CN101503254B - 氧化-混凝法处理氧化塘遗留造纸黑液的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环保领域，涉及一种处理造纸黑液的工艺，具体涉及一种氧化-混凝法处理氧化塘遗留造纸黑液的工艺。主要特征是：先向黑液中加入特定配比的芬顿试剂氧化一定时间，再向黑液中加入特定量的混凝剂阳离子聚丙烯酰胺，缓慢搅拌，最后过滤，所得滤液澄清透明，可直接达标排放，pH为6～7，COD为150～250mg/L、色度为10～25倍、SS为10～30mg/L。本工艺处理时间短、效果好、成本低，且易于连续操作实现规模化治理，具有非常好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于环保领域，涉及一种处理造纸黑液的工艺，具体涉及一种氧化-混凝法处理氧化塘遗留造纸黑液的工艺。
背景技术
目前我国造纸工业废水排放量及COD(化学需氧量)排放量在我国各类工业排放量中所占比例较大，造纸工业废水对水环境的污染尤为严重，它不但是我国造纸工业污染防治的首要问题，也是全国工业废水进行达标治理的关键问题之一。我国造纸工业的水污染主要来自碱法(包括硫酸盐法)化学浆厂的废水，它包括蒸煮黑液和洗选漂废水两部分。我国碱法纸浆产量约占化学制浆产量的90％，碱法制浆产生黑液的污染负荷约占该制浆造纸生产线产生废水总污染负荷的90％左右。造纸所用植物原料均含有纤维素、木质素和半纤维素(即聚糖类)三大成分。造纸主要利用纤维素，蒸煮制浆取出了纤维素，而木质素、半纤维素和加入的烧碱(或亚铵)一起进入黑液中被抛弃。因此，经碱液蒸煮脱木质素后所排出的造纸黑液是造纸工业最大的污染源，主要含有木质素、糖和钠盐三大成分，其中所含的木质素是主要的污染物之一(黑液的黑色即由木质素造成)。就数量而言，以麦草为例，纤维素仅占40％，木质素约25％，半纤维素约28％，即制浆厂仅利用了原料的40％，而丢弃了原料的60％。氧化塘中的造纸黑液多年来受到光照、降雨、自然氧化等作用，造纸黑液中的COD浓度已分别下降到了6000～20000mg/L，pH值也降到了9左右，但色度仍然在800以上，SS(悬浮物)在70以上，处理比较困难。
随着国家环保政策的日益严格和目前循环经济的大力推广，造纸废水必须经过处理达标后才能排放，尤其是对环境污染严重的造纸黑液。氧化塘遗留造纸黑液典型的处理方法是碱回收、蒸煮、生物法、填埋法、自然蒸发浓缩法等。但这些方法普遍存在工艺繁琐、投资较大，不易实施等问题，有的还会带来二次污染；并且对COD、色度、SS的去除效果都一般，很难达到环保部门要求的排放标准。目前山东、江苏、河南等地存在大量的造纸黑液氧化塘，给环境治理留下了严重的隐患。
发明内容
本发明的目的是为克服上述不足之处提供一种效率高、工艺简单、处理效果好的氧化—混凝法治理氧化塘遗留造纸黑液的工艺。处理的对象是以麦草为原料采用烧碱法制浆的黑液。
本发明采用的技术方案是：
一种氧化—混凝法治理氧化塘遗留造纸黑液的工艺，包括如下工艺步骤：向黑液中加入芬顿试剂进行氧化，氧化0.5～2min，再向黑液中加入混凝剂，缓慢搅拌1～2min，最后用60～100目滤网过滤，所得滤液澄清透明，pH为6～7，COD为150～250mg/L、色度为10～25倍、SS为10～30mg/L。总处理时间0.5～4min。
芬顿试剂采用FeSO4·7H2O和30％双氧水质量比为2∶1～6∶1配制的溶液；按固含量5‰～10‰的遗留造纸黑液，芬顿试剂的用量按FeSO4·7H2O计为5～25g/L。
混凝剂采用分子量在1000～1400万道尔顿之间的阳离子型聚丙烯酰胺，配制成浓度为0.1‰～10‰溶液，按固含量5‰～10‰的遗留造纸黑液，其用量为：50～100mL/L。
所述的固含量5‰～10‰的遗留造纸黑液，是指每1000毫升黑液蒸干后所得固形物的质量为5～10g.
