CN102198967A - 造纸污水快速沉淀法及其沉淀塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种造纸污水的处理方法，具体的说是一种造纸污水快速沉淀法及其沉淀塔。它采用两级快速沉淀的方法，通过快速沉淀塔上放射状出水装置、斜板沉淀装置、缓冲槽和球状过滤填料层的协同作用，经过过滤筛选、一级沉淀、二级沉淀、排污排渣处理等工艺步骤实现了小型造纸企业造纸污水的处理，工艺技术合理，设备结构简单，能够达到治理造纸工业污染，节能减排目的。

Description

造纸污水快速沉淀法及其沉淀塔

技术领域

本发明涉及一种造纸污水的处理方法，具体的说是一种造纸污水快速沉淀法及其沉淀塔。

背景技术

根据资料显示，我国人均用纸量为25kg左右，而发达国家人均用纸量达到100kg以上，所以纸张的需求量表明了一个国家是否发达和人民生活水平的一项标准。

因此，随着我国人民生活水平的提高，纸张需求量大大增加，小造纸厂也如雨后春笋在全国各地发展起来。废纸已经成为人们生活中重要的污染源之一，利用废纸再生重新造纸，变废为宝，可以大大的减轻对环境的污染，但物资转换容易产生二次污染。

根据资料统计，我国万吨以下的小造纸厂其纸和纸板的产量，占全国纸行业的60％，而2万吨以上的纸厂其产量仅占全国产量的40％左右。这说明，我国目前纸张市场的主要力量仍是这些小造纸厂。

这些小造纸厂在东北地区各省市很多，几乎各市县都有1-5家，但还是满足不了市场的需求，它们在乡镇一级举足轻重即增加了地方财政收入，又解决了大批待业人员，并拉动了一批相关的产业，是乡镇一级工业的支柱，但随之而来的也带来了很多的污染问题，具体表现在：由于企业规模小，资金不足，不利于采用先进的环保设备和技术，所以污染较为严重，又无相应的措施，采取得过且过的态度、原地踏步、停滞不前，既怕砍掉，又不敢投资建设，严重的阻碍了生产的发展。治理造纸工业污染，节能减排，开发清洁生产先进工艺技术，开发环保设备，火烧眉毛，势在必行。也是摆在造纸机械制造工业面前的研究课题和挑战。

发明内容

本发明的目的是要提供一种适合于小型造纸企业造纸污水的处理，工艺技术合理，设备结构简单，能够达到治理造纸工业污染，节能减排目的的造纸污水快速沉淀法及其沉淀塔。

本发明的目的是这样实现的，

造纸厂在打浆和抄纸过程中产生大量的废水、污水，通过使用快速沉淀塔，能够使污水迅速变清，从而进行循环使用，其具体工艺步骤如下：

①、过滤筛选

首先把造纸车间排出的污水集中在集水池内，用水泵把污水打入60目斜筛，进行粗纤维和粗大悬浮物的筛选回收，污水过滤后，再用水泵(2寸泵即可)打入一级沉淀塔内进行一级沉淀。

②、一级沉淀

污水通过进污管路，从一级沉淀塔的上部进入塔底三分之一处(塔高6米，约在2米高左右)落入塔中，经过落水缓冲槽使打入的污水呈稳定状态向四周扩散，并平稳的向塔顶上升，在塔的中部设有与垂直方向呈60°角的斜板沉淀装置，在污水的上升过程中，密度大于水的固体悬浮物如造纸填料、细小纤维、泥沙等无机颗粒不断下沉并经过斜板沉淀装置，加速沉淀，因每两块斜板间相当于一个很小的沉淀池，使颗粒沉淀时间大为缩短，利用竖流原理，达到快速沉淀的目地。

由于污水成份复杂，除了悬浮物、杂质、造纸填料以外还有少量的果胶、蜡、木质素、硅酸盐、戊糖和碱。在一级沉淀塔内，还要加入少量强酸、氯酸和脱色剂，各按千分之一配比即可，为了加强沉淀速度和呈清效果还要加入的絮凝剂、助凝剂和生石灰，每吨水各加入1公斤左右，这样可以形成沉淀矾花，使颗粒迅速沉淀。

