CN101781031A

CN101781031A - 造纸中水的净化处理方法

Info

Publication number: CN101781031A
Application number: CN200910001268A
Authority: CN
Inventors: 贾明昊; 曹光春; 李晓光; 丁志刚; 宋学恒; 张卫勇; 程磊磊; 李洪法; 宋明信; 杨吉慧
Original assignee: Shandong Tralin Paper Co Ltd
Current assignee: Shandong Fuyin Paper and Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2029-01-16
Also published as: CN101781031B

Abstract

本发明涉及一种造纸中水的净化处理方法，包括：过滤，沉砂，絮凝沉淀，以及分离回用步骤，其特征在于，在絮凝剂添加至待处理中水中进行絮凝沉淀之前，对占总用量70-90％重量的絮凝剂进行脱盐处理。采用本发明的方法能够以较低的成本处理高盐分含量的造纸废水，而且还能够达到令人满意的结果。

Description

造纸中水的净化处理方法

技术领域

本发明涉及一种造纸废水的处理方法，特别是涉及一种造纸中水的净化处理方法。

背景技术

制浆造纸工业的整个生产过程需要大量的水，这些水在生产过程中汇集了大量的工业有害物质，既无法直接利用，直接排放又会污染环境，因此，对制浆造纸过程各阶段产生的中水进行回收再利用，有着显著的经济和社会价值，决定着造纸企业的生存发展。

目前，通常采用化学沉淀、气浮处理、以及生物氧化等处理方法对中水进行处理。

近年来生物膜超滤技术、反渗透、电渗析、离子交换处理手段不断出现。在造纸行业中，一方面由于处理成本太高，另一方面由于造纸废水成分复杂处理技术难度很大，因此，至今尚没有工业化的成熟处理技术可用。

例如，CN101186418A披露了一种造纸工业废水的回收利用方法，该方法将膜技术和工业水处理技术结合，具体方法包括：微滤工艺段，超滤工艺段，和反渗透膜工艺段。由于在微滤工艺段之前需要首先进行生化处理，超滤工艺段需要采用超滤膜，反渗透工艺段需要采用反渗透膜。因此，水处理成本太高，另外，该方法的实施过程中对水的要求相当严格，因此，对于造纸废水成分复杂多变而言，难以工业化。

CN1255340C披露了一种造纸中水的脱色方法，采用氧气、二氧化氯，以及絮凝剂分别对经生化处理过的中水进行处理，以得到可以回用的净化水。然而，该方法需要使用二氧化氯，其本身就是一种目前已逐渐禁用的化学剂。另外该方法需要长时间的沉降，处理周期长。

CN101050044A披露了一种对造纸污水进行深度处理的方法，包括化学混凝，重力沉淀，复合滤料过滤，生物吸附剂吸附降解净化或氧化剂氧化，等步骤。其中化学混凝采用了传统的絮凝剂如铝盐和/或铁盐，以及聚丙烯酰胺(PAM)。由于没有进行脱盐处理，因此，该方法中增加了复合滤料过滤，以及生物吸附剂吸附降解净化或氧化剂氧化，不仅增加了处理成本，而且还使处理过程复杂化，在实施过程中操作性变差，处理效果不理想。

CN1203231C披露了一种草浆造纸污水处理的方法，包括添加絮凝剂(复合氯化铝)和助凝剂(聚丙烯酰胺)进行絮凝沉淀处理，然后进行气浮处理，清水直接排放或回用。由于废水中可溶性盐含量很高，采用简单的絮凝沉淀并不能够除去，因此，可以肯定的是，经该方法处理过的中水达不到目前国家规定的直接排放或回用的标准。

CN100357191C披露了一种造纸中水的脱色方法，包括向中水中添加白泥和絮凝剂，然后通过炉渣进行吸附达到降低COD，并脱色的目的。该方法仍然没有对废水中大量的水溶性盐进行处理，因此，很难达到目前国家规定的排放的标准。

CN1057512C披露了一种造纸废水的治理方法，包括加酸酸化以分离出木质素；利用煤粒和铁屑过滤有机物和固体颗粒；加石灰乳进行絮凝沉淀；再添加絮凝剂和石灰乳进行絮凝沉淀分离。由于将黑液和中水混合，因此，该方法需要大量酸进行酸化分离木质素，人为地损失了大量的酸和碱。另外，使用了大量的煤粒和铁屑，以及石灰乳，将产生大量的二次污染。再者，由于没有对其中的水溶性盐进行处理，使得最终处理结果不理想，难以达到国家规定的排放标准。

