CN100457645C - 造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利用的方法 - Google Patents

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CN100457645C CNB2005100608959A CN200510060895A CN100457645C CN 100457645 C CN100457645 C CN 100457645C CN B2005100608959 A CNB2005100608959 A CN B2005100608959A CN 200510060895 A CN200510060895 A CN 200510060895A CN 100457645 C CN100457645 C CN 100457645C
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逯庆国
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Abstract

一种造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利用的方法,包括预处理、膜分离、浓缩液处理回流和污泥处理阶段。高浓度的工业污水经预处理后污染指数SDI≤5;然后根据清水品质要求,选用纳滤膜或反渗透膜分离,产水消毒后应用于企业生产;浓缩液回流循环,并用于反/正冲洗多介质过滤器,冲洗浓液进A/O池厌氧-好氧反应后,使出水的化学需氧量COD小于700mg/L,再回流循环;污泥脱水成泥饼外运,水分则回流循环。与现有技术相比,本发明将高浓度的造纸、印染污水再生处理后,产水水质达到企业生产用清水品质要求,可直接应用于生产使用,实现污水的零排放和循环利用,且再生处理的产水成本低于现有企业用水所需综合成本,为企业带来巨大的社会效益和经济效益。

Description

造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利用的方法 技术領域
本发明涉及一种工业污水尤其是髙浓度的造纸、印染工业污水的再生处理零 排放循环利用的方法。 背暴技术
我国羼贫水国,人均水资鑤拥有量仅为世界平均水平的1/4,而水环境污染 又十分严重,全国7大水系中有一半河段被污染,城市河段污染更突出,出现了 "江南水乡缺水"的严梭局面,当前我国污(废)水的年抹放总量已近500亿吨, 其中处理拌放量尚不足50%,大量工业污水未经处理就直接排入江河。尤其是造 纸、印染等行业的工业企业既是用水大户又是污染大户:它们每天从内河大i取 水、经过预处理后成为潸水,清水用于生产后变成污水,污水经污水设施处理后 成为废水,这些废水的水质虽能达到国家样放标准,却由于达不到企业生产用 澝水品质要求而不能被循环利用,只能直接排放、污染环境。水环境污染和水 资源短缺是世界各国普通面临的急需解决的问題。在众多控制水环境污染和解决 水资源短缺的途径中,污水回收与再用既可控制水环境污染,又可解决水资源的 短缺。世界水污染治理的战略目标由传统意义上的"污水处理、达标排放"逐步 转变为以水质再生为核心的"水生态的修复和恢复"。许多发达国家已不再建设 传统意义上的污水处理厂(WWTP),而代之以大力发展以膜分离技术为代表的 "污水再生厂"。纳滤膜和反掺透胰等膜分离技术具有不发生相变、效率高、投 资少等优点,其中反渗透膜(R0膜)对几乎所有的溶质都有很高的脱除率,可 去除大于0. l咖的颗粒杂质,操作压力一般在1.4—0 MPa。纳滤胰(NF膜) 早期皆被成为"疏松反渗透",可去除大于lnra的颗粒杂质,操作压力一般在 0.7MPa左右。与RO膜相比,NF膜的操作压力小,水通量大,因此NF膜运行能 耗低、产水量大,即NF膜的运行成本更低。
目前污水回收与再用的技术及设备主要有两大类:一是目前比较常见的中水 回用技术与设备,如中国专利申请号为200310117399的"将居民小区生活废水 处理为回用中水的方法"、申请号为200420026481的"一体化中水回用处理装 置"、申请号为03262472的"中水回用系统"、申请号为01249023的"一种中水
