CN101050044A

CN101050044A - 一种对造纸污水进行深度处理的方法

Info

Publication number: CN101050044A
Application number: CNA2007100991377A
Authority: CN
Inventors: 庞鹏远
Original assignee: Individual
Current assignee: SHANDONG SWAN WATER ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2027-05-14
Also published as: CN101050044B

Abstract

本发明提供了一种对造纸污水进行深度处理的方法。该方法流程为：生化二沉池出水→化学混凝→沉淀→复合滤料过滤→生物吸附剂吸附降解净化或氧化剂氧化→清水池→回用。化学混凝采用的净水剂由两种絮凝剂组成，一种为铝盐或铁盐或铁铝盐的混合物；一种为聚丙烯酰胺(PAM)。铝盐为氯化铝、硫酸铝、硫酸铝钾或其组合；铁盐为硫酸亚铁、硫酸铁、聚合硫酸铁、三氯化铁或其组合；铁铝盐是指以上铝盐和铁盐的混合物；聚丙烯酰胺为阳离子PAM或阴离子PAM或非离子PAM；生物吸附剂是指生长有活性污泥的吸附剂。氧化剂为臭氧或二氧化氯或氯气。使用本发明对造纸中段水生化处理二沉池出水进行深度处理后，最终出水水质完全达到了严格的造纸工业水污染物排放标准和回用于造纸生产的要求。

Description

一种对造纸污水进行深度处理的方法

技术领域

本发明涉及一种污水处理方法，特别是一种对造纸污水进行深度处理的方法。

背景技术

目前遍布于全国的中小型造纸厂数量很多，但造纸污水的排放，污染环境，其所造成的严重后果是环保法规所不能允许的。因此，中小型造纸厂的污水净化处理，已成为许多造纸厂生存和发展的重要问题。造纸污水成分复杂，其中有机污染物和无机污染物的含量高，生物处理难度很大，属于难处理的工业污水之一。目前，造纸污水的净化处理技术已经有很多种，但因种种原因都未能很好满足造纸厂的处理要求，有的技术落后，达不到处理效果，有的设施投资太大，中小型造纸厂难以承受，还有的因为污水处理剂的成本太高，难以维持处理费用等。因此，造纸污水的处理问题一直以来都未能得到很好地解决。

目前，中国对造纸工业水污染物的排放仍然执行比较宽松的标准。如《造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2001)规定，漂白木浆污水的CODer≤400mg/L，BOD₅≤70mg/L；漂白草浆污水的CODcr≤450mg/L，BOD₅≤150mg/L。山东省是中国造纸大省之一，其《山东省造纸工业水污染物排放标准》(DB37/336-2003。表一)规定，漂白木浆污水的CODcr≤350mg/L，BOD₅≤70mg/L；漂白草浆污水的CODcr≤420mg/L，BOD₅≤90mg/L。无论是国家的造纸工业水污染物排放标准或是略严于国家标准的地方造纸工业水污染物排放标准，对于保护我国水域环境的安全来说都存在着一些差距。为此，自2007年1月起国家和地方均对造纸工业的水污染物排放标准提出了更严格的要求。

另外，水是宝贵资源，而造纸行业是用水大户，生产一吨纸(含制浆工艺)大约耗水150-200m。一个生产规模较大的造纸企业，一天的用水量和排放污水量都是数以万吨计。因此，对造纸污水进行深度处理，是节约水资源、实现污水资源化，大幅度削减造纸工业排污量，保护生态环境良好的有力措施。

造纸中段污水排放量大，水质污染程度较重，其CODcr一般在1500-3000mg/L之间，BOD₅在500-1000mg/L范围内，色度重，外观呈棕褐色。目前通用的造纸中段水的处理工艺，是对污水进行初级沉淀后，经水质调节，采用生物化学处理手段达到现行排放标准。该流程在采用合理的操作参数条件下，二沉池出水一般可达到国家或地方标准，但二沉池出水水质还远远高于严格的污水排放标准或生产回用水水质。

基于此，在执行新的排放标准的要求下，目前迫切需要一种对造纸污水进行深度处理的方法，以使处理后的造纸污水中各种水质指标能达到环保的要求，并对处理后的水能够重新进行回收利用。本发明正是根据造纸企业节约生产用水、实现污水资源化的需求以及水环境问题的敏感区域对造纸污水排放标准的严格要求，提出了一种对造纸污水进行深度处理的新方法。本发明所指的造纸污水深度处理方法是指对造纸中段水生化处理出水(即二沉池出水)进行深度处理，使深度处理出水可达到更严格的排放指标允许排出厂外或者回用于纸的生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种对造纸污水进行深度处理的方法，以使深度处理出水可回用于纸的生产或达到更严格的排放指标后排入环境。