经过不断的污水打入，沉降周期不断的循环，塔上部不断有澄清水上升，上部清水通过顶端放射状带孔的水管向塔的四周流出，进入塔顶外部的集水槽中流到二级沉淀塔内。

③、二级沉淀

经过一级沉淀处理后的清水通过一级沉淀塔和二级沉淀塔之间的出清水管进入二级沉淀塔，二级塔内同样设有缓冲槽，水流通过稳步上升，在二级塔内中间位置设置有一米厚的球状过滤填料层，上升的水流通过球状过滤填料层过滤后使水进一步变清，最后经过设置在距离塔的顶部以下半米处的二次清水出口出水管排入造纸水循环系统中参加下一轮造纸循环用水。

④、排污、排渣处理

在一级沉淀塔和二级沉淀塔的下部设置有锥体形状的集污椎体，该集污椎体有利于沉淀物的聚集、沉积；如果生产中低档纸，这些沉积物可以从锥体侧面的回收口放出，参加下一轮打浆，被长纤维裹起带走重新造纸；重杂质如石子、沙粒从集污椎体底部的排渣口排出，集中处理；如生产高档纸，在集污椎体中积於的沉积物可放出，利用污泥脱水机压成泥饼运出。

整个污水处理的工艺完成之后，被处理的水能达到造纸工业水污染排放标准，即：

1、COD    mg/L    ≤100

2、BOD    mg/L    ≤60

3、SS     mg/L    ≤100

4、PH             6-9。

本发明造纸污水快速沉淀法所采用的快速沉淀塔包括一级沉淀塔主体、二级沉淀塔主体、放射状出水装置、斜板沉淀装置、缓冲槽、进污水管、一次出清水管、球状过滤填料层，所述的一级沉淀塔主体和二级沉淀塔主体独立并排设置，通过一次出清水管连通，放射状出水装置设置在一级沉淀塔主体的上端，斜板沉淀装置设置在一级沉淀塔主体的中间位置，进污水管经过沉淀塔主体的顶端、穿过放射状出水装置和斜板沉淀装置的中心孔被设置在沉淀塔主体的内部，缓冲槽对应进污水管的进水口端被设置在沉淀塔主体的内部；所述的一次出清水管穿过设置在二级沉淀塔主体中间位置的球状过滤填料层被设置在二级沉淀塔主体的内部，在二级沉淀塔主体内一次出清水管的出水口端设置有缓冲槽；所述的一级沉淀塔主体和二级沉淀塔主体的下面为集污椎体结构，顶端带有排渣口，集污椎体侧面带回收口，二级沉淀塔主体的上面带有清水出口。

所述的放射状出水装置包括环状的集水槽、中心套孔，以中心套孔为圆心呈放射状设置在中心套孔和集水槽之间的其上带有多个进水小孔的排水管。

所述的斜板沉淀装置包括中心套孔、圆柱形的侧板，放射状设置在中心套孔和圆柱形的侧板之间、倾斜设置的沉淀缓冲板。

本发明具有以下优点和积极效果：

1、本发明根据小型造纸厂的实际情况，结合国内外先进技术，设计了一种大容量立式污水快速沉淀塔，经过几个日产20吨以下的造纸厂使用，效果很好，造纸废水循环使用，达到了零排放的目的。有的造纸厂到目前已经使用2年滴水未放，实现了封闭生产，并得到了当地政府的表扬。

2、本发明快速沉淀塔是结合平流式沉淀法和斜板式沉淀法的原理，设计而成的一种新型水循环的理想设备，它集中了两种沉淀方法的优点，并可以结合化学方法而使排入的白水快速沉淀，达到生产过程用水再循环的目的。

3、本发明快速沉淀塔适用于日产30吨以下中小纸厂的循环用水，塔高5-6米，直径2.5-4米，用8-12毫米厚的钢板焊制而成，一般根据产量设计利用2-4个循环塔即可循环生产。