所述的混凝剂浓度为0.1‰～10‰，是指每1000毫升混凝剂溶液所含溶质的质量为0.1～10g。
所述的30％双氧水，是指每100ml双氧水溶液中所含溶质双氧水的质量为30g。有益效果：
使用特定用量范围内的FeSO4·7H2O、双氧水和阳离子型聚丙烯酰胺可以达到有效治理氧化塘造纸黑液的目的，若超出该范围，则处理后的水质将有明显的改变，各项指标均远远不能达到环保部门规定的废水排放标准，详见比较例。
与其他处理造纸黑液的工艺相比，本工艺仅使用了FeSO4·7H2O、双氧水和阳离子型聚丙烯酰胺，比其他工艺所使用的试剂种类少，无需用酸碱调节pH值，无需加入其他金属盐等，无需任何催化剂，操作简便易行，处理时间大大缩短。
1)对COD的去除率可由普通法的80～85％提高到该配方工艺的96～98％，提高幅度15％左右；
2)对色度的去除率可由普通法的70～75％提高到该配方工艺的97～99％，提高幅度25％左右；
3)处理时间可由普通方法的0.5～1小时减少到该配方工艺的0.5～4min，大大缩短了处理周期。
具体实施方式
实施例1：
按8‰固含量的氧化塘遗留造纸黑液，称取9gFeSO4·7H2O置于烧杯中，向其中加入27mL水，充分搅拌溶解后，再加入3mL 30％的双氧水，搅拌，将配好的溶液加入到1L氧化塘遗留造纸黑液中，充分搅拌30s，再向其中加入5‰阳离子型聚丙烯酰胺100mL，缓慢搅拌1min后，用60～100目滤网过滤，滤液pH为6.6，COD为188mg/L，SS为16mg/L，色度为20倍。
实施例2：
按8‰固含量的氧化塘遗留造纸黑液，称取5gFeSO4·7H2O，置于烧杯中，向其中加入15mL水，充分搅拌溶解后，再加入1mL30％的双氧水，将配好的溶液加入到1L氧化塘遗留造纸黑液中，充分搅拌30s，再向其中加入5‰阳离子型聚丙烯酰胺50mL，缓慢搅拌1.5min后，用60～100目滤网过滤，滤液pH为6.8，COD为246mg/L，SS为19mg/L，色度为22倍。
实施例3：
按8‰固含量的氧化塘遗留造纸黑液，称取25gFeSO4·7H2O，置于烧杯中，向其中加入75mL水，充分搅拌溶解后，再加入10mL30％的双氧水，将配好的溶液加入到1L氧化塘遗留造纸黑液中，充分搅拌30s，再向其中加入5‰阳离子型聚丙烯酰胺100mL，缓慢搅拌1.5min后，用60～100目滤网过滤，滤液pH为6.1，COD为241mg/L，SS为19mg/L，色度为24倍。
实施例4：
按7‰固含量的氧化塘遗留造纸黑液，称取5gFeSO4·7H2O，置于烧杯中，向其中加入15mL水，充分搅拌溶解后，再加入1mL30％的双氧水，将配好的溶液加入到1L氧化塘遗留造纸黑液中，充分搅拌30s，再向其中加入0.5‰阳离子型聚丙烯酰胺50mL，缓慢搅拌1.5min后，用60～100目滤网过滤，滤液pH为6.8，COD为189mg/L，SS为17mg/L，色度为23倍。
实施例5：
按7‰固含量的氧化塘遗留造纸黑液，称取25gFeSO4·7H2O，置于烧杯中，向其中加入75mL水，充分搅拌溶解后，再加入10mL30％的双氧水，将配好的溶液加入到1L氧化塘遗留纸黑液中，充分搅拌30s，再向其中加入0.5‰阳离子型聚丙烯酰胺100mL，缓慢搅拌1min后，用60～100目滤网过滤，滤液pH为6.1，COD为237mg/L，SS为19mg/L，色度为24倍。
实施例6：
按7‰固含量的氧化塘遗留造纸黑液，称取5gFeSO4·7H2O，置于烧杯中，向其中加入15mL水，充分搅拌溶解后，再加入1mL 30％的双氧水，将配好的溶液加入到1L氧化塘遗留造纸黑液中，充分搅拌30s，再向其中加入5‰阳离子型聚丙烯酰胺50mL，缓慢搅拌1min后，用60～100目滤网过滤，滤液pH为6.7，COD为178mg/L，SS为16mg/L，色度为20倍。
