CN103864266A

CN103864266A - 一种废纸造纸废水、污泥循环回用方法

Info

Publication number: CN103864266A
Application number: CN201410111144.4A
Authority: CN
Inventors: 吴海锁; 许明; 涂勇
Original assignee: Jiangsu Provincial Academy of Environmental Science
Current assignee: Jiangsu Provincial Academy of Environmental Science
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2034-03-24
Also published as: CN103864266B

Abstract

本发明公开了一种废纸造纸废水、污泥循环回用方法，属于废水、污泥资源化、清洁生产、循环经济领域。本发明的废纸造纸废水、污泥循环回用的方法是循环式，即工业用水水源－企业生产加工－污水处理站－污水、污泥回用，提出了资源提取－产品加工－废物排放－再生利用过程。本发明的方法可以解决传统意义上的废纸造纸企业污水、污泥处理后直接排放，不仅增加污染物排放而且造成水环境承载力问题，从高消耗、低效率、高排放发展模式转变成低能耗、高效率、低排放发展模式，实现了企业水资源、污泥高效使用和循环利用，进而实现废纸企业可持续发展。

Description

一种废纸造纸废水、污泥循环回用方法

技术领域

本发明属于废水、污泥资源化、清洁生产、循环经济领域，更具体地说，涉及一种用于造纸废水、污泥处理及回用资源化的方法。

技术背景

随着废纸造纸的发展，其废水的排放和治理也日益受到各界的重视。造纸企业采用废纸作为原料抄纸，在制浆过程中一般每生产1t废纸浆，废水排出量达60～100m³，废水中主要含有半纤维素、木质素、无机酸盐、细小纤维、无机填料以及油墨、染料等污染物。木质素、半纤维素主要形成废水的COD及BOD；细小纤维、无机填料等主要形成SS；据有文献报道，废纸造纸生产废水的COD为1000～5000mg/L，SS为700-3000mg/L。因此，废纸造纸废水具有“高浓度、高SS、难降解和多变化”四大特征。

由于国内以废纸为原料的再生纸板生产企业规模大多为每年5万吨以下的中小纸厂，总数有1000余家，如此众多的中小企业每年排出大量的生产废水和固体废弃物，严重污染区域水环境，以太湖流域为例，造纸行业排放的废水在太湖流域工业废水中占有很大的比例，造纸废水的治理对于太湖流域的治理有很重要的影响。

一方面，2008年国家出台并实施了《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）排放标准要求COD≤60mg/L，氨氮≤5mg/L，总氮≤10mg/L，TP≤0.5mg/L，吨纸排水量≤15m³/t。另一方面，国家加大了对废弃固体排放物的治理力度，污泥的处理处置显得尤为重要。此外，由于受国际金融危机影响，中小废纸造纸企业资金不足、技术短缺，急需要适合企业特点的清洁生产和废水、污泥处理技术，进而实现投资低、运行成本小的可持续废水和污泥循环利用技术。

专利201110234577.5，一种废纸造纸的废水处理方法，发明了包括一个将废纸造纸的废水引入进水隔栅，废水通过进水隔栅处理后引入调节池，在调节池中加酸调节pH值，然后将调节池中的废水通过泵提升至水解厌氧池进行水解厌氧，水解厌氧后的废水引入第一沉淀池进行沉淀，沉淀后将上清液引入深层气浮池进行气浮处理，气浮处理后将上清液引入生化池，生化池中设置有曝气装置，生化池处理后的上清液引入第二沉淀池进行沉淀，沉淀后的上清液引入逆向矿砂过滤池进行过滤，通过逆向矿砂过滤池的水回收利用。其不足之处在于：发明中采用加入硫酸加酸调节pH不仅增加企业运行成本，由于难以24h完全准确控制pH范围将造成运行操作管理不方面；发明中末端采用砂滤装置，在运行中需要不断的反冲洗，且效果不稳定难以保证实际运行要求。

专利201220214225.3，一种废纸造纸废水处理系统，发明了包括依次连通的物化处理单元、厌氧处理单元、生物选择单元、第一好氧处理单元、第二好氧处理单元和沉降单元；物化处理单元设有混凝剂投加装置；第一好氧处理单元设有微生物菌剂投加装置；第二好氧处理单元设有后生动物培养投加槽；第一好氧处理单元和第二好氧处理单元底部均设有与鼓风设备连通的曝气管网；沉降单元设有连通厌氧处理单元和生物选择单元的污泥回流管路。其不足之处在于：发明中重点是达标排放，并未涉及污水和污泥回用，物化处理单元采用PAC，将会则增加系统的盐分，不便利于系统长期稳定运行。

专利201010229474.5，一种废纸造纸污泥的脱水方法，其不足之处在于：仅仅对废纸造纸废水污泥脱水进行说明，对污泥回用和污泥回用后长期系统的稳定性没有提及。

专利201110141181.6，一种处理以废纸为原料造纸废水的方法，利用复合改性矿物粉体作为水处理剂处理废纸造纸废水的方法。水处理剂具有除臭、脱色、提高固液分离速率，降低水中氨、氮、磷等的效果，处理造纸废水工艺简单、设备投资成本低、占地面积小，不仅可以实现废水100％的循环利用，还可将废水污泥用于再生纸板填料，改善纸张性能，实现污泥固体物的再利用。其不足之处在于：没有生化处理单元，没有充分发挥厌氧对污泥减量的作用；没有对污泥中可能会引起回用系统发臭的短小纤维进一步去除，难以稳定系统的长期稳定。