处理回用洗车设备"等等,将优质杂排水(厨房排水)、杂排水(不含粪便污水) 以及生活污(废)水,采用生化、混凝加药沉淀及麒生物反应器,段处理后, 产水水质达到中水品质要求,充当地面滑洁、浇花、洗车、空调冷却、冲洗便器、 消防等不与入体直接接触的杂用水,但产水水质尚不能达到工业企业生产用淸水 品质要求,主要是色度、浊度等指标超标。二是采用纳滤腆或反渗透鹏的腆分离 技术对预处理后的废水或中水进行深度处理。如新加坡在裕麻岛建立了一个大型
的反渗透工厂,以Ulu pand助污水处理厂经过三级处理后的拌放废水为处理水 源,采用反瀵透膜技术处理后,产水水质达到高级工业用水(HGIW)要求,出 售给石化工业企业。中国专利申请号为200310100359.8的"全自动中水深度净 化再生水回用装置及工艺"披露一种中水的处理装豐及工艺。该技术皆在克服上 述中水回用技术与设备的不足,将已经过预处理的上淸液,经超滤、纳滤技术处 理后,使产出之水达到较布层次的回用标准。但这些技术的不足之处是由于采用 污水处理厂三级处理后的排放废水等作为处理水源,产水综合成本较商,因还霈 加上将污水处理成抹放废水的处理成本。又如中国专利申请号为200410012228.9 的"反渗透污水处理方法",披露一种可处理钢铁企业产生废水的反渗透污水处 理方法,该方法将经过一级处理后的浊环水排放到浊环水蓄水池,进行预处理后, 一部分水由过滤器滤去水中杂质后送入勾兑水池;另一部分水送入奥氣反应池进 行杀菌后由多介质过滤器滤去水中较大的杂质,然后送到微滤器截留水中20ixm 以上的颗粒,再由保安过滤器截留水中5"m以上的颗粒并经一级反渗透处理初 步除盐,一部分水输出,一部分送入勾兑水池勾兑为净环水,另一部分水进行反 渗透处理和混床处理。浊环水经上述的处理,成三种不同水质的水,供钢铁企业 不同的设备使用,用后产生的废水经一级处理后再进入蓄水池再次处理,循环使 用,不足的水由地下水或自来水公司补充。该技术克服上述技术不足,不采用三 级处理后的废水,而采用一级处理后的污水作为处理水源,部分降低了产水的综 合成本,但该技术适用于钢铁企业产生废水的处理,不太适合其它如造纸、印染 等用水大户企业的污水处理;同吋在膜分离技术上采用了反滲透腹分离,使产水 的综合成本比釆用纳滤膜髙得多。 发明内容
本发明的发明目的在于克服现有技术的不足而为造纸、印染等工业企业提供 一种以未经处理的离浓度工业污水为处理水源的工业污水再生处理零排放循环 利用的方法。
本发明的发明目的通过以下技术方案实现:
一种造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利用的方法,其特征在于该方 法包括:
(一)预处理
a、 调匀:将造纸、印染工业污水全部排放至调匀池进行混合调节均匀;
b、 初沉:调匀后的污水排至初沉池进行重力沉降,除沉降物外其余污水在 初沉池上部溢流而出;
C、 PH检测控制:在线检测污水PH值,当污水PH小于7时,加碱调节确 保污水的PH》7;
d、 絮凝:按污水水质通过加药泵添加一定量絮凝剂,排放至快慢池进行快 慢搅拌、反应絮凝;
e、 二沉:在二沉池内再次进行重力沉降,除沉降物外其余污水在二沉池上 部溢流而出,进入原水池;
f、 多介质过滤:原水池出水依次经过多级多介质过滤器过滤,去除水中微 小颗粒、悬浮物和胶体;
g、 阻塘:按污水水质通过阻垢剂添加装置添加一定量的阻垢剂进行阻垢处理;
h、 精滤:采用精度为1〜5um的保安过滤器精滤,捕捉水中残余的微小颗
粒;
(二) 膜分离
a、 SDI在线检测:在线检测膜分离前进水的污染指数SDI,当SDI〉5时停 机检查调整预处理工艺,确保进水的SDI《5;
b、 膜分离:按产水水质要求,选用滤膜以错流过滤方式对预处理后的水进 行膜分离;
C、循环利用:经膜分离后的产水经消毒装置消毒后排入清水池供企业生产
应用;
(三) 浓縮液处理回流
经膜分离后的浓縮液由浓水池返回原水池,再次循环,并定期用于反冲洗 与正冲洗所述的各级多介质过滤器,冲洗浓液进厌氧-好氧池进行厌氧-好氧反应 后,使出水的化学需氧量COD小于700mg/L,再返回二沉池前再次循环;
(四) 污泥处理
初沉、絮凝、二沉的沉降物排入污泥池,经脱水成泥饼外运,脱出的水返
回二沉池后再次循环。
所述的絮凝剂分有机类和无机类,有机类絮凝剂有聚丙烯酰胺PAM、聚阳 离子型絮凝剂PDA;无机类絮凝剂有聚合氯化铝PAC、聚合硫酸铁PFS、硫酸 亚铁FeS04、三氯化铁FeC13、明砜。
所述的絮凝剂以一种有机类絮凝剂与一种无机类絮凝剂的组合,加入量分别 为有机类絮凝剂1〜10mg/L,无机类絮凝剂50〜150mg/L。
