一種製漿造紙廢水的深度處理方法
2024-04-07 08:00:05 1
專利名稱：一種製漿造紙廢水的深度處理方法
技術領域：
本發明涉及一種經ニ級生化處理後的製漿造紙廢水的深度處理方法，屬於廢水處理技術領域。
背景技術：
眾所周知，經過ニ級生化處理的製漿造紙廢水，其殘餘主要汙染物為木質素及其生化衍生物，如何將製漿造紙廢水中的溶解性木質素類物質有效去除，是實現製漿造紙廢水深度處理的關鍵。目前，製漿造紙廢水深度處理技術主要有絮凝氣浮或沉澱技木、高級氧化技木、吸附過濾技術、膜過濾技術、生態處理技術等。如中國專利文獻CN 102030447A (申請號201010526669. 6)公開了造紙廢水三級綜合物化生化處理方法，處理C0D>2000mg · L_l、色度>500倍的造紙廢水採用ー級混凝氧化物化處理(簡稱ー級物化處理)一ニ級生化處理—三級混凝氧化物化處理(簡稱三級物化處理)三級綜合物化生化處理，就能將廢水處理到CODcr濃度穩定在60mg *L-1以下,色度(稀釋倍數)穩定在35倍以下。該方法採用絮凝氣浮或沉澱技術，存在處理效果差、汙泥產量大的問題。隨著技術的進步，高級氧化技術、吸附沉澱技術以及膜過濾技術逐漸出現，雖然它們對製漿造紙廢水的處理效果較為理想，但處理費用高昂，限制了其エ業應用。中國專利文獻CN101337752A(申請號200810022338. I)公開了ー種造紙廢水深度處理工藝，該エ藝包括以下步驟將經ニ級生化處理後的造紙廢水引入微曝氣鐵還原床，在微曝氣鐵還原床中裝填鉄屑，造紙廢水在微曝氣鐵還原床中進行還原反應；將步驟①處理後的出水引入混凝池中，在混凝池中加入混凝劑和助凝劑，促使水中的顆粒凝聚；將步驟②處理後的出水引入沉澱池中進行泥水分離；將沉澱池的出水引入過濾池中進行過濾，過濾後的出水經殺菌消毒後，引入回用水管網；將沉澱池中的汙泥以及過濾池中的反衝洗排汙水引入汙泥濃縮池，經脫水後外運處置；同時，脫水濾液和汙泥濃縮池中的溢流液引入混凝池中進行再處理。由於該方法通過添加大量混凝劑和助凝劑，因此存在處理費用高昂的問題，限制了其エ業應用。目前應用較多的制眾造紙廢水深度處理工藝為Fenton氧化工藝。Fenton氧化工藝是通過亞鐵離子在較低的PH條件下分解過氧化氫為OH ·，具有較強氧化能力的OH ·將廢水中的有機汙染物徹底氧化為CO2，從而實現廢水的浄化，反應的本質是將汙染物從液相轉移到氣相。Fenton氧化工藝的特點為反應過程控制的pH較低、反應過程的ORP較高(505飛20mV)、過氧化氫耗量大、回調鹼度需要的鹼量高等，同吋，由於反應體系具有較高的氧化電位，出水帶有明顯的淺黃色。該方法同樣需要添加大量化學試劑，處理成本高昂。 以上技術因為本身存在的問題，大都沒有規模化推廣應用。製漿造紙行業作為高耗水行業，隨著水資源的日益緊缺，生產用水已同生產原料並列，成為制約企業發展的ー個重要因素；同時，隨著《製漿造紙エ業水汙染物排放標準》(GB3544-2008)的實施，製漿造紙企業廢水排放標準也將逐漸趨嚴，因此經濟合理、技術可靠的製漿造紙廢水深度處理技術是解決目前製漿造紙行業廢水處理問題的關鍵。