到一般造紙工藝用水管道，另一部分連接到高級處理裝置，處理後連接到高級造紙工藝用水管道；所述高級處理裝置中的高濃度水通過管道連接電催化裝置進行處理。
[0009]為了便於智能化和遠距離控制，所述集水池、加藥反應池和循環水處理池分別安裝有監測探頭，監測探頭連接到遠程數據處理和傳輸裝置，實現遠程監控。
[0010]優選地，所述廢熱回收裝置為耐腐蝕、高傳熱的板式換熱器。
[0011]一般造紙工藝用水管道和高級造紙工藝用水管道進水口還與補充水管道連接，在廢水處理回用後，還需要補充5%的補給水。
[0012]本實用新型裝置工作原理如下:造紙廢水經過集水池收集，經過廢熱回收裝置將原有的造紙廢水熱量充分回收，即可免費得到全天侯的生活熱水，同時實現供暖、製冷等功能。同時集水池收集的廢水經過轉筒格柵和沉砂池去除雜質顆粒物等，然後經過投加混凝齊U、絮凝劑等藥劑進行反應，出水進入高效沉澱池進行固液分離，沉澱下來的紙漿通過紙漿回收泵快速抽走至一般造紙工業和高級造紙工藝。上清液出水收集後進行循環水處理，一部分水體經過循環水間歇處理裝置後回用到一般造紙工藝，另一部分水體經過高級處理裝置RO或NF處理後回用到高級造紙工藝，高級處理裝置RO排放的30%濃水需要經過電催化裝置進行處理。
[0013]廢水經過投加藥劑(包括混凝劑、絮凝劑等復配藥劑)使廢水充分反應，並在高效沉澱池中進行快速固液分離，高效沉澱池的特徵是通過水力作用和藥劑作用，將水中殘餘的細微紙漿迅速聚合沉澱，並在紙漿回收泵的作用在迅速抽走，防止紙漿在底部沉澱發酵。
[0014]系統中針對造紙廢水含有較高的熱量，採用高效耐蝕板式換熱器，使得低品位熱源的利用成為可能，可方便將造紙餘熱或廢熱採集轉化為熱水攜帶的熱能，利用熱水循環加熱提供生活熱水、供暖、製冷等方面需要的能量，大幅度節能降耗、改善工作與生活環境。該設備使用的核心部件具有可靠的耐氯離子腐蝕能力，更加高效的傳熱能力，用它來回收低溫餘熱或利用低溫熱源都將是最理想的設備，更好的性價比，在相同傳熱量的情況下，不僅與管殼式換熱器相比較，甚至比傳統材料的板式換熱器相比，由於換熱面積、佔地面積、流體阻力、冷卻水用量等項目數值的減少，使得設備投資、基建投資、動力消耗等費用都將大大降低。
[0015]循環水間歇處理裝置包括基於.0H的高級氧化工藝，該技術是利用其它氧化劑
(O3)或能量(UV、超聲)激發O3產生具有高.0H產量的自由基連鎖反應，並使之在氧化反應中發揮更大的作用，該設備對造紙循環水水體的粘稠度、重金屬都有較高的去除效果。該技術主要特點為:(1)投資低。(2)佔用空間小，採用催化劑提高了催化氧化利用率和氧化速率，縮短了接觸時間，降低了池容。(3)低運行費用，催化劑運行數年活性不會有顯著降低，且系統基本不產生汙泥。(4)低管理成本，催化劑為固定在反應器內，不需額外的維護，可實現自動控制。[0016]循環水的另一部分廢水經過循環水間歇處理後，考慮到無限循環造成鹽度的累積，使用高級處理裝置進行脫鹽，即反滲透(RO)或納濾技術，RO系統產生的70%的淡水可以攙和到循環水中去降低水體鹽度，另外30%的濃水進行電催化氧化裝置進行處理。
[0017]在循環水處理過程中採用基於物聯網的智能化遠距離監測與控制系統，即通過各監測探頭實時採集系統各裝置運行的狀態參數以及循環水的水質(例如:電導率、pH、溫度、流量等)，以TCP/IP協議通過網際網路遠程傳輸到系統中央計算機，由系統中央計算機根據傳輸信號計算系統的當前行為與狀態參數，具備偏差預警、系統各裝置遠程操作與參數控制、系統運行性能與效率評價、系統未來行為與參數預測等多項功能，以實現系統中各裝置(例如加藥裝置自動化投加、除鹽設備自動啟動)等的自動化與智能控制。
[0018]本實用新型與現有技術相比，其有益效果是:
[0019](I)本實用新型裝置形成一套紙漿回收、廢水零排放和廢熱回收成套裝置和技術體系，達到國內領先的技術水平，帶動造紙行業技術的全面發展。
[0020](2)循環水處理後全部回用於製漿車間、造紙車間，產生經濟效益，降低了廢水處理費用，實現廢水零排放。
[0021](3)由於沒有汙染排放，而且也解決了造紙汙染治理的一大難題，並且給企業免除了環保壓力與環保汙染費。
[0022](4)裝置結構簡單，技術含量高，自動化程度高，因此人工管理費用低，裝置使用簡單，設備壽命極高，主設備使用年限為10年以上。