所述的二沉到多介质过滤之间可添加臭氧氧化,二次絮凝和三沉。
所述的多介质过滤器所用滤料是无烟煤、石英砂、海绿砂、无水硅酸铝中的 几种组合,各滤料粒度范围0.1〜2.0mm。
所述的多介质过滤器采用空气擦洗和水反冲洗/正冲洗,冲洗周期为8〜16 小时。
所述的多介质过滤器反冲洗/正冲洗用水,是由浓水池通过冲洗水泵排出的经 膜分离后的浓縮液。
所述的多介质过滤器采用空气擦洗和水反冲洗/正冲洗后的冲洗浓液进入厌 氧-好氧池进行厌氧-好氧反应,然后排放至二沉池前再次循环。
所述的阻垢剂是六偏磷酸纳SHMP、有机磷酸盐或多聚丙烯酸盐。
所述的膜分离中的滤膜是纳滤膜或反渗透膜。
与现有技术相比,本发明的发明效果体现在:①本发明对与传统方法类似的 处理工艺如调匀、初沉、絮凝、二沉、厌氧一好氧反应等等采用了与传统方法不 同的处理次序和处理目标,如A/0池的厌氧一好氧反应,传统方法以达标排放 为目的, 一般要求处理后出水的化学需氧量COD小于100mg/L,而本发明则以 经济地降低COD为目的,只需要求出水的COD小于700mg/L即可,因此厌氧 一好氧反应工艺的运行成本可大大降低;②本发明按照工业企业生产用清水品质 要求,在膜分离技术中尽量采用运行成本更低的纳滤膜,使处理费用降低;③本 发明以造纸、印染工业企业生产后排放的未经处理的高浓度工业污水为处理水 源,经再生处理后得到高品质的产水,产水水质达到各工业企业生产用清水品质 要求,可直接应用于生产使用,实现工业污水的零排放和循环利用,为企业带来 巨大的社会效益,而产水成本低于目前各工业企业用水的综合成本,即用水综合 成本等于清水费用加上污水处理费用,可为造纸、印染工业企业带来显著的经济
效益;©本发明还可以充分利用造纸、印染工业企业原有污水处理的工艺和设备, 加以一定的技术改造、调整即可,可为工业企业节约大量的投资成本。 附鹏说明
图1为本发明造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利用的工艺流程图。 具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方案再进行详细说明。
完成高浓度造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利用方法,如图1所示, 包括预处理、旗分离、浓缩液处理回流和污泥处理。
预处理包括造纸、印染工业企业各车间的工业污水全部排放至调匀池1进行 混合调节均匀;调匀后的污水排至初沉池2进行重力沉降,除沉降物外其余污水 由初沉池上部溢流而出;并对溢流而出的污水通过PH检涠装置27进行在线检 測PH值,当污水PH小于7时,加碱调节确保污水的PH^7;然后通过输水泵 3输入快慢池5,输入前先通过加药泵4添加一定量的絮凝剂,絮凝剂为有机类 絮凝剂聚丙烯,PAM和无机类絮凝剂聚合氣化铝PAC的组合,加入量分别为 有机类絮凝剂1~5 mg/L、无机类絮凝剂70〜120 mg/L,流入快慢池5进行快馊 拨拌、反应絮凝;絮凝后的污水流入二沉池6再次进行重力沉降,除沉降物外其 余污水溢流进入原水池7;再经低压泵8输入滤料为无烟煤、石英砂的、滤料精 度为0.1〜2.0咖的多介貭过滤器9、 10,去除水中微小颗粒、悬浮物和胶体;然 后按污水水质通过阻垢剂添加装置11添加一定量的阻裙剂如六偏辚酸钠SHMP进 行阻街处理,以控制碳酸盐榭、硫酸盐垢、氟化鈣垢的生成,阻街剂的加入i:为 2〜8mg/L;再经精度为1〜5lim的保安过滤器12精滤,捕捉水中残余的微小颗 粒;保安过滤后经中间水箱13、髙压泵14输出进入膜分离阶段。
膜分离前首先经SDI检測仪15对进水进行SDI在线检测,当SDI>5时,停 机检査调整预处理工艺,确保进水的SDI《5;然后按产水水质要求,选用运行 成本更低的纳滤膜16、以错流过滤方式对预处理后的水进行膜分离,膜分离后 的产水经消毒装置17消毒处理后排入清水池18供各车间循环利用。胰分离的滤 膜由淸洗液贮鐮19内的化学淸洗液淸洗,清洗液可以是酸性淸洗剂如0.2% (重 量W)盐酸HCI或2.0^ (W)柠槺酸,也可以是碱性淸洗剂如0.1% (W)的氢 氧化纳NaoH或1.0Q/。 (W)乙二胺四乙酸四钠。
浓縮液处理回流是经膜分离后的浓縮液由浓水池21返回原水池7再次循环, 该膜分离后的浓縮液同时定期用于由冲洗水泵22抹出反冲洗与正沖洗各级多介 质过滤器9、 10,冲洗周期8小时:冲洗浓液进厌氣-好氧A/0池25厌氧-好氧 反应后,使出水的化学霈氧1:C0D小于700mg/L,再返回到二沉池6前再次循环。