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供ー種處理效果良好、處理費用低廉的經ニ級生化處理後的製漿造紙廢水的深度處理方法。術語說明ニ級生化處理後的製漿造紙廢水是指經過ー級沉澱或ー級沉澱ー厭氧處理，然後又經過ニ級好氧生化處理後的製漿造紙廢水，該廢水的主要指標為C0D&120 450mg/L，色度 150 500 倍，pH 6. 5 8. 5。射流多點添加採用2 4個添加點通過射流方式添加原料。本發明解決所述技術問題所採用的技術方案如下 一種經ニ級生化處理後的製漿造紙廢水的深度處理方法，包括如下步驟①.將經ニ級生化處理後的製漿造紙廢水加入混合水池，向混合水池按O. 5
I.5mmol/L添加亞鐵鹽,調pH值至5. 5 6. O,混合均勻，製得預混廢水；②.將步驟①製得的預混廢水導入磁化混合反應器，按100 200mg/L的添加量添加過氧化氫溶液，在磁場強度為600 700mT的磁化條件下,磁化O. 5 I. Os,製得磁化廢水；③.將步驟②製得的磁化廢水加入催化反應池，通過添加過氧化氫溶液調節催化反應池內氧化還原電位(ORP)在320 380mV，催化反應50 60min，製得ー級反應廢水；④.向步驟③製得的ー級反應廢水中添加陰離子助凝劑後導入一級沉澱池，靜置沉澱I 3小時，經泥水分離，製得一級處理水和汙泥；⑤.將步驟④製得的一級處理水加入ニ級反應池，按100 150mg/L的添加量加入淨水劑，調節pH值至6. 5 7. 0，混合均勻，製得ニ級反應廢水；⑥.向步驟⑤製得的ニ級反應廢水中添加陰離子助凝劑後導入ニ級沉澱池，靜置沉澱I 3小時，進行泥水分離，製得ニ級處理水和汙泥；⑦·將步驟⑥製得的ニ級處理水導入砂濾池進行過濾，即得。根據本發明優選的，所述步驟①中的亞鐵鹽選自FeSO4, FeCl2, FeSO4與こニ胺四こ酸四鈉(EDTA-四鈉)的混合反應物，FeCl2與こニ胺四こ酸四鈉的混合反應物，或者，FeCl2^FeSO4與こニ胺四こ酸四鈉的混合反應物。進ー步優選的，所述步驟①中的亞鐵鹽選自FeSO4與こニ胺四こ酸四鈉按摩爾比(10 20) : I的比例混合的混合反應物。根據本發明優選的，所述步驟①和⑤中的混合方式採用曝氣混合。根據本發明優選的，所述步驟①中採用濃硫酸或鹽酸調節pH值。根據本發明優選的，所述步驟②和③中過氧化氫溶液的質量濃度為27. 5% ;過氧化氫溶液的添加方式為射流多點添加。該添加方式可以實現過氧化氫溶液與製漿造紙廢水的快速混合和高效利用。根據本發明優選的，所述步驟④和⑥中陰離子助凝劑為聚丙烯醯胺，添加量為
O.5 I. 5mg/L。本領域其他常用陰離子助凝劑也可以實現本發明的發明目的。根據本發明優選的，所述步驟④中經泥水分離後，還包括汙泥回流至步驟③中的催化反應池中的步驟，汙泥回流比為25 30% ;通過汙泥回流，可節省約5%的亞鐵鹽添加量。
