造紙廢水回收再用方法

2023-05-07 08:17:51

專利名稱：造紙廢水回收再用方法
技術領域：
本發明屬於廢水處理方法。
這裡所說的廢水是指由黑液、中段水和白水所組成的造紙廢水，也包括製造再生紙時形成的廢水。造紙廢水中主要含有樹皮、草屑、泥沙、爐灰、礦渣、填料、木質素、紙漿短纖維等固體物，微量的硫化物、揮發酚、有機氯化物等可溶性有機物，以及鹼(或酸或鹽，視生產方法的不同而異)等，汙染的程度主要由pH、CODcr、SS和微量酚以及硫化物的含量來表示。對大型造紙廠來說，國外有焚燒爐焚燒黑液並進行鹼回收的方法是成功的。剩餘的中段水和白水則易於處理，其方法很多。我國的造紙業按其生產能力中、小型企業約佔57%，這種小型企業採用上述焚燒法在經濟上是不合算的，並且在對黑液進行鹼回收方面至今尚未找到合適的方法，由於先進工業國家沒有小型造紙廠，因而小型造紙廠的廢水處理技術也沒有借鑑。國內研究了生物處理法、物化處理法和綜合利用法，這些方法都是對造紙廢水中某一種或某兩種廢水分別實施處理的。本發明則是將由黑液、中段水和白水組成的混合廢水一起進行處理，而不是分別進行處理，並且經處理後的水能夠再回用於原生產。
本發明屬於物化法。不論由哪種造紙方法形成的造紙廢水，均先加入電石泥或石灰，它們對廢水中汙染物有助沉作用，並可利用其鹼性使廢水的pH值升高。然後再加入凝聚劑，例如滷塊或滷水或海水，它們均含有由Mg2+、Na+、K+、Ca2+、Sc3+、TiO2+、Cr3+、Cu2+、Zn2+、Al3+等組成的硫酸鹽、氯化物、碳酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽。這些物質與鹼性廢水發生作用後，有氫氧化物生成，後者對廢水中汙染物有凝聚、絮凝、吸附作用，此外在凝聚劑與廢水混合體系中帶電荷的絡離子或離子基團與汙染物之間也有強烈的凝聚作用，新生成的絮塊也具有強烈的吸附作用，從而有效地將廢水中的汙染物在凝聚-吸附過程中除去。這種新型的凝聚劑不僅對廢水中的CODcr、BOD5、色度的去除率較高，而且沉澱速度也較快。在20升的容器中，5～10分鐘內即可基本完成沉降。
本發明的混合廢水處理方法步驟如下1、先在攪拌下向一定量廢水加入乾電石泥或石灰，使廢水的pH升高至10.24～13.40，乾電石泥的用量為每升廢水0.5～0.7克，石灰用量為0.3～0.6克;然後在繼續攪拌下加入凝聚劑滷塊或滷水或海水。滷塊用量為每升廢水0.3～0.5克，滷水用量為每升廢水0.3～0.7毫升，海水的用量為1∶0.5～1(體積比)。加入凝聚劑後，將廢水排入一沉池，進入一沉池後廢水中產生的沉澱即開始沉降，沉下來的汙泥由排泥口排入汙泥脫水機，製成的汙泥幹可摻入煤中直接燒掉，亦可製成型煤。由一沉池排出的水即上清液1已除去大部份汙染物，多為淺黃色，無懸浮物。
2、使上述上清液1不斷流入曝氣系統，進行射流曝氣，曝氣時向廢水中引入空氣和經消煙除塵後的煙道氣，並控制水的除汙係數在5～50%之間。這樣，當此廢水進入二沉池後，即產生碳酸鹽沉澱，固液分離後的水為上清液2，其CODcr、BOD以及色度等進一步降低。
3、向上述分出的上清液2加入羥甲基纖維素鈉(CMC)和Al2(SO4)3，二者的用量為前者在廢水中的濃度為1～2ppm，後者為3～5ppm，經此處理的廢水中汙染物濃度再次降低，在三沉池中沉下沉澱物，固液分離後得上清液3。
4、使上述上清液3通過活性炭吸附床進入清水池。