上述现有技术中，相当一部分采用简单的絮凝沉淀处理，然后分离出沉淀物，清水直接排放或回用，由于没有对其中的水溶性盐进行处理，在目前环保要求日趋严格的今天，难以达到国家规定的排放标准。还有一些处理方法采用絮凝沉淀，(生物)吸附过滤，等等步骤，处理过程中将产生大量的二次污染，另外，处理过程过于复杂化，因此，成本将大大提高，即使如此，由于没有对其中的水溶性盐进行处理，经处理过的中水仍然难以达到国家规定的排放标准。有的现有技术采用了超滤膜技术和反渗透膜与常规的废水处理方法相结合，理论上应当能够彻底消除污染问题。但由于成本原因，以及技术上的原因，即造纸废水成分复杂多变，给超滤膜技术和反渗透膜技术在处理造纸废水上不仅带来了成本高的问题，而且还使处理时技术上会遇到意想不到的麻烦。因此，解决现有技术中存在的成本高，处理手段复杂，又造成严重二次污染的问题，是当今造纸废水处理的头等大事，造纸废水处理能否顺利完成，决定了造纸企业的生存和发展。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明人经过潜心研究，完成了本发明。

因此，本发明的目的在于提供一种造纸中水的处理方法，所述方法不采用对水质要求很高的反渗透、电渗析、离子交换等脱盐处理步骤；也不使用会产生大量二次污染的煤渣、白泥，以及对环境有害的化学物质，如二氧化氯等等。不仅使处理步骤简单化，处理周期大大缩短；而且大大降低了处理成本。

另外，经本发明的方法处理过的中水各项指标均大大低于国家规定的排放标准，能够直接排放，或者回用。

具体地说，本发明提供一种造纸中水回用方法，包括：过滤，沉砂，絮凝沉淀，以及分离回用步骤，其特征在于，在絮凝剂添加至待处理中水中进行絮凝沉淀之前，对占总用量70-90％重量的絮凝剂进行脱盐处理。

本领域普通技术人员应当理解的是，对于不同的中水，即不同浓度、不同杂质含量的中段，絮凝剂的总用量以能够将其中的杂质沉淀出来为准，本领域普通技术人员通过简单的试验应当能够确定絮凝剂的用量。

然而，在本发明中，优选的是，以待处理中水的重量计，絮凝剂的总用量为300-800ppm。

由于制浆不同阶段产生的废水其盐分含量不同，因此，在本发明中，优选将高、低盐分的废水在处理前进行分离，收集低盐分的废水。利用常规的过滤，除砂，絮凝沉淀等处理步骤，以便除去泥砂、纤维、部分木质素、色素等等，从而达到排放或回用的标准。

在本发明的过滤步骤中，可以采用现有技术中常规的过滤技术，以便除去泥砂、纤维、部分木质素、色素等等，在去除大量固形物(SS)的同时，还可以回收浆料。

优选的是，采用旋转式微滤机进行过滤，选用80-120目的钢网或尼龙网，回收得到的浆料优选浓缩至2％(重量)返回制浆系统，经过滤后的废水，控制其SS小于800mg/L。

经过滤后的废水，仍含有泥沙，为降低回用成本，提高回用水水质，保证后续设备的正常运行，优选对废水进行除砂处理。可以采用现有技术中常用的除砂手段，这对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。

通常采用沉砂池进行沉砂处理，底部进行间歇排砂，上清液进行絮凝沉淀步骤。

在本发明中，絮凝沉淀步骤分两步进行：首先向中水中添加10-30％(重量)的絮凝剂；然后对70-90％的絮凝剂进行脱盐处理，再将经脱盐处理得到的絮体添加至待处理中水中，以完成絮凝沉淀处理。

其中所述的脱盐处理包括：使絮凝剂在清水进行絮凝，收集絮体作为絮凝沉淀步骤的絮凝剂。

另一脱盐处理包括：使絮凝剂在待处理中水中进行絮凝，收集絮体；然后使絮体酸化，厌氧处理，所述酸化和厌氧处理可采用现有技术中常规的技术进行，这对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。具体地说，将絮体送入酸化池，控制温度在25-45℃，停留时间8-12小时，并接种产酸菌；同时控制固液分离，即在沉淀池或浓缩池中实现分离。酸化后进入厌氧系统，继续进行酸化反应，使产酸菌最大限度的发挥作用；同时保证回流搅拌强度，保证菌种的充分混合和流动，避免颗粒污泥生成，控制水利停留时间20-36小时。以使絮体再生；然后再收集再生的絮体作为絮凝沉淀步骤的絮凝剂。