污泥处理即在初沉、絮凝、二沉过程中的沉降物排入污泥池23由泵送入污 泥脱水装置24,脱水成泥饼外运,脱出的水返回二沉池6后再次循环。
由于企业生产过程中会造成水分部分蒸发而导致不足部分的水则由补充水 抽取口 28从内河抽水处理后补充。
上述处理过程由中央控制26自动控制。
实施例:
本发明以成功应用于某大型造纸企业为例来进一步说明:该大型造纸企业每 天从内河取水,经沉淀、净化处理为清水用于生产,清水品质要求为色度《12PCU、
浊度《1.5NTU (高于饮用水要求的色度《15PCU、浊度《5NTU)。清水经各生产车 间使用后转变为约3万吨高浓度的工业污水,其中化学需氧量C0D和悬浮物SS 高达3000〜5000mg/L,釆用其原有的污水处理设施处理后的废水水质虽能达到 国家排放标准(废水的平均色度和浊度分别为82PCU和11NTU),却由于达不到 企业生产用清水品质要求而不能被循环利用,只能直接排放,污染了环境。该 企业的清水费用约1元/吨,污水处理费用约1.85元/吨,两者合计该企业每吨 用水的综合成本约为2. 85元/吨。 应用本发明的具体工艺过程如下-
a、 首先将该企业各生产车间排出的工业污水在调匀池内混合调匀后,在初 沉池内采用重力沉降以除去水中固体杂质,出水水质化学霈氧量COD从原来的 3000~5000mg/L降低到约1000mg/L、悬浮物SS从原来的3000〜5000mg/L降低 到约150mg/L、但色度与浊度仍高到该企业的仪器无法检测,另外出水的PH保 持在7.0-8.0之间,不需调节;
b、 选择絮凝剂中的有机类絮凝剂聚丙烯酰胺PAM与无机类絮凝剂聚合氯 化铝PAC、以有机类加入量为2mg/L、无机类加入量为90mg/L通过加药泵连续 加入后流入快慢池进行快慢搅拌反应絮凝;
c、 在二沉池内再次采用重力沉降以去除上述水中反应生成的絮凝物,出水 的COD降低到约700ing/L、色度降低到150〜200PCU、浊度降低到8〜12NTU;
d、 采用三级过滤精度递增的多级多介质过滤器过滤,以去除水中的微小颗 粒、悬浮物和胶体。多介质过滤器内的滤料采用无烟煤与两种石英砂混合,无烟 煤的粒度为0.8〜1.0咖,石英砂粒度分别为0.42〜1咖、0.21~0. 42mm;
e、 采用精度为5iim的保安过滤器过滤,以捕捉水中残余的微小颗粒,出 水的污染指数SDI《1;f、 根据该企业生产用淸水的具体品质要求,选用日本产ESNA系列纳滤膜 进行膜分离,产水的平均色度为2PCU、浊度为0.1NTU,完全达到该企业清水品 质要求的色度《12PCU、浊度《1.5NTU,此外,产水电导率为167"s/cm,远低 于该企业现用清水的〜500ns/cm,产水测试结果请参见表1„产水经消毒处理 后,可应用于该企业生产,实现其工业污水的循环利用;
g、 上述纳滤膜处理后的浓縮液排入浓水池再返回原水池后再次循环,或用 于反冲洗与正冲洗所述的各级多介质过滤器,冲洗周期为8小时,冲洗浓液的 COD约为3000 mg/L;
h、 上述冲洗浓液排入A/0池厌氧-好氧反应使水中COD降低到700 ing/L 以下后返回二沉池前再次循环;
i、 初沉池、快慢池、二沉池的沉降物排入污泥池,经脱水处理成泥饼外运, 而水分则回流到二沉池后再次循环,实现工业污水零排放。
经济效益:
1、 经试用,采用本技术产水成本约为2.0元/吨,与目前该企业用水综合 成本约2.85元/吨相比,节约了 0.85元/吨,以该企业每天平均用水量3万吨折算, 年用水量约1000万吨计算,可为企业每年带来850万元的直接经济效益;
2、 间接经济效益:目前该企业自备电厂采用其现有清水为水源,经离子交 换后使用,现有清水平均电导率约为500ii s/cm,本技术产水的平均电导率仅为 167ns/cm,如采用本技术产水作为电厂用水,可降低后续离子交换费用2/3, 间接经济效益十分显著。
社会效益:
目前该企业每年排放废水1000万吨,采用本技术后,实现零排放,即每年 可少排废水1000万吨,产生巨大的社会效益。
表l纳滤产水水质测试结果
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续表l
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Claims (10)

