CN102671463A

CN102671463A - 一种用于造纸白水处理及回用时的砂滤无机覆膜精密过滤技术

Info

Publication number: CN102671463A
Application number: CN2011100533360A
Authority: CN
Inventors: 葛永昌; 孙高生
Original assignee: BEIJING TAIGECHANG ENVIRONMENTAL PROTECTIVE ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2012-09-19

Abstract

目前，此种用于造纸白水处理及回用时的砂滤无机覆膜精密过滤技术通过我公司不断研发、改进、完善技术已趋于成熟、使用安全、可靠。此技术原理主要是：机械物理分离和物理化学处理。例如在纸机车间设置压力筛、振动筛、盘片过滤等设备，兼具纤维回收和白水处理；在工程上，通常采用溶气气浮和加药溶气气浮等，气浮装置一般采用传统的深槽溶气气浮或者高效浅层气浮。将造纸生产过程中产生的轻度污染废水同其他废水分流，对轻度污染废水进行处理，使其达到生产回用，这是此项技术在造纸工业废水处理再利用中的显著优势。白水经此项技术处理后不仅可用于纸机的冲网、冲毯等，同时还可以根据不同的情况，用于碎浆、调浆、制浆喷淋平衡水等，以实现最大限度的利用水资源。

Description

一种用于造纸白水处理及回用时的砂滤无机覆膜精密过滤技术

所属技术领域

本发明涉及一种用于造纸白水处理及回用时的砂滤无机覆膜精密过滤技术，属于环境与资源污染防治水处理技术工艺领域。

背景技术

目前，节水型社会建设是我国长期坚持的战略方针和国家策略。根据我国《节水型社会建设“十一五”规划》，到2010年要实现节水690亿m³，其中工业节水134亿m³，占20％；单位GDP用水量比2005年降低20％以上；单位工业增加值用水量低于115m³，比2005年降低30％以上。造纸工业是我国工业用水和排水的大户，从节水的角度来看，造纸工业废水具有两重性：既是废水，同时又是某种意义上的水资源。但是目前市场上通常采用的造纸白水处理工艺有限，对于钛白粉添加剂的过滤处理非常差，使得污水处理后使用率极低，很难达到中性水的硬性指标和处理效果。实现造纸工业废水处理再利用，对加快节水型社会建设，落实节能减排目标，促进社会经济又好又快地持续发展具有很重要的经济意义和社会意义。

发明内容

近五年来，我公司通过对造纸工业废水处理再利用进行的不断试验及研究和工程实践考验，同时参考和借鉴国内外相关科研、设计单位及企业在造纸工业废水处理再利用方面的优秀成果，在工程实践中通过不断的更新、完善将造纸工业废水处理再利用的技术的应用进行推广后受到广泛好评，取得了一定的经济效益和社会效益。现将此技术工艺流程总结概述为：

(1)实行清洁生产在工艺生产过程中实现节水和回用；

(2)清浊分流生产回用(白水回用)；

(3)废水处理分质回用；

(4)废水深度处理生产回用。

一、实行清洁生产在造纸工艺生产过程中实现节水和回用

清洁生产是着眼于污染预防，最大限度地减少资源和能源的消耗，提高资源和能源的利用率。近三十年来的研究和实践表明，清洁生产是减少工业污染、保护环境和资源可持续利用的根本措施。为此，在制浆造纸工艺生产过程的源头上实行清洁生产，从而实现节水和水资源的有效利用，是造纸工业废水再生利用首先要考虑的处理技术，同时亦是采用其他处理技术时的前提。

依据国内外造纸生产技术发展水平，同时结合我国大量的生产实践和对造纸工业生产节水目标要求，我国于2002年颁布了GB/T18916.5-2002《造纸产品取水定额》，并于2005年1月1日起正式实施，随后，还发表了“实施指南”，对我国造纸工业生产的节水和减污技术措施作了详细的阐明。为了实现水资源的可持续利用，造纸企业在造纸过程中，在实行清洁生产工艺实现节水和回用的同时，应首先考虑和采取的必要技术处理措施包括：

湿法备料洗涤水循环使用；蒸煮深度脱木素技术(低卡伯值蒸煮)；粗浆洗涤和筛选封闭系统；氧脱木素工艺；先进的漂白工艺，如采用无元素漂白(ECF)，全无氯漂白(TCF)；漂白洗浆滤液逆流使用；中浓技术的应用。

随着浆厂(包括二次纤维浆、机械浆)规模的扩大和采用中浓氧脱木素、中浓漂白等技术，采用中浓(8～15％)设备，如中浓浆泵、中浓混合器等；碱回收蒸发站冷凝水的回用；造纸车间水的循环使用，包括设备和真空泵等冷却水循环使用，网部脱出的浓白水供备浆、冲浆、浆料稀释等回用；这些节水回用技术措施在造纸白水处理领域的使用。