在本发明中，优选的是，在絮体浓度3-5％重量下进行再生，再生处理完成时的pH从6-6.5。

在本发明中，对于所采用的絮凝剂没有特别的限制，可以采用现有技术中常用的絮凝剂，只要其能够达到絮凝沉淀的目的即可。例如，可以采用现有技术中已知的铝铁复合盐絮凝剂。

在本发明中，为了达到更好的絮凝沉淀效果，还可以添加助凝剂，同样，对于助凝剂的使用没有特别的限制，只要其能够达到助凝的目的即可。例如可以采用常用的聚丙烯酰胺助凝剂等等。对其用量没有特别的限制，本领域普通技术人员可以根据需要进行适当的选择。

然而，优选的是，以待处理废水的总重量计，助凝剂用量优选为1-6ppm。助凝时间优选为1-3分钟，更优选为2分钟。

在絮凝沉淀步骤中，优选的是，首先向中水中添加占总用量10-30％重量的絮凝剂，使中水进行絮凝沉淀，其加药点GT从10⁶-10⁸，其中G为速度梯度，T为搅拌时间；混合反应2-8分钟，更优选的是，混合反应4-6分钟，最优选混合5分钟，然后再添加经脱盐、再生处理的絮体进行絮凝，GT从10⁵-10⁶，混合反应5-15分钟，更优选混合反应6-10分钟，最优选混合反应8分钟。

在本发明中，优选的是，在沉淀池中进行2-12小时的沉淀，优选进行4-8小时的沉淀；上层清水直接排放或回用；并将30-50％的沉淀物进行再生，即水解酸化、厌氧处理，以便得到用于中水处理的絮体，并将其用作沉淀步骤的絮凝剂。

通过本发明的中水处理方法，中水的回用率达到70-80％。

附图说明

下面结合附图对本发明的工艺流程进行说明：

图1是本发明中水回用处理方法的示意图。

图1中，中水W首先进入过滤段进行过滤，然后进入沉砂池进行沉砂处理，以便除去泥砂、纤维、部分木质素、色素等等。在过滤和沉砂池进行沉砂处理均采用现有技术中常用的处理方式，本领域普通技术人员可以根据需要进行适当的选择，并且这些选择均属于常规设计的范围，无需做出创造性劳动。

接着，将处理过的中水送入反应池，在其中首先与部分絮凝剂，例如10-30％重量的絮凝剂进行絮凝沉淀处理；然后再添加剩余的经脱盐处理的絮体进行絮凝沉淀处理，以便进行充分的絮凝沉淀。

根据需要，本处理方法也可以采用100％脱盐处理的絮体作为絮凝剂进行絮凝沉淀处理。絮凝剂的用量以及絮凝处理的工艺条件与前述采用部分絮凝剂进行脱盐处理的相同或类似。本领域普通技术人员只需通过简单的试验应当能够实现。因此，这对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。

优选的是，还向中水中添加助凝剂，以便更为充分地进行絮凝沉淀，且更易分离得到上清液。

在充分絮凝沉淀之后，使处理过的中水进入沉淀池，以便分离出污泥，上清液经集水池回用至造纸工段。

本发明的处理方法相对先进的中水回用处理系统，具有操作简单，可连续稳定运行等优点；同时，最大限度的降低了回用水处理成本，吨水成本仅需0.63元。

具体实施方式

下表1列出了中水去除效果

表1中水回用系统前后废水性质的变化

由上表可以看出，该系统可有效去除废水中的COD和SS，COD去除率达到58％以上，SS达到85％以上。而且该系统运行稳定，出水水质几乎无波动，保证了回用水水质。

实施例1

取制浆系统中已分离的低盐废水(COD：3044mg/L，SS：2400mg/L，电导率：4100us/cm)5L，采用实验室用120目标准筛进行过滤，分离浆料分离后废水的SS为780mg/L。然后进行1-2分钟沉淀，以除去泥沙。取上清液进行絮凝沉淀试验。

具体步骤为：

1、取上述上清液1000mL，向其中加入1000ppm1#絮凝剂，强力搅拌10分钟。

2、然后加入4ppm的2#助剂，中速搅拌3分钟后沉淀分离。其上清液呈黄色，透明。COD：1217.6mg/L，SS：240mg/L，电导率：5900us/cm)