1、一种造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利用的方法,其特征在于该方法包括: (一)预处理 a、调匀:将造纸、印染工业污水全部排放至调匀池进行混合调节均匀; b、初沉:调匀后的污水排至初沉池进行重力沉降,除沉降物外其余污水在初沉池上部溢流而出; c、PH检测控制:在线检测污水PH值,当污水PH小于7时,加碱调节确保污水的PH≥7; d、絮凝:按污水水质通过加药泵添加一定量絮凝剂,排放至快慢池进行快慢搅拌、反应絮凝; e、二沉:在二沉池内再次进行重力沉降,除沉降物外其余污水在二沉池上部溢流而出,进入原水池; f、多介质过滤:原水池出水依次经过多级多介质过滤器过滤,去除水中微小颗粒、悬浮物和胶体; g、阻垢:按污水水质通过阻垢剂添加装置添加一定量的阻垢剂进行阻垢处理; h、精滤:采用精度为1~5μm的保安过滤器精滤,捕捉水中残余的微小颗粒; (二)膜分离 a、SDI在线检测:在线检测膜分离前进水的污染指数SDI,当SDI>5时停机检查调整预处理工艺,确保进水的SDI≤5; b、膜分离:按产水水质要求,选用滤膜以错流过滤方式对预处理后的水进行膜分离; c、循环利用:经膜分离后的产水经消毒装置消毒后排入清水池供企业生产应用; (三)浓缩液处理回流 经膜分离后的浓缩液由浓水池返回原水池,再次循环,并定期用于反冲洗与正冲洗所述的各级多介质过滤器,冲洗浓液进厌氧-好氧池进行厌氧-好氧反应后,使出水的化学需氧量COD小于700mg/L,再返回二沉池前再次循环; (四)污泥处理 初沉、絮凝、二沉的沉降物排入污泥池,经脱水成泥饼外运,脱出的水返回二沉池后再次循环。
2、 根据权利要求1所述的造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利用的 方法,其特征在于所述的絮凝剂分有机类和无机类,有机类絮凝剂有聚丙烯酰胺 PAM、聚阳离子型絮凝剂PDA;无机类絮凝剂有聚合氯化铝PAC、聚合硫酸铁 PFS、硫酸亚铁FeS04、三氯化铁FeC13、明矶。
3、 根据权利要求1或2所述的造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利 用的方法,其特征在于所述的絮凝剂是一种有机类絮凝剂与一种无机类絮凝剂的 组合,加入量分别为有机类絮凝剂1〜10mg/L,无机类絮凝剂50〜150mg/L。
4、 根据权利要求1所述的造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利用的 方法,其特征在于所述的二沉到多介质过滤之间可添加臭氧氧化,二次絮凝和三 沉。
5、 根据权利要求1所述的造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利用的 方法,其特征在于所述的多介质过滤器所用滤料是无烟煤、石英砂、海绿砂、无 水硅酸铝中的几种组合,各滤料粒度范围0.1〜2.0咖。
6、 根据权利要求1或5所述的造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利 用的方法,其特征在于所述的多介质过滤器采用空气擦洗和水反冲洗/正冲洗, 冲洗周期为8〜16小时。
7、 根据权利要求6所述的造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利用的 方法,其特征在于所述的多介质过滤器反冲洗/正冲洗用水,是由浓水池通过冲 洗水泵排出的经膜分离后的浓縮液。
8、 根据权利要求1或7所述的造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利 用的方法,其特征在于所述的多介质过滤器采用空气擦洗和水反冲洗/正冲洗后 的冲洗浓液进入厌氧-好氧池进行厌氧-好氧反应,然后排放至二沉池前再次循 环。
9、 根据权利要求1所述的造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利用的 方法,其特征在于所述的阻垢剂是六偏磷酸纳SHMP、有机磷酸盐或多聚丙烯酸盐。
10、 根据权利要求1所述的造纸、印染工业污水再生处理零排放循环利用的 方法,其特征在于所述的膜分离中的滤膜是纳滤膜或反渗透膜。
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