經上述四步處理的水，其pH為7.0±0.5，CODcr＜200mg/l，BOD5＜60mg/l，色度≤20度(K2PtCl6比色法)，硫化物＜1mg/l，揮發酚＜0.5mg/l。可見清水池中的水已經達到標準，它既可以泵回生產上使用，亦可以排放。
由二沉池和三沉池中排出的汙泥，其處理方法與一沉池的相同。
本發明在實際應用方面工藝簡單，操作方便，藥劑費較低，汙染物去除率較高。其中對色度的去除率均高於99%，對CODcr的去除率在93.9～98.4%之間，水的總硬度均低於10德國度，水的回用率可高於80%(按排放量計)。
本發明適用於以木材、竹葦、稻草、麥杆等為原料的造紙廠，也適用於再生紙廠，在後一種情況下，處理工藝還可以簡化。以各種方法如酸法、鹼法、亞鈉法、石灰法、磨木法造紙所產生的廢水均可用本發明的方法處理。簡言之，除亞銨法外，不論廠的規模大小，均能適用，但由於大型造紙廠搞鹼回收更有利，所以本發明主要用於中、小型造紙廠的廢水處理，尤其在水資源日趨短缺的情況下，本發明的社會效益、環境效益和經濟效益更值得重視。
實施例1某造紙廠造紙的原料麥杆佔70%，木材佔30%，日排混合廢水2000噸，pH7.84～9.0，棕黑色，色度3700～5000色度倍，CODcr2983～3165mg/l，硫化物10mg/l左右，揮發酚10mg/l左右。取此水18升，在不斷攪拌下加乾電石泥9克，加凝聚劑7.2克，自然沉澱9分鐘後進行固液分離，得上清液1。此上清液1的pH為12.44，色度為350色度倍，去除率為90.5%;CODcr為630mg/l，去除率為80.1%;硫化物為0.8mg/l，去除率為92%，揮發酚為0.4mg/l，去除率為96%。向此上清液1中通空氣和煙道氣射流曝氣，使除汙係數達到37%時則產生白色沉澱，隨後進行固液分離得上清液2。此上清液2的pH為9.61，色度為130色度倍，累積去除率為96%，CODcr為417.mg/l，累積去除率為86.8%。攪拌下再向上清液2中加CMC1ppm，Al2(SO4)34ppm，則產生淡黃色沉澱，固液分離後得上清液3。此上清液3的pH為6.80，色度為35色度倍，累積去除率為99.1%;CODcr為124mg/l，累積去除率為96.1%。然後將水經活性碳吸附後其出水的pH為6.78，色度為2色度倍，總去除率為99.9%，CODcr為78mg/l，總去除率為97.9%，BOD5為42mg/l，硫化物為0.3mg/l，總去除率97%，揮發酚為0.2mg/l，總去除率98%。
實施例2某造紙廠以稻草、麥杆為造紙原料，日排混合廢水1400噸，pH6.84～6.96，醬油色，色度4000～8000色度倍，CODcr在3000～3259mg/l之間，硫化物8mg/l左右，揮發酚4mg/l。取此水3升，攪拌下加石灰(製成乳劑)和凝聚劑各1.2克，自然沉降8分鐘後進行固液分離，得上清液1，此上清液1的pH為12.03，色度320色度倍，去除率為92%，CODcr為580mg/l，去除率為80.7%，硫化物為0.6mg/l，去除率為92.5%，揮發酚為0.3mg/l，去除率為92.5%。向此上清液1中通煙道氣與空氣混合的氣體進行射流曝氣，使除汙係數達到33%時則產生白色沉澱，經固液分離後得上清液2，此上清液2的pH為9.77，色度128色度倍，累積去除率為96.8%，CODcr為421mg/l，累積去除率為85.9%。