二、清浊分流生产回用(即白水回用)

将造纸生产过程中产生的轻度污染废水同其他废水分流，对轻度污染废水进行处理，使其达到生产回用，这是此技术在造纸工业废水处理再利用中的显著优势。制浆造纸生产工艺一般由制浆、洗浆、漂白、抄纸等工序组成。造纸废水属于高有机物浓度、高悬浮物含量、难降解生物的混合、有机、污染废水。

造纸废水的水质因制浆种类、造纸品种而异。按不同的生产工序排出废水水质来看：一般地，制浆废水的污染最为严重，CODCr浓度可达4000～6000mg/l；洗浆和漂白废水，即中段废水的污染程度次之，CODCr浓度为2000～3000mg/l，SS 1500～2500mg/l；抄纸废水即白水，为污染较轻的废水，主要含有细小悬浮性纤维、造纸填料和某些添加剂等，CODCr浓度为150～600mg/l，SS为500～1500mg/l，其中抄纸废水即白水中的SS主要由纸浆纤维组成，可以作为资源加以回收利用。因此，根据造纸工艺不同生产工序排出废水的污染特点，可以将污染较轻的白水同污染严重的制浆废水和污染比较严重的中段废水分流。一般地，白水经单独处理后出水CODCr浓度为80～120mg/l，SS为100mg/l以下，可以重新回用到抄纸生产工序用于冲网、冲毯等，经白水处理分离的纤维回收利用，而制浆废水和中段废水进入废水处理系统，经处理后达标排放。

目前此技术通过我公司不断研发、改进、完善技术已趋于成熟、使用安全、可靠。造纸白水处理的技术原理主要是：机械物理分离和物理化学处理。例如在纸机车间设置压力筛、振动筛、盘片过滤等设备，兼具纤维回收和白水处理；在工程上，通常采用溶气气浮和加药溶气气浮等，气浮装置一般采用传统的深槽溶气气浮或者高效浅层气浮。在采用清浊分流生产回用的技术路线时应注意进一步拓宽回用水的用途，例如白水经处理后不仅用于纸机的冲网、冲毯等，同时还可以根据不同的情况，用于碎浆、调浆、制浆喷淋平衡水等，以实现最大限度的利用水资源。

三、废水处理分质回用

将经过废水处理后达标排放的部分废水，回用到对水质要求不高的生产工序或其他用途，以实现造纸废水处理后再利用，是降低造纸生产水耗的有效技术措施。

现有的造纸企业一般多采用二级生化处理措施，但国家相关规定中规定的一级排放标准的污染物排放浓度为：CODCr≤100mg/l，BOD5≤30mg/l，SS≤70mg/l，PH6～9。在2008年8月1日之后，执行的是GB3544-2008《造纸工业水污染物排放标准》，对造纸工业废水的污染物排放浓度要求有进一步的提高，规定一级排放标准的污染物排放浓度为：CODCr≤80mg/l，BOD5≤20mg/l，SS≤50mg/l，这就对造纸工业废水处理分质回用技术的产生、使用创造了条件。

对于已经达到了造纸工业水污染物排放标准的造纸废水可以按照造纸生产不尽相同的用水要求分质回用，例如：

(1)用作碎浆、调浆生产用水。

碎浆、调浆用水对水质要求不高，尤其是废纸制浆造纸的碎浆、调浆用水，一般地，CODCr≤400～800mg/l；SS≤100～150mg/l；即可满足要求，所以经一级混凝沉淀处理后的出水应可回用。

(2)洗浆、冲网用水。

洗浆、冲网用水对水质要求较高，一般地，要求CODCr≤100mg/l；BOD5≤30mg/l；SS≤30mg/l。造纸废水二级生化处理出水再经过过滤和消毒等处理之后，进一步去除SS和改善卫生学指标后即可满足回用要求。

(3)废水处理内部的药品制备、脱水机冲网、场地冲洗以及消防用水等，可以采用经过滤后的造纸废水二级生化处理出水。

(4)用作工业杂用水。

例如：冲洗地面、冲洗便厕、水力除渣、绿化、建筑施工、景观用水等，一般地，这类用水对水质的要求不高，造纸废水经过二级强化处理后即可满足此类再生回用水的水质要求。

从技术层面上考虑，只要对造纸生产用水根据不同的用途在不同的工序加以细分，设置相应的回用水管道系统，采用砂滤无机覆膜精密过滤技术对造纸工业废水处理分质回用是可行的。一般地，实行造纸废水处理分质回用后，废水再生回用率可达到30％左右。以宁波中华纸业为例，据测算：目前每日排放废水量为30000余吨，经处理后，其中10000吨实现回用，主要用于灰底板纸生产以及冲洗、绿化、消防等用水，其余20000余吨达到国家排放标准后排入受纳水体。