進ー步優選的，所述汙泥回流後剩餘汙泥排至汙泥濃縮池，經汙泥脫水後，脫水濾液回流至催化反應池。根據本發明優選的，所述步驟⑤中淨水劑為硫酸鋁或三氯化鋁。根據本發明優選的，所述步驟⑤中採用石灰乳或氫氧化鈉調節pH值。根據本發明優選的，所述步驟⑥中經泥水分離後，還包括將汙泥排至汙泥濃縮池，經汙泥脫水後，脫水濾液回流至催化反應池。根據本發明優選的，所述步驟⑦中過濾池為錳砂濾池。錳砂過濾池一方面可以有效截留廢水中懸浮態物質，另一方面可有效降低廢水中的鐵離子含量，利於中水回用。所述步驟③中的磁化方式可按照現有技術進行，也可按照中國專利文獻 CN201154937(申請號200720158351. O)中記載的裝置進行磁化。有益效果I、本發明所述方法，在磁化前加入亞鐵鹽，由於鐵元素的順磁性，使廢水中的極性物質更易被磁化，從而按磁力線的方向重新排列，從而破壞水分子雜亂無章排列包裹汙染物分子的狀態，汙染物分子上的活性基團裸露出來，進而加速了藥劑與汙染物分子的碰撞機會，加快了反應時間和降低了藥劑耗量。2.本發明通過磁化混合反應器中過氧化氫的射流多點添加方式，射流添加實現了過氧化氫與廢水的充分快速混合，多點添加方式有效降低一點添加方式造成的局部濃度過高而引起的過氧化氫自身分解問題，從而有效提高了過氧化氫的使用效率，降低了處理費用。3、本發明所述的方法，通過ー級沉澱池汙泥回流至催化反應池，汙泥中部分活性鐵離子繼續發揮催化作用，從而降低亞鐵鹽的添加量，一方面降低了處理費用，另ー方面減少了汙泥的產生量。4、本發明通過調整各エ藝步驟，使得過氧化氫消耗量僅為Fenton氧化工藝消耗量的1/10,反應初期調整pH消耗的酸和反應後回調pH消耗的鹼量為Fenton氧化工藝的1/2，且採用本發明深度處理製漿造紙廢水，出水的C0D&及色度均優於Fenton氧化工藝出水。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明的技術方案做進ー步闡述，但本發明所保護範圍不限於此。原料說明經ニ級生化處理後的製漿造紙廢水主要指標為C0D&355mg/L，pH 7.8，色度為400 倍；聚丙烯醯胺購自濟南魯信捷科技有限公司；硫酸鋁購自淄博昊陽化工有限公司；こニ胺四こ酸四鈉購自石家莊傑克化工有限公司；其它試劑均為本領域常用市售產品。實施例中對水質監測標準均參照《製漿造紙エ業水汙染物排放標準》(GB3544-2008)中的相關方法進行檢測。實施例中磁化採用中國專利文獻CN201154937 (申請號20072015835L O)中公開的裝置進行磁化。實施例I一種經ニ級生化處理後的製漿造紙廢水的深度處理方法，包括如下步驟①.將經ニ級生化處理後的製漿造紙廢水加入混合水池，向混合水池按O. 5mmol/L添加FeSO4與こニ胺四こ酸四鈉按摩爾比20:1的比例混合的混合反應物，濃硫酸調pH值至5. 5，曝氣混合均勻，製得預混廢水；②.將步驟①製得的預混廢水導入磁化混合反應器，按100mg/L的添加量射流多點添加質量濃度為27. 5%過氧化氫溶液，在磁場強度為600mT的磁化條件下，磁化O. 5s，製得磁化廢水；③.將步驟②製得的磁化廢水加入催化反應池，通過添加質量濃度為27. 5%的過氧化氫溶液調節催化反應池內氧化還原電位(ORP)在320mV,催化反應50min,製得ー級反 應廢水；④.向步驟③製得的ー級反應廢水中按O. 5mg/L的添加量添加聚丙烯醯胺後導入一級沉澱池，靜置沉澱2小時，經泥水分離，製得一級處理水和汙泥；⑤.將步驟④製得的一級處理水加入ニ級反應池，按100mg/L的添加量加入硫酸鋁，石灰乳調節PH值至6. 5，曝氣混合均勻，製得ニ級反應廢水；⑥.