然後在攪拌下向此上清液2中加CMC 1.1ppm、Al2(SO4)34.2ppm，產生黃白色沉澱，固液分離後得上清液3，此上清液3的pH為6.91，色度為30色度倍，累積去除率為99.3%，CODcr為131mg/l，累積去除率為95.6%。上清液3經活性炭床吸附後得到最終出水。此最終出水的pH為7.02，色度約2色度倍，總去除率為99.9%，CODcr為56.9mg/l，總去除率為98.1%，BOD5為40mg/l，硫化物為0.3mg/l，總去除率96%，揮發酚0.2mg/l，總去除率95%。
實施例3某造紙廠的原料木材佔60%，稻草佔40%，日排混合廢水5000噸，pH6.0～11.7，棕黑色，色度3000～4500色度倍，CODcr1130～3570(平均2639)mg/l之間，硫化物8mg/l，揮發酚2mg/l。取此水12升，攪拌下加電石泥8.4克和凝聚劑6克，沉澱後固液分離得上清液1，此上清液1的pH為12.37，色度300色度倍，去除率為90%，CODcr為504mg/l，去除率為80.9%，硫化物為0.4mg/l，去除率95%，揮發酚為0.2mg/l，去除率90%。向上清液1中通煙道氣與空氣的混合氣體進行射流曝氣，使除汙係數達到34.3%時產生白色沉澱，固液分離後的上清液2，此上清液的pH為9.12，色度220色度倍，累積去除率92.6%，CODcr為414mg/l，累積去除率84.3%。攪拌下再向上清液2中加1ppmCMC和4ppmAl2(SO4)3，產生淡黃色沉澱。固液分離後得到的上清液3的pH為7.03，色度25色度倍，累積去除率為99%，CODcr為119mg/l，累積去除率95%，上清液3再經活性炭床吸附後得到最終出水，此水的pH為7.03，色度2色度倍，總去除率為99.9%，CODcr為69mg/l，總去除率97%，BOD為42mg/l，硫化物為0.2mg/l，總去除率97.5%，揮發酚0.1mg/l，總去除率95%。
權利要求
1.一種處理造紙過程中產生的黑液、中段水和白水混合廢水的方法，其特徵在於先向混合廢水加入乾電石泥或石灰，再用滷塊或滷水或海水等凝聚劑處理，分出汙泥後，向所得上清液1通入空氣和煙道氣混合氣體，再次分出汙泥後，用羥甲基纖維素鈉和硫酸鋁處理所得上清液2，第三次分出汙泥後，將所得上清液3用活性炭吸附床處理；
2.如權利要求1所述的混合廢水的處理方法，其特徵在於所述的乾電石泥的用量為每升廢水0.5～0.7克，石灰的用量為0.3～0.6克/升，應使廢水的pH在10.24～13.40之間;所述的滷塊用量為0.3～0.5克/升，滷水為0.3～0.7毫升/升，海水的用量為廢水與海水的體積比為1∶0.5～1;所述的羥甲基纖維素和硫酸鋁的用量，需使其在廢水中的濃度分別為1～2ppm和3～5ppm。
全文摘要
一種處理造紙過程中產生的黑液、中段水和白水混合廢水的方法。按本法先向廢水加入電石泥或石灰，再用滷塊或滷水或海水等凝聚劑處理；接著再向所得上清液1通入空氣和煙道氣；固液分離後，再將所得的上清液2用羥甲基纖維素鈉和硫酸鋁處理，最後讓所得上清液3通過活性炭吸附床。經本法處理後的水可以排放或再用。本法工藝簡單，操作方便，成本較低，汙染物去除率高。
文檔編號C02F11/00GK1044966SQ8910523
公開日1990年8月29日 申請日期1989年2月20日 優先權日1989年2月20日
發明者王恕昌, 黃立英, 田由芸 申請人:青島海洋大學