[0023](5)社會、環境、經濟效益較高，廢水經處理達標後可全部回用，實現閉路循環，有利於清潔生產、節能減排。有效降低了生產成本，極大地提高企業的產品競爭力。
[0024](6)整個系統實現了廢水零排放，這對社會來說，就減輕了汙染負擔，減少了環境的惡化，因為任何一種生產汙染物的減少，對整個社會將是一種貢獻。
[0025](7)「智能化造紙廢水處理成套裝置」處理造紙廢水是穩定運行、維修較少的設備，對企業來說是至關重要的；運行和維修所用的資源大大減少，同時也能延長設備壽命，對社會的資源也是一種節約。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型的結構工作原理示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面對本實用新型技術方案進行詳細說明，但是本實用新型的保護範圍不局限於所述實施例。
[0028]實施例1:一種廢紙造紙廢水處理的成套裝置，包括依次連接的集水池20、轉筒格柵21、沉砂池22、加藥反應池23、具有負荷固液分離功能的高效沉澱池24、上清液收集池25和循環水處理池26 ;所述集水池20中設置有將廢水中的熱量回收利用的廢熱回收裝置36，所述廢熱回收裝置36為耐腐蝕、高傳熱的板式換熱器；所述加藥反應池23中設置有向廢水中投加混凝劑、絮凝劑促使廢水中紙漿和水固液分離的加藥裝置28 ;所述高效沉澱池24的底部設置有將沉澱的紙漿抽送到一般造紙工藝和高級造紙工藝中的紙漿回收泵27 ；所述循環水處理池26中設置有循環水間歇處理裝置29 ;所述循環水處理池26的出水一部分通過管道直接連接到一般造紙工藝31用水管道，另一部分連接到高級處理裝置38，高級處理裝置處理後出水70%淡水連接到高級造紙工藝40用水管道；所述高級處理裝置38中RO排出的30%的高濃度水通過管道連接電催化裝置進行處理。一般造紙工藝31用水管道和高級造紙工藝40用水管道進水口還與補充水管道30連接，需要補充5%的補給水。
[0029]所述集水池20、加藥反應池23和循環水處理池26分別安裝有監測探頭33，監測探頭33連接到遠程數據處理和傳輸裝置34，實現遠程監控。
[0030]實施例2:將實施例1中的廢紙造紙廢水處理的成套裝置具體運用到某造紙廠產生的造紙廢水的處理中。
[0031]某造紙廠產生造紙廢水，其汙染物含量大致為:C0Dcr 600?2400 mg/L, BOD5125?585mg/L，SS 650?2400 mg/L，色度450?900倍，外觀呈黑灰色，廢水量為6000t/d ;出水溫度45-55度。使用該裝置後，可實現紙漿回收、廢水零排放，廢水熱量回收再利用。詳細的效益分析如下:
[0032]①回收紙漿節省費用
[0033]汙水中含有造紙最好的營養素細小纖維填料，如果不回收水質會很快變黑變臭。生產規模為300噸/天的造紙企業，每天可產生50?60噸纖維素，作為汙泥運出廠去，等於白白扔掉了 60噸紙。本色成品紙每噸按3000元計算，損失約18萬元/天；普通白紙每噸按6000元計算，損失約36萬元/天。本技術通過淨化可把廢水中的原材料纖維素100%全部收回，每噸廢水中的紙漿1.8?2.2公斤返回配料池。
[0034]②循環水零排放節省費用
[0035]傳統工藝生產一噸紙需用水80噸；經過蒸煮的原漿生產的白紙或衛生紙需用水120噸；如果是商品漿出的白紙需用水80噸；即使生產過程中有兩三次的循環利用仍有大量帶著原料的廢水流出。本成套裝置對造紙廢水經處理達標後全部回用於製漿車間、造紙車間，無廢水外排。生產過程中只需要定量補充新鮮水，生產I噸本色紙只需補充新鮮水
1.2噸；生產I噸白紙或衛生紙補充新鮮水1.5?2.0噸，生產I噸紙可節約新鮮水40?60噸。每噸水按3.0元計算，每噸紙可節省180元。
[0036]③廢水熱量回收可產生經濟效益
[0037]可方便將造紙廢水餘熱以及自備熱水(爐)的熱能高效轉化為生活熱水需要的熱量，即可免費得到全天侯的生活熱水，同時實現供暖、製冷等功能。若按照一戶每天用水100L計算:對於一個普通家庭來說，利用高效換熱器採集的能量，相當於每天節省1.5度電；對於一個有500間員工住房的宿舍來說，所回收的能量，相當於節省750度以上的電。
[0038]④節約費用