4、本发明快速沉淀塔主要用于厂内处理的一级及二级处理，用沉淀法分离废水中密度大于水的固体悬浮物，如泥砂、填料、绿泥及白泥等无机颗粒物质，以及回收有用的细小纤维。

5、本发明产品结合传统平流式沉淀和斜板式沉淀两种沉淀方法的优点，进一步解决两种沉淀方法的缺点，既有平流式工作平稳之好处，又有斜板式沉淀快速之优点，而且运行成本低廉，随时排入随时沉淀，随时使用。由于采用立式沉淀的方式，减少了处理容积，设备占地面积7-10平方米，沉淀塔设立在车间门前，10米左右的地方，即可以减少水泵的用电功率，又可减少排泥的困难。

6、采用本发明快速沉淀塔，还有一个特点就是不损坏农田，不用挖大面积沉淀池，不用大兴土木，不耗费大量资财，减少人力用工，并对地下水丝豪没有污染只用超过罐体直径很小的基础，坐在上面就行，所有排出的造纸废水都在铁罐里面循环。对周围居民、庄稼、树木丝豪没有影响，关上大门，砌死排放口即可生产。由于循环用水，水塔内白水温度一般在摄氏40-50度，特点是冬季如连续生产，塔内可不结冰。

7、节能减排效果好。本发明产品快速沉淀塔，使造纸白水达到零排放，生产每吨纸可以节约40吨水，如果一个日产15吨的纸厂采用此塔，每日可节约用水600吨水，一年可节约180000吨水。如果10个纸厂或100个纸厂均使用此塔，节约用水量十分惊人。

8、节约浆料，采用本发明快速沉淀塔，每吨纸可回收浆料和填料80kg，按年产1万吨纸厂计算，每年可增产800吨纸。

9、采用本发明快速沉淀塔，占地面积小，较地面沉淀池省地约五亩左右。如果100个纸厂使用，可省耕地500亩以上。

10、运行成本低，本发明快速沉淀塔整个工艺只用2.5寸或3寸水泵即可，耗电3瓦千，其它用水均用压力差运行。

附图说明

图1为本发明造纸污水快速沉淀法工艺流程图。

图2为本发明专用设备快速沉淀塔整体结构示意图。

图3为本发明快速沉淀塔放射性出水管A-A剖面结构示意图。

图4为本发明快速沉淀塔斜板式沉淀装置B向投影结构示意图。

具体实施方式

由附图2所示：该沉淀塔包括一级沉淀塔主体1、二级沉淀塔主体2、放射状出水装置3、斜板沉淀装置4、缓冲槽5、进污水管6、一次出清水管7、球状过滤填料层8，所述的一级沉淀塔主体1和二级沉淀塔主体2独立并排设置，通过一次出清水管7连通，放射状出水装置3设置在一级沉淀塔主体1的上端，斜板沉淀装置4设置在一级沉淀塔主体1的中间位置，进污水管6经过一级沉淀塔主体1的顶端、穿过放射状出水装置3和斜板沉淀装置4的中心孔被设置在一级沉淀塔主体1的内部，缓冲槽5对应进污水管6的进水口端被设置在一级沉淀塔主体1的内部；所述的一次出清水管7穿过设置在在二级沉淀塔主体2中间位置的球状过滤填料层8被设置在二级沉淀塔主体2的内部，在二级沉淀塔主体2内一次出清水管7的出水口端设置有缓冲槽5；所述的一级沉淀塔主体1和二级沉淀塔主体2的下面为集污椎体9结构，顶端为排渣口10，集污椎体9侧面带回收口11，二级沉淀塔主体2的上面带有二次清水出口12。

由附图3所示：所述的放射状出水装置3包括环状的集水槽13、中心套孔14，以中心套孔14为圆心呈放射状设置在中心套孔14和集水槽13之间的其上带有多个进水小孔的排水管15。由附图4所示：所述的斜板沉淀装置4包括中心套孔16、圆柱形的侧板17，放射状设置在中心套孔16和圆柱形的侧板17之间、倾斜设置的沉淀缓冲板18。