由此可见，此项处理技术不仅可以节约水资源，实现水资源的有效利用，又可减少清水用量，降低生产成本。因此，在实现造纸工业废水处理再利用的同时应充分考虑废水处理分质回用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1造纸工业白水处理再利用整体工艺流程图

图2无机覆膜高速过滤器正面视图

图3无机覆膜高速过滤器俯视图

图4无机覆膜高速过滤器侧视图

图5无机覆膜高速过滤器工艺原理图

1.自动三通阀；2.进水管；3.电控箱；4.无机覆膜；5.砂滤层

图6进出水水质情况监测表；其中SS表示水中悬浮物。

图7进出水浊度情况监测表

具体实施方式

如图1所示，造纸白水即抄纸工段废水，它来源于造纸车间纸张抄造过程。白水主要含有细小纤维、填料、涂料和溶解了的木材成分，以及添加的胶料、湿强剂、防腐剂等，以不溶性COD为主，可生化性较低，其加入的防腐剂有一定的毒性。白水水量较大，但其所含的有机污染负荷远远低于蒸煮黑液和中段废水。现在几乎所有的造纸厂造纸车间都采用了部分或全封闭系统以降低造纸耗水量，节约动力消耗，提高白水回用率，减少多余白水排放。

根据我公司在水处理方面的经验以及在造纸白水处理方面的研发试验效果，最好用物理方法去除生产白水中的钛白粉(TiO₂)、纤维等，如筛分、沉淀，粗滤、精滤等工艺。同时还要避免设备效率恢复困难或过多的人工清洗问题。

如图2、图3所示，在白水进入过滤设备之前，需在滤料表层涂覆一层无机膜，目的是防止滤料的板结和设备部件产生附着膜。沉淀池出水通过过滤设备时，水中的悬浮物被截留在过滤介质表层。当过滤系统运行一段时间后，过滤介质表层被截留的悬浮物不断增加，通量降低，进出水压差增大，过滤设备就要进行反洗。其中反洗为自动反洗，即当PLC接到反冲洗信号时，与反洗相关的各个阀门自动打开，进入反洗过程。自动反洗时间为3min/次，反洗水量80L/次。当需要延长反洗时间时，可以手动设置反洗按钮即可。

如图4所示上述白水及回用水经过砂滤无机覆膜技术处理以后水质的SS指标符合国家标准。

如图5所示上述白水及回用水经过砂滤无机覆膜技术处理以后水质浊度的指标符合国家标准。

从上述图示可以看出砂滤无机覆膜技术完全可以满足造纸白水处理及回用的各项指标要求，同时最大限度实现了节能、环保，此技术及设备易于操作、管理简便。

综上所述本发明的优势如下：

①无机覆膜剂随砂滤器进水进入砂滤器，在滤床表面形成均匀覆膜。

②无机覆膜过滤精度高，经无机覆膜处理后的砂滤器过滤精度高达2μm，最大程度上截流造纸白水中存在的细微纤维及添加剂，大大提高了造纸白水就地回用生产线的水质。

③无机覆膜层截留的污染物随过滤系统冲洗排出。

④无机覆膜剂为间断投加，从而降低白水处理成本。

⑤无机覆膜技术在造纸白水处理中实现了中水回用，实现了企业节能减排的目标，同时还产生了不可忽视的经济效益及社会效益。

Claims

1.一种用于造纸白水处理及回用时的砂滤无机覆膜精密过滤技术，是以砂滤为基础进行无机覆膜，无机覆膜剂以加药形式通过进水管道进入过滤系统。在砂滤器表面形成均匀的覆膜，通过砂滤滤床截流覆膜剂，使覆膜剂形成无机覆膜用于截流细微纤维及造纸白水生产过程中所使用的添加剂钛白粉；此技术最突出的创新就是通过此砂滤无机覆膜技术在有效解决造纸白水钛白粉污染问题的同时实现了合理回用，为企业减少了用水费用，降低了对环境污染，产生了巨大的经济效益及社会效益。

2.根据权利要求1所述的无机覆膜剂随砂滤器进水进入砂滤器，在滤床表面形成均匀覆膜。

3.根据权利要求1所述的无机覆膜技术增强了砂滤器截流悬浮物的能力，提高了过滤精度。

4.根据权利要求1所述的无机覆膜层截留的污染物随过滤系统废水冲洗排出。

5.根据权利要求1所述的无机覆膜剂为间歇性投加，以降低运行成本。

6.根据权利要求1所述的无机覆膜技术在造纸白水处理中，实现了中水回用，实现了企业节能减排的目标，产生了不可忽视的经济效益及社会效益。