[0039]與傳統造紙廢水處理設施相比，佔地節省80%?90% ;造紙噸用水量從60?80噸減少至噸紙補充用水1.2噸,用水節水率可達90% ;減少了用於廢水治理的電耗,噸紙節電40度；細小纖維有效回用，噸紙增加纖維量20% ;噸水處理成本小於0.85元；噸造紙節省費用300?400元。節省汙泥的外運費約3000元/天。
[0040]實施例3:將實施例1中的廢紙造紙廢水處理的成套裝置具體運用到河北某紙業有限公司以一家廢紙造紙企業。
[0041]河北某紙業有限公司以一家廢紙造紙企業，以廢紙箱為主要原料生產瓦楞紙，建設造紙生產線2套，生產規模為2萬噸/年。該企業採用本實用新型裝置，對廠區原有汙水處理站進行了改造，改造前後廢水治理技術經濟指標對比情況見表1。
[0042]表1改造前後廢水治理技術經濟指標對比情況_
[0043]由上表可見，改造後廢水經處理後全部回用，無廢水外排；廢水處理成本、廢水處理設施佔地面積均減少，廢水廢熱80%以上回用。環境效益、社會效益、經濟效益顯著。
[0044]實施例4:將實施例1中的廢紙造紙廢水處理的成套裝置具體運用到河北某包裝有限公司。
[0045]河北某包裝有限公司，是一家再生箱板紙製造企業，年設計生產能力2.2萬噸。採用北智能化造紙廢水成套技術對該企業原有汙水處理設施進行了改造。
[0046]造紙廢水經處理後，可迅速將汙水中的製漿纖維分離抽送回製漿車間綜合利用，從而避免水變黑、變臭，汙染環境，確保造紙廢水全部循環回用，無廢水外排。汙水處理工藝改造後，節約新鮮水17.3萬t/a，減少COD排放量119.7t/a、氨氮排放量13.7t/a
[0047]工藝經改造後，主要經濟效益體現在以下幾方面:①節約了水資源費，該企業日產量73.3噸紙，改造前新鮮水用量80t/t紙，日用水量達5864t，改造後新鮮水用量1.2t/t紙，每天可節約水資源5776t，每天可節約資金2310.41元節約了電耗，改造後比改造前節約電量2865度/天，每天可節約資金2060元；③回收利用廢水中造紙纖維14.66噸/天，可增加20%的產量，增加收入約17592元/天；④改造後減少汙染防治管理人員3名，可節省人工費1000元/天；⑤廢水廢熱80%基本上回收，每天可節約資金8056元。
[0048]如上所述，儘管參照特定的優選實施例已經表示和表述了本實用新型，但其不得解釋為對本實用新型自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本實用新型的精神和範圍前提下，可對其在形式上和細節上作出各種變化。
【權利要求】
1.一種廢紙造紙廢水處理的成套裝置，其特徵在於:包括依次連接的集水池(20)、轉筒格柵(21)、沉砂池(22 )、加藥反應池(23 )、具有負荷固液分離功能的高效沉澱池(24)、上清液收集池(25)和循環水處理池(26);所述集水池(20)中設置有將廢水中的熱量回收利用的廢熱回收裝置(36);所述加藥反應池(23)中設置有向廢水中投加混凝劑、絮凝劑促使廢水中紙漿和水固液分離的加藥裝置(28);所述高效沉澱池(24)的底部設置有將沉澱的紙漿抽送到一般造紙工藝和高級造紙工藝中的紙漿回收泵(27);所述循環水處理池(26)中設置有循環水間歇處理裝置(29 );所述循環水處理池(26 )的出水一部分通過管道直接連接到一般造紙工藝(31)用水管道，另一部分連接到高級處理裝置(38)，處理後連接到高級造紙工藝(40)用水管道；所述高級處理裝置(38)中的高濃度水通過管道連接電催化裝置進行處理。
2.根據權利要求1所述的廢紙造紙廢水處理的成套裝置，其特徵在於:所述集水池(20)、加藥反應池(23)和循環水處理池(26)分別安裝有監測探頭(33)，監測探頭(33)連接到遠程數據處理和傳輸裝置(34)，實現遠程監控。
3.根據權利要求1所述的廢紙造紙廢水處理的成套裝置，其特徵在於:所述廢熱回收裝置(36)為耐腐蝕、高傳熱的板式換熱器。
4.根據權利要求1所述的廢紙造紙廢水處理的成套裝置，其特徵在於:一般造紙工藝(31)用水管道和高級造紙工藝(40 )用水管道進水口還與補充水管道(30 )連接。
【文檔編號】C02F9/06GK203498208SQ201320564025
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月12日 優先權日:2013年9月12日
【發明者】傅劍鋒, 黃瑞春, 李耀中, 曾海鰲, 錢曉東 申請人:傅劍鋒