实施例7：
按8‰固含量的氧化塘遗留造纸黑液，称取15gFeSO4·7H2O，置于烧杯中，向其中加入45mL水，充分搅拌溶解后，再加入5mL30％的双氧水，将配好的溶液加入到1L氧化塘遗留造纸黑液中，充分搅拌30s，再向其中加入2.5‰阳离子型聚丙烯酰胺75mL，缓慢搅拌1min后，用60～100目滤网过滤，滤液pH为6.3，COD为221mg/L，SS为19mg/L，色度为24倍。
比较例1：
按8‰固含量的氧化塘遗留造纸黑液，称取9gFeSO4·7H2O，置于烧杯中，向其中加入27mL水，充分搅拌溶解后，再加入3mL30％的双氧水，将配好的溶液加入到1L氧化塘遗留造纸黑液中，充分搅拌30s，再向其中加入5‰阳离子型聚丙烯酰胺40mL，缓慢搅拌1min后，用60～100目滤网过滤，滤液pH为6.7，COD为1028mg/L，SS为32mg/L，色度为162倍。
比较例2：
按8‰固含量的氧化塘遗留造纸黑液，称取9gFeSO4·7H2O，置于烧杯中，向其中加入27mL水，充分搅拌溶解后，再加入0.5mL30％的双氧水，将配好的溶液加入到1L氧化塘遗留造纸黑液中，充分搅拌30s，再向其中加入5‰阳离子型聚丙烯酰胺100mL，缓慢搅拌1min后，用60～100目滤网过滤，滤液pH为6.7，COD为2032mg/L，SS为35mg/L，色度为196倍。
比较例3：
按8‰固含量的氧化塘遗留造纸黑液，称取4gFeSO4·7H2O，置于烧杯中，向其中加入12mL水，充分搅拌溶解后，再加入3mL30％的双氧水，将配好的溶液加入到1L氧化塘遗留造纸黑液中，充分搅拌30s，再向其中加入5‰阳离子型聚丙烯酰胺100mL，缓慢搅拌1min后，用60～100目滤网过滤，滤液pH为7.1，COD为1862mg/L，SS为34mg/L，色度为180倍。
比较例4：
按8‰固含量的氧化塘遗留造纸黑液，称取9gFeSO4·7H2O，置于烧杯中，向其中加入27mL水，充分搅拌溶解后，再加入3mL30％的双氧水，将配好的溶液加入到1L氧化塘遗留造纸黑液，充分搅拌30s，再向其中加入0.2‰阳离子型聚丙烯酰胺45mL，缓慢搅拌1min后，用60～100目滤网过滤，滤液pH为6.8，COD为2602mg/L，SS为36mg/L，色度为210倍。
本发明所使用的阳离子聚丙烯酰胺的分子量在1000-1400万道尔顿之间皆可。
Claims (4)
1.一种氧化-混凝法处理氧化塘遗留造纸黑液的工艺，包括先向黑液中加入芬顿试剂氧化一定时间，再向黑液中加入混凝剂，缓慢搅拌，最后过滤，其特征在于：
(a)芬顿试剂采用FeSO4·7H2O与30％双氧水的质量比为2∶1～6∶1配制的溶液；
(b)按固含量5‰～10‰的遗留造纸黑液，芬顿试剂的用量按FeSO4·7H2O计为5～25g/L；
(c)混凝剂采用分子量在1000～1400万道尔顿之间的阳离子型聚丙烯酰胺，配制成浓度为0.1‰～10‰溶液，按固含量5‰～10‰的遗留造纸黑液，其用量为：50～100mL/L；其中，浓度为0.1‰～10‰溶液是指每1000毫升混凝剂溶液所含溶质的质量为0.1～10g，固含量5‰～10‰的遗留造纸黑液是指每1000毫升黑液蒸干后所得固形物的质量为5～10g。
2.根据权利要求1所述的氧化-混凝法处理氧化塘遗留造纸黑液的工艺，其特征在于所述的氧化时间为0.5～2min。
3.根据权利要求1所述的氧化-混凝法处理氧化塘遗留造纸黑液的工艺，其特征在于所述的缓慢搅拌时间为1～2min。
4.根据权利要求1所述的氧化-混凝法处理氧化塘遗留造纸黑液的工艺，其特征在于所述的过滤采用的滤网为60～100目。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101229 Termination date: 20110318 |