向步驟⑤製得的ニ級反應廢水中按O. 5mg/L的添加量添加聚丙烯醯胺後導入ニ級沉澱池，靜置沉澱2小時，進行泥水分離，製得ニ級處理水和汙泥；⑦.將步驟⑥製得的ニ級處理水導入錳砂濾池進行過濾，即得。經檢測，經處理後的水水質指標如下經處理後，出水指標為C0D&44mg/L，pH 6. 5，色度為8倍.每噸廢水處理需消耗各種試劑如下FeSO4 O. 5mol,こニ胺四こ酸四鈉O. 025mol,濃硫酸120g,過氧化氫120g,硫酸招100g，聚丙烯醯胺lg，石灰150g。實施例2一種經ニ級生化處理後的製漿造紙廢水的深度處理方法，包括如下步驟①.將經ニ級生化處理後的製漿造紙廢水加入混合水池，向混合水池按LOmmol/L添加FeSO4與こニ胺四こ酸四鈉按摩爾比15:1的比例混合的混合反應物，濃硫酸調pH值至5. 8，曝氣混合均勻，製得預混廢水；②.將步驟①製得的預混廢水導入磁化混合反應器，按150mg/L的添加量射流多點添加質量濃度為27. 5%過氧化氫溶液，在650mT的磁化條件下，磁化0. 8s,製得磁化廢水；③.將步驟②製得的磁化廢水加入催化反應池，通過添加質量濃度為27. 5%的過氧化氫溶液調節催化反應池內氧化還原電位(ORP)在350mV,催化反應55min,製得ー級反應廢水；④.向步驟③製得的ー級反應廢水中按lmg/L的添加量添加聚丙烯醯胺後導入ー級沉澱池，靜置沉澱2小時，經泥水分離，製得一級處理水和汙泥；⑤.將步驟④製得的一級處理水加入ニ級反應池，按125mg/L的添加量加入三氯化鋁，石灰乳調節pH值至6. 8，曝氣混合均勻，製得ニ級反應廢水；
⑥.向步驟⑤製得的ニ級反應廢水中按lmg/L的添加量添加聚丙烯醯胺後導入ニ級沉澱池，靜置沉澱2小時，進行泥水分離，製得ニ級處理水和汙泥；⑦.將步驟⑥製得的ニ級處理水導入錳砂濾池進行過濾，即得。經檢測，經處理後的水水質指標如下經處理後，出水指標為C0D&38mg/L，pH 6. 8，色度為6倍.每噸廢水處理需消耗各種試劑如下FeSO4L Omol,こニ胺四こ酸四鈉O. 067mol，濃硫酸90g，過氧化氫170g，三氯化鋁125g，聚丙烯醯胺2g，石灰180g。 實施例3一種經ニ級生化處理後的製漿造紙廢水的深度處理方法，包括如下步驟①.將經ニ級生化處理後的製漿造紙廢水加入混合水池，向混合水池按1.5mmol/L添加FeSO4與こニ胺四こ酸四鈉按摩爾比10:1的比例混合的混合反應物，鹽酸調pH值至
6.0，曝氣混合均勻，製得預混廢水；②.將步驟①製得的預混廢水導入磁化混合反應器，按200mg/L的添加量射流多點添加質量濃度為27. 5%過氧化氫溶液，在磁場強度為700mT的磁化條件下，磁化I. Os，製得磁化廢水；③.將步驟②製得的磁化廢水加入催化反應池，通過添加質量濃度為27. 5%的過氧化氫溶液調節催化反應池內氧化還原電位(ORP)在380mV,催化反應60min,製得ー級反應廢水；④.向步驟③製得的ー級反應廢水中按I. 5mg/L的添加量添加聚丙烯醯胺後導入一級沉澱池，靜置沉澱2小時，經泥水分離，製得一級處理水和汙泥；⑤.將步驟④製得的一級處理水加入ニ級反應池，按150mg/L的添加量加入硫酸鋁，氫氧化鈉調節PH值至7. O,曝氣混合均勻，製得ニ級反應廢水；⑥.