本发明所提供的具体方案如下：

本发明的造纸污水深度处理的方法，包括以下流程：

1)化学混凝：将生化二沉池出水在混凝反应器中加入净水剂，经过一系列混凝反应，使污水中的悬浮物得以有效去除；

2)重力沉淀：在沉降槽中对化学混凝后污水中的絮凝物进行重力沉淀，上面的清水进入清水槽中；

3)复合滤料过滤：将上述清水槽中的水进入装有无烟煤和石英砂的复合滤料滤罐进行过滤，滤液借重力或泵压流入生物吸附剂罐或接触塔；

4)生物吸附剂吸附降解净化或氧化剂氧化：生物吸附剂吸附降解净化是向吸附罐中通入空气，用生物吸附剂进行吸附及生物降解净化，延长吸附剂的使用寿命；氧化剂氧化是向以上步骤3)的滤出液中通入臭氧或二氧化氯或氯气，利用氧化反应使水净化；

5)清水储池：将上述步骤处理的水流入清水储槽待回用。

其中，化学混凝步骤1)中采用的净水剂可采用以下两种絮凝剂之一，一种选自铁盐或铝盐或铁铝盐混合物；一种为聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂(PAM)；所述生物吸附剂吸附降解净化步骤4)中的吸附剂为生物活性炭、生物焦炭、生物微孔陶瓷颗粒等。且在吸附降解净化中向吸附物质层中供入空气，确保吸附剂表面生长的微生物能够进行生物降解净化。

其中，生物降解净化步骤4)中的生物吸附剂为生长有活性污泥的吸附剂。

其中，氧化剂是指臭氧或二氧化氯或氯气。

本发明的造纸污水深度处理的方法中，铝盐选自氯化铝、硫酸铝、硫酸铝钾或其组合；其中铁盐选自硫酸亚铁、硫酸铁、聚合硫酸铁、三氯化铁或其组合；铁铝盐系指以上铁盐和铝盐的混合物；聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂为阳离子PAM或阴离子PAM或非离子PAM。其中在化学混凝步骤中采用的净水剂总投放量根据所处理的污水量和出水水质指标进行投放，并且在污水处理前后的PH值为6-9。

本发明的原理如下：在生化二沉池出水中，含有可见的悬浮颗粒物，其主要成分是吸附有有机污染物的活性污泥颗粒，另外一部分是溶于水中的难生物降解的有机物(如木质素分解产物、微生物降解产物、色度物质等)和生产用原水以及生产过程中加入的和生化反应产生的无机物(如碳酸盐，硫酸盐，亚硝酸盐和硝酸盐，氯根以及钠、钙、镁、铁离子等)。这些有机类和无机类污染物的存在，使生化二沉池出水无论从外观到内在质量都达不到回用于生产或严格的排放标准要求。

本发明所采用的无机和有机絮凝剂，不仅可将污水中绝大部分悬浮物活性污泥颗粒通过胶团吸附作用加以清除，而且可以将部分溶解性有机污染物去除。一般情况下，对生化二沉池出水COD的去除率大于70％。混凝出水再经滤料过滤和生物吸附剂吸附降解净化，又可将混凝出水的COD下降约50％。利用氧化剂取代生物吸附剂吸附降解净化，是通过氧化剂中的原子态氧或二氧化氯或次氯酸的强氧化作用，把污染物分子进一步氧化为二氧化碳和水并脱色，使COD和色度值下降，该工艺手段可将混凝出水的COD下降50％以上，色度去除70％以上。

中段水经生化处理后，其色度去除率一般不大于60％，因此，二沉池出水的色度仍会在200-300倍(稀释倍数法)范围内。采用本发明所提供的工艺流程，混凝一步可去除约70％的色度，再经生物吸附剂吸附降解净化或氧化剂氧化，色度的总去除率可达90％以上。

经本发明所提供的工艺流程和采用的化学品对中段水生化处理二沉池出水进行深度处理后，最终出水水质完全达到了回用于造纸生产的要求。回用水可用于制浆工段、浆的筛选与洗涤，设备与地面冲洗等场所。

具体实施方式

以下介绍的是作为本发明所述内容的具体实施方式，下面通过具体实施方式对本发明的所述内容作进一步的阐明。当然，描述下列具体实施方式只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明范围。

进行扩大试验时，首先由造纸厂取来数以吨计的造纸中段水生化处理出水，并将其注入数个大容积塑料大罐中，每罐可储存污水1～2m³，作为原水储池使用。试验开始前，将铝盐或铁盐或铁铝盐混合物溶液配制成10％-30％浓度，阳离子型或阴离子或非离子PAM配成0.05％-0.5％浓度。试验开始后，按污水流量为150L/h用提升泵将污水打入混凝反应器进行化学混凝反应，同时，用加药泵按本发明所设计的投药量把第一种和第二种絮凝剂加入混凝反应器，此时，污水中形成絮状混凝物(矾花)。该反应器可使大部分絮凝物沉于反应器底部，并可定时排出，而含有少量絮凝物的污水由反应器出水堰排入沉降槽进一步进行重力沉淀，沉淀槽上清液流入澄清水储槽。

用泵提升澄清槽储水，经流量计(流量100L/h)打入复合滤料滤罐，料罐中装有无烟煤和石英砂，该滤罐可以截留澄清水中残留下来的少量悬浮颗粒，然后，借助重力差流入生物活性碳或生物活性焦炭或生物活性陶粒等吸附剂的吸附罐，同时由下而上向填料层中供入一定量空气或氧气，确保吸附剂层表面微生物的生存和繁殖，生物活性碳罐出水流入清水储罐。