由附图1所示：造纸厂在打浆和抄纸过程中产生大量的废水、污水，通过使用快速沉淀塔，能够使污水迅速变清，从而进行循环使用，其具体工艺步骤如下：

①、过滤筛选

首先把造纸车间排出的污水集中在集水池内，用水泵把污水打入60目斜筛，进行粗纤维和粗大悬浮物的筛选回收，污水过滤后，再用水泵(2寸泵即可)打入一级沉淀塔内进行一级沉淀。

②、一级沉淀

污水通过进污管路，从一级沉淀塔的上部进入塔底三分之一处(塔高6米，约在2米高左右)落入塔中，经过落水缓冲槽使打入的污水呈稳定状态向四周扩散，并平稳的向塔顶上升，在塔的中部设有与垂直方向呈60°角的斜板沉淀装置，在污水的上升过程中，密度大于水的固体悬浮物如造纸填料、细小纤维、泥沙等无机颗粒不断下沉并经过斜板沉淀装置，加速沉淀，因每两块斜板间相当于一个很小的沉淀池，使颗粒沉淀时间大为缩短，利用竖流原理，达到快速沉淀的目地。

由于污水成份复杂，除了悬浮物、杂质、造纸填料以外还有少量的果胶、蜡、木质素、硅酸盐、戊糖和碱。在一级沉淀塔内，还要加入少量强酸、氯酸和脱色剂，各按千分之一配比即可，为了加强沉淀速度和呈清效果还要加入的絮凝剂、助凝剂和生石灰，每吨水各加入1公斤左右，这样可以形成沉淀矾花，使颗粒迅速沉淀。

经过不断的污水打入，沉降周期不断的循环，塔上部不断有澄清水上升，上部清水通过顶端放射状带孔的水管向塔的四周流出，进入塔顶外部的集水槽中流到二级沉淀塔内。

③、二级沉淀

经过一级沉淀处理后的清水通过一级沉淀塔和二级沉淀塔之间的出清水管进入二级沉淀塔，二级塔内同样设有缓冲槽，水流通过稳步上升，在二级塔内中间位置设置有一米厚的球状过滤填料层，上升的水流通过球状过滤填料层过滤后使水进一步变清，最后经过设置在距离塔的顶部以下半米处的二次清水出口出水管排入造纸水循环系统中参加下一轮造纸循环用水。

④、排污、排渣处理

在一级沉淀塔和二级沉淀塔的下部设置有锥体形状的集污椎体，该集污椎体有利于沉淀物的聚集、沉积；如果生产中低档纸，这些沉积物可以从锥体侧面的回收口放出，参加下一轮打浆，被长纤维裹起带走重新造纸；重杂质如石子、沙粒从集污椎体底部的排渣口排出，集中处理；如生产高档纸，在集污椎体中积於的沉积物可放出，利用污泥脱水机压成泥饼运出。

整个污水处理的工艺完成之后，被处理的水能达到造纸工业水污染排放标准，即：

1、COD    mg/L    ≤100

2、BOD    mg/L    ≤60

3、SS     mg/L    ≤100

4、PH             6-9。

所述的②步骤中加入其他填料的具体做法是：

a、在一级沉淀塔沉淀过程中，可适当的加入强酸、氯酸，可以使水中含碱物质中和。由于是循环用水，强酸、氯酸的使用量为每10天加一次，每次按塔的容量计算，每立方水可加1公斤强酸或氯酸即可。

b、对于加速沉淀而添加的絮凝剂、助凝剂、石灰等可在5天加一次，每立方水分别加入1公斤，也可视水中沉淀物浓度而定，如水中沉淀物过多时(循环用水过快，沉淀时间少于1小时，来不及自然沉淀的)，可减少投药间隔时间，反之，可以延长投药间隔时间。

c、如水中发现有异味时，可以加入除臭剂，按容积计算，每立方米各加入1公斤，如没有异味可以不加。

Claims (6)