向步驟⑤製得的ニ級反應廢水中按I. 5mg/L的添加量添加聚丙烯醯胺後導入ニ級沉澱池，靜置沉澱2小時，進行泥水分離，製得ニ級處理水和汙泥；⑦.將步驟⑥製得的ニ級處理水導入錳砂濾池進行過濾，即得。經檢測，經處理後的水水質指標如下經處理後，出水指標為C0D&35mg/L，pH 7. 0，色度為5倍.每噸廢水處理需消耗各種試劑如下FeSO4L 5mol,こニ胺四こ酸四鈉O. 15mol,鹽酸120g，過氧化氫220g，硫酸鋁150g，聚丙烯醯胺3g，氫氧化鈉110g。實施例4如實施例2所述的製漿造紙廢水的深度處理方法，不同之處在幹，步驟①中向混合水池按I. Ommol/L添加FeS04。經檢測，經處理後的水水質指標如下經處理後，出水指標為C0D&49mg/L，pH 7. 0，色度為10倍.每噸廢水處理需消耗各種試劑如下FeSO4 I. Omol，濃硫酸90g，過氧化氫170g，三氯化鋁125g，聚丙烯醯胺2g，石灰180go
實施例5如實施例2所述的製漿造紙廢水的深度處理方法，不同之處在於，步驟①中向混合水池按I. Ommol/L添加FeCl2 ;步驟⑦中採用石英砂濾池進行過濾。經檢測，經處理後的水水質指標如下經處理後，出水指標為C0D&45mg/L，pH 7. 0，色度為10倍.每噸廢水處理需消耗各種試劑如下FeCl2L Omol，濃硫酸90g，過氧化氫170g，三氯化鋁125g，聚丙烯醯胺2g，石灰180go對比例
採用現有Fenton氧化工藝深度處理ニ級生化後製漿造紙廢水，處理步驟如下①.將經過ニ級生化處理後的製漿造紙廢水混合水池，向混合水池按3. Ommol/L添加FeSO4,濃硫酸調pH值至3. 5，曝氣混合均勻，製得預混廢水；②.將步驟①製得的預混廢水導入反應池，按1800mg/L的添加量添加質量濃度為27. 5%過氧化氫溶液，控制過程ORP 510mV，反應120min，再添加石灰乳調節pH值至7. 0，然後按2. Omg/L的添加量添加聚丙烯醯胺，混合均勻，製得反應廢水；③.將步驟②製得的反應廢水導入ニ級沉澱池，靜置沉澱2小時，進行泥水分離，製得處理水和汙泥；④.將步驟③製得的處理水導入過濾池，即得。經檢測，經處理後的水水質指標如下經處理後，出水指標為C0D&48mg/L，pH 7. 0，色度為20倍.每噸廢水處理需消耗各種試劑如下FeSO4 3. Omol,濃硫酸300g,過氧化氫1800g,聚丙烯醯胺2g,石灰280g。分析採用本發明實施例2所述方法與現有Fenton氧化工藝處理ニ級生化處理後的製漿造紙廢水，對比結果如表I所示表I
權利要求
1.一種經ニ級生化處理後的製漿造紙廢水的深度處理方法，其特徵在於，包括如下步驟①.將經ニ級生化處理後的製漿造紙廢水加入混合水池，向混合水池按0.5 I.5mmol/L添加亞鐵鹽,調pH值至5. 5 6. O,混合均勻，製得預混廢水；②.將步驟①製得的預混廢水導入磁化混合反應器，按100 200mg/L的添加量添加過氧化氫溶液，在磁場強度為600 700mT的磁化條件下,磁化O. 5 I. Os,製得磁化廢水； ③.將步驟②製得的磁化廢水加入催化反應池，通過添加過氧化氫溶液調節催化反應池內氧化還原電位在320 380mV，催化反應50 60min，製得ー級反應廢水； ④.