用泵提升澄清槽储水，经流量计先向复合滤料滤罐打入污水，然后滤液再自上而下流入接触塔中，同时自下而上由接触塔塔底通入一定量臭氧，进行逆向接触，经一段时间接触后，污水色度大幅下降并流入清水储罐。

本扩试采用24小时连续运行，日处理规模为3.6m³/d，通常可确保深度处理出水达到回用水水质或严格的排放标准，具体数据如表1。

表1

本发明选择了三种实际造纸污水进行了每种污水不少于8吨规模的扩大试验(对麦草浆污水的扩试规模超过15吨)。按每4小时取样一次的频率，分别测试处理前和处理后的CODcr和色度数值，用于判断本发明的实用效果，结果示于表2中。

表2列出了采用本发明对三种实际造纸中段水生化处理出水(二沉池出水)进行深度处理的实际结果(扩大试验规模为3.6m/d)；

表2

注：(1)所有污水的PH处理前和处理后均为6-9

(2)指化学混凝出水

本发明工艺流程中，化学混凝剂的投加量随原始污水COD值的增大，投药量适当增加。生物活性炭的使用寿命预测值为3-5年。

由以上说明可知，本发明可以成功的对造纸中段污水的生化处理出水进行深度处理。本发明具有处理工艺流程简单，工程投资低，操作管理方便，处理成本便宜，出水水质稳定优良等一系列优点。

本发明技术方案的特点包括：

1.由于国家对造纸企业的污水资源化没有硬性要求，所以绝大数造纸企业尚未将污水资源化列入首要议程，本发明超前地为造纸企业提供了一整套污水资源化的新技术。

2.本发明所能达到的深度处理出水水质已明显优于国家污水综合排放标准(GB8978-1996)中的一级标准，因此它可以满足中国“南水北调”流域地区或其他环境敏感流域对造纸行业执行严格的水污染物排放标准的要求。

3.本发明采用空气供氧方式可以延长生物吸附剂处理设备中吸附剂的使用寿命，降低污水处理成本，在处理造纸污水处理上也属首次。

4.本发明由于采用了复合滤料滤罐，可以大大减少生物吸附剂的吸附罐的堵塞，确保吸附罐稳定运行，出水悬浮物低于50mg/L，利于回用或达标排放。

5.本发明选用的铝盐或铁盐或铁铝盐混合物的价格明显低于处理造纸污水常用的絮凝剂，如聚合氯化铝，从而可确保本发明的处理成本和处理效果优于目前所知道的其它造纸中段水生化处理出水深度处理方法。

6.本发明选用的氧化剂均具有极强的氧化作用，可以代替生物吸附剂用于混凝滤液的净化，并有强烈的杀菌作用。

尽管上文对本发明的具体实施方式进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，我们可以对上述实施方式进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。

Claims

1.一种造纸污水深度处理的方法，包括以下流程：

1)化学混凝：将生化二沉池出水在混凝反应器中加入净水剂，经过一系列化学混凝反应，使悬浮物得到有效去除；

2)重力沉淀：在沉降槽对化学混凝后污水中的絮凝物进行重力沉淀，上面的清水流入清水槽中；

3)复合滤料过滤：将上述清水槽中的水用泵打入装有无烟煤和石英砂的复合滤料滤罐进行过滤，滤液借重力或泵压流入生物吸附剂罐或接触塔；

4)生物吸附剂吸附降解净化或氧化剂氧化：生物吸附剂吸附降解净化是向吸附罐中通入空气，用生物吸附剂进行吸附及生物降解净化；氧化剂氧化是向上述步骤3)的滤出液接触塔中通入臭氧或二氧化氯或氯气，利用氧化反应使水净化；

5)清水储池：将上述步骤处理的水流入清水储槽待回用；

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述化学混凝步骤中采用的净水剂可采用以下两种絮凝剂之一，一种选自铝盐或铁盐或铁铝盐混合物；一种为聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂(PAM)。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学混凝步骤中采用的净水剂总投放量根据所处理的污水量或出水水质指标进行投放。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物吸附剂吸附降解净化中的生物吸附剂为生长有活性污泥的吸附剂。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物吸附剂吸附降解净化是指向吸附物质层中供入空气，确保吸附剂表面上的微生物能够不断生长、繁衍，可长期进行生物降解净化。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，污水处理前后的PH值为6-9。

7、如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述生物吸附剂吸附降解净化中的生物吸附剂为生物活性炭、生物焦炭、生物微孔陶瓷颗粒等。

8、如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述氧化剂是指臭氧或二氧化氯或氯气。

9、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述铝盐选自氯化铝、硫酸铝、硫酸铝钾或其组合；所述铁盐选自硫酸亚铁、硫酸铁、聚合硫酸铁、三氯化铁或其组合；所述铁铝盐是指以上铝盐和铁盐的混合物。

10、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂为阳离子PAM或阴离子PAM或非离子PAM。