1.一种造纸污水快速沉淀法，其特征在于：该方法采用造纸污水快速沉淀塔，处理过程包括以下步骤：

①、过滤筛选

首先把造纸车间排出的污水集中在集水池内，用水泵把污水打入60目斜筛，进行粗纤维和粗大悬浮物的筛选回收，污水过滤后，再用水泵打入一级沉淀塔内进行一级沉淀；

②、一级沉淀

污水通过进污管路，从一级沉淀塔的上部进入塔底三分之一处落入塔中，经过落水缓冲槽使打入的污水呈稳定状态向四周扩散，并平稳的向塔顶上升，在塔的中部设有与垂直方向呈60°角的斜板沉淀装置，在污水的上升过程中，密度大于水的固体悬浮物如造纸填料、细小纤维、泥沙等无机颗粒不断下沉并经过斜板沉淀装置，加速沉淀，因每两块斜板间相当于一个很小的沉淀池，使颗粒沉淀时间大为缩短，利用竖流原理，达到快速沉淀的目地，经过不断的污水打入，沉降周期不断的循环，塔上部不断有澄清水上升，上部清水通过顶端放射状带孔的水管向塔的四周流出，进入塔顶外部的集水槽中流到二级沉淀塔内；

③、二级沉淀

经过一级沉淀处理后的清水通过一级沉淀塔和二级沉淀塔之间的出清水管进入二级沉淀塔，二级塔内同样设有缓冲槽，水流通过稳步上升，在二级塔内中间位置设置有一米厚的球状过滤填料层，上升的水流通过球状过滤填料层过滤后使水进一步变清，最后经过设置在距离塔的顶部以下半米处的二次清水出口出水管排入造纸水循环系统中参加下一轮造纸循环用水；

④、排污、排渣处理

在一级沉淀塔和二级沉淀塔的下部设置有锥体形状的集污椎体，该集污椎体有利于沉淀物的聚集、沉积；如果生产中低档纸，这些沉积物可以从锥体侧面的回收口放出，参加下一轮打浆，被长纤维裹起带走重新造纸；重杂质如石子、沙粒从集污椎体底部的排渣口排出，集中处理；如生产高档纸，在集污椎体中积於的沉积物可放出，利用污泥脱水机压成泥饼运出。

2.根据权利要求1所述的一种造纸污水快速沉淀法，其特征在于：在一级沉淀塔内，还要按千分之一配比加入少量强酸、氯酸、脱色剂，以清除污水中所含有的少量果胶、蜡、木质素、硅酸盐、戊糖和碱。

3.根据权利要求1所述的一种造纸污水快速沉淀法，其特征在于：为了加强沉淀速度和澄清效果，在一级沉淀塔内还要加入的絮凝剂、助凝剂和生石灰，加入的量为每吨水加入絮凝剂、助凝剂和生石灰各1公斤左右。

4.一种如权利要求1所述的造纸污水快速沉淀塔，其特征在于：它包括一级沉淀塔主体、二级沉淀塔主体、放射状出水装置、斜板沉淀装置、缓冲槽、进污水管、一次出清水管、球状过滤填料层，所述的一级沉淀塔主体和二级沉淀塔主体独立并排设置，通过一次出清水管连通，放射状出水装置设置在一级沉淀塔主体的上端，斜板沉淀装置设置在一级沉淀塔主体的中间位置，进污水管经过沉淀塔主体的顶端、穿过放射状出水装置和斜板沉淀装置的中心孔被设置在沉淀塔主体的内部，缓冲槽对应进污水管的进水口端被设置在沉淀塔主体的内部；所述的一次出清水管穿过设置在二级沉淀塔主体中间位置的球状过滤填料层被设置在二级沉淀塔主体的内部，在二级沉淀塔主体内一次出清水管的出水口端设置有缓冲槽；所述的一级沉淀塔主体和二级沉淀塔主体的下面为集污椎体结构，顶端带有排渣口，集污椎体侧面带回收口，二级沉淀塔主体的上面带有清水出口。

5.根据权利要求4所述的造纸污水快速沉淀塔，其特征在于：所述的放射状出水装置包括环状的集水槽、中心套孔，以中心套孔为圆心呈放射状设置在中心套孔和集水槽之间的其上带有多个进水小孔的排水管。

6.根据权利要求4所述的造纸污水快速沉淀塔，其特征在于：所述的斜板沉淀装置包括中心套孔、圆柱形的侧板，放射状设置在中心套孔和圆柱形的侧板之间、倾斜设置的沉淀缓冲板。

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