向步驟③製得的ー級反應廢水中添加陰離子助凝劑後導入一級沉澱池，靜置沉澱I 3小時，經泥水分離，製得一級處理水和汙泥； ⑤.將步驟④製得的一級處理水加入ニ級反應池，按100 150mg/L的添加量加入淨水劑，調節pH值至6. 5 7. 0，混合均勻，製得ニ級反應廢水； ⑥.向步驟⑤製得的ニ級反應廢水中添加陰離子助凝劑後導入ニ級沉澱池，靜置沉澱I 3小時，進行泥水分離，製得ニ級處理水和汙泥； ⑦.將步驟⑥製得的ニ級處理水導入砂濾池進行過濾，即得。
2.如權利要求I所述的深度處理方法，其特徵在於，所述步驟①中的亞鐵鹽選自FeSO4, FeCl2, FeSO4與こニ胺四こ酸四鈉的混合反應物，FeCl2與こニ胺四こ酸四鈉的混合反應物，或者，FeCl2、FeSO4與こニ胺四こ酸四鈉的混合反應物；進ー步優選的，所述步驟①中的亞鐵鹽選自FeSO4與こニ胺四こ酸四鈉按摩爾比(10 20) : I的比例混合的混合反應物。
3.如權利要求I所述的深度處理方法，其特徵在於，所述步驟①和⑤中的混合方式採用曝氣混合。
4.如權利要求I所述的深度處理方法，其特徵在於，所述步驟①中採用濃硫酸或鹽酸調節pH值。
5.如權利要求I所述的深度處理方法，其特徵在於，所述步驟②和③中過氧化氫溶液的質量濃度為27. 5% ;過氧化氫溶液的添加方式為射流多點添加。
6.如權利要求I所述的深度處理方法，其特徵在於，所述步驟④和⑥中陰離子助凝劑為聚丙烯醯胺，添加量為O. 5 I. 5mg/L。
7.如權利要求I所述的深度處理方法，其特徵在於，所述步驟④中經泥水分離後，還包括汙泥回流至步驟③中的催化反應池中的步驟，汙泥回流比為25 30%。
8.如權利要求7所述的深度處理方法，其特徵在於，所述汙泥回流後剩餘汙泥排至汙泥濃縮池，經汙泥脫水後，脫水濾液回流至催化反應池。
9.如權利要求I所述的深度處理方法，其特徵在於，所述步驟⑤中淨水劑為硫酸鋁或三氯化鋁；優選的，所述步驟⑤中採用石灰乳或氫氧化鈉調節PH值。
10.如權利要求I所述的深度處理方法，其特徵在於，所述步驟⑥中經泥水分離後，還包括將汙泥排至汙泥濃縮池，經汙泥脫水後，脫水濾液回流至催化反應池。
全文摘要
本發明涉及一種製漿造紙廢水的深度處理方法，包括如下步驟①將經二級生化處理後的製漿造紙廢水與亞鐵鹽混合均勻；②磁化；③添加過氧化氫溶液調節氧化還原電位；④添加陰離子助凝劑，靜置沉澱，泥水分離；⑤加入淨水劑，調節pH值，混合均勻；⑥添加陰離子助凝劑，靜置沉澱，泥水分離；⑦導入砂濾池進行過濾，即得。本發明通過調整各工藝步驟，使得處理試劑的消耗量小於Fenton氧化工藝消耗量，出水的CODCr及色度均優於Fenton氧化工藝出水，因此本發明所述技術方案較現有Fenton氧化工藝具有更加廣闊的應用前景。
文檔編號C02F103/28GK102863114SQ20121039402
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月16日 優先權日2012年10月16日
發明者劉勃, 洪衛, 郞詠梅, 季華東, 莊會棟, 蘇穎, 鄒曉鳳 申請人:山東省環境保護科學研究設計院