实施例2

取制浆系统中已分离的低盐废水(COD：3044mg/L，SS：2400mg/L，含盐量：4100us/cm)5L，采用实验室用120目标准筛进行过滤，分离浆料分离后废水的SS为780mg/L。然后进行1-2分钟沉淀，以除去泥沙。取上清液进行絮凝沉淀试验。

具体步骤为：

1、取上述上清液1000mL，向其中加入200ppm1#絮凝剂，100ml实例1中收集多次反应后的絮体进行浓缩，至浓度为5％，然后进行密封厌氧处理，再生，强力搅拌10分钟。

2、然后加入5ppm的2#助剂，中速搅拌3分钟后沉淀分离。

其上清液为淡黄色，透明COD：1123.2mg/L，SS：198mg/L，电导率：4500us/cm。

实施例3

制浆系统已分离的低盐废水(COD：3000mg/L，SS：2230mg/L，电导率：4000us/cm)5方，经120目尼龙网进行过滤，回收浆料，出水SS为788mg/L。然后进入沉沙系统停留1分钟，除去泥沙。上清液进入折板反应池，在池子进口处投加150ppm1#絮凝剂，以及10-30％的再生絮体，5ppm的2#助剂，进行絮凝反应。约15分钟后进入沉淀系统，沉淀4小时。上清液进入集水池，作为回用水。絮体经沉淀、浓缩进入酸化再生系统。

经检测，上清液为淡黄色，透明。其COD为1318mg/L，SS：212mg/L，含盐量：4650us/cm。

对比例：

对比例1和实例2，相同的制浆系统废水(COD：3044mg/L，SS：2400mg/L，含盐量：4000us/cm)，采用不同工艺进行处理。相关指标见下表：

通过实例对比，同一种废水，采用本发明工艺处理以后，实例2中的处理效果明显好于对比例1，尤其是电导率(含盐量的一种表达方式)、色度这两个指标，后者更有利于回用于制浆系统。

以上结合实施例和附图对本发明进行了更为详细的说明。为方便起见，实施例中仅对造纸中水进行。然而，本领域普通技术人员应当理解的是，只要是废水盐分含量较高，不宜通过简单的处理回用时，均可采用本发明所述的方法进行处理。因此，本发明的处理方法并不仅仅局限于中水的处理。在不违背本发明的精神下，本领域普通技术人员可以根据需要对本发明的方法进行适当的改变或变更，这些改变和变更均落入本发明的范围之内。本发明的保护范围以所附的权利要求书为准。

Claims

1.一种造纸中水的净化处理方法，包括：过滤，沉砂，絮凝沉淀，以及分离回用步骤，其特征在于，在絮凝剂添加至待处理中水中进行絮凝沉淀之前，对占总用量70-90％重量的絮凝剂进行脱盐处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述的脱盐处理包括：使絮凝剂在清水中进行絮凝，收集絮体作为絮凝沉淀步骤的絮凝剂。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述的脱盐处理包括：使絮凝剂在待处理中水中进行絮凝，收集絮体；然后使絮体酸化，厌氧处理，以使之再生；然后再收集再生的絮体作为絮凝沉淀步骤的絮凝剂。

4.根据权利要求3所述的方法，在絮体浓度3-5％重量下进行再生，再生处理完成时控制pH在6-6.5之间。

5.根据权利要求1-4之一所述的方法，在絮凝沉淀步骤中，首先向中水中添加占总用量10-30％重量的絮凝剂，使中水进行絮凝沉淀，其加药点GT控制在10⁶-10⁸范围内，混合反应2-8分钟，然后再添加经脱盐、再生处理的絮体进行絮凝沉淀，GT控制在10⁵-10⁶范围内，混合反应5-15分钟。

6.根据权利要求1-4之一所述的方法，其中所述过滤为微过滤，滤网的目数从80-120目。

7.根据权利要求1-6之一所述的方法，其中絮凝沉淀步骤所使用的絮凝剂的总用量为300-800ppm。

8.根据权利要求7所述的方法，在絮凝沉淀步骤后，向中水中添加助凝剂。

9.根据权利要求8所述的方法，其中助凝剂的添加以待处理中水的重量计为1-6ppm。

10.根据权利要求1-9之一所述的方法，其中，将30-50％的沉淀物进行再生，即水解酸化、厌氧处理，以便得到用于中水处理的絮体。