发明内容

1、本发明要解决的技术问题

针对现有技术中存在的废纸造纸废水和污泥处理效率低、成本高、稳定性差等问题，本发明提供了一种废纸造纸废水、污泥循环回用方法，该方法适用于中小造纸企业的污水、污泥回用，排放低、效率高、成本低、稳定性好，且可改善纸张性能，实现可持续发展。

2、技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种废纸造纸废水、污泥循环回用方法，其步骤为：

1）废水由车间集水池自流至调节池以均衡水质水量，在所述的调节池前设置格栅以除去大颗粒的悬浮物，避免对后续设备造成损坏，有利于系统的稳定运行；

2）调节池出水通过提升泵送入混凝反应池，在此投加硅藻土混凝剂120-260mg/L、PAM助凝剂0.5-1.0mg/L，通过初沉池去除悬浮物以及部分溶解性有机物；

3）初沉池出水自流进入中间水池，中间水池出水部分回用至蓄浆池，部分进入后续生化处理，其中回用水量与继续生化处理水量比例为2～3:1；

4）中间水池出水自流至厌氧水解池，厌氧水解池的作用是在厌氧的条件下将废水中的难降解有机物转化为易生物降解的小分子有机物，降低废水的毒性，提高废水的可生化性；其次，二沉池产生的剩余污泥回流至厌氧水解池进行厌氧消化，可以削减污泥量，降低污泥处理成本；

5）厌氧水解池出水进入缺氧池，进行反硝化脱氮，然后进入好氧池去除有机物和SS；

6）好氧池出水进入二沉池，二沉池的作用是进行泥水分离，污泥分别回流至缺氧池和厌氧水解池，剩余污泥排入污泥池；

7）二沉池出水进入清水池，清水池出水回用至蓄浆池和配浆池；

8）初沉池物化污泥和二沉池生化污泥按照质量比5～6:1比例排入污泥池，通过搅拌机进行搅拌，然后通过臭氧氧化装置向污泥池内投加臭氧10～20mg/L，最终将污泥输送至板框压滤机，在板框压滤机中同时投加硅藻土混凝剂180～280mg/L、PAM助凝剂0.5～1.0mg/L进行脱水，污泥回用至蓄浆池，上清液排入调节池。

本发明的进一步的改进在于，所用硅藻土pH6.5～8.5，细度≥220目，表面积范围为50～60cm²/g。

本发明的进一步的改进在于，所述的污泥池由钢砼池体以及设置于池体中央内部的搅拌机组成，搅拌机转速为每分钟320-400转，污泥池设置有泥斗，有效水深4.0m以上，沿池壁设置了高液位计和低液位计，池体底部设有固液分离的污泥排出口，由电脑控制的上清液排出口阀门和池体底部的污泥排出阀门。

上述的蓄浆池和配浆池均为造纸过程中的工序。废水经上述处理后得到的清水，再连同废纸一起依次再经毛浆池、压力筛、浆池、斜网浓缩、配浆池、纸机、压榨、烘干、浆池、卷纸，最终得成品纸。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明打破了传统的废纸造纸企业水资源提取－产品加工－废物排放的过程，即工业用水水源－企业生产加工－污水处理站－排放，本发明废纸造纸废水、污泥循环回用的方法是循环式，即工业用水水源－企业生产加工－污水处理站－污水、污泥回用，提出了资源提取－产品加工－废物排放－再生利用过程，这种方法可以解决传统意义上的废纸造纸企业污水、污泥处理后直接排放，不仅增加污染物排放而且造成水环境承载力问题。从高消耗、低效率、高排放发展模式转变成低能耗、高效率、低排放发展模式，实现了企业水资源、污泥高效使用和循环利用，进而实现废纸企业可持续发展；

（2）采用本发明的方法，整个系统中清洁水质量可100％用于再生纸和纸板的蓄浆池和配浆池生产用水，排出的污泥直接用于再生纸板浆料；

（3）本发明提供了一种用于废纸造纸企业废水、污泥循环回用的方法，发明中使用混凝效果好、运行管理方便、投资省、见效快的硅藻土混凝剂，高效实现细小纤维的回收；厌氧水解－A/O工艺为主的生化处理工艺，有效降低COD、氨氮等影响废水循环的水质指标，COD去除率≥85％，氨氮去除率≥80％；发明中使用初沉池物化污泥和二沉池生化污泥按照质量比5:1-6:1比例混合，然后搅拌，臭氧氧化，提高污泥脱水效果和稳定性，有效除臭、脱色，具有工艺简单，成本低廉，可大幅减少污泥排放和有效利污泥资源，易于实施的特点；通过二沉池污泥回流至厌氧水解，充分发挥厌氧菌对污泥的削减，实现系统内的污泥减量化，投资省、运行费用低、见效快，推广应用价值高；

（4）本发明采用硅藻土混凝剂对废纸造纸废水中悬浮物SS和COD的去除率较好，强化了混凝剂的吸附架桥功能；具有投加量少，pH的适用范围宽，降低废水处理中盐度的加入等显著特点。尤其是大大减少了盐分的累计对废纸造纸废水带来对产品质量影响，保证回用系统长期稳定；

（5）本发明采用电脑控制上清液排出口阀门和池体底部的污泥排出阀门，上清液和污泥可及时、合理排出，具有便于管理、节约成本、提高回用系统稳定性等优点。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图进一步介绍本发明的技术方案。

实施例1

某废纸造纸企业，采用国内废纸为原料生产瓦楞纸，具备3200配浆池多缸纸机一台，车速约80米/分，实际生产普通瓦楞纸2万吨/年，废水产生量为900t/d，pH7～9，COD≤4500mg/L，SS≤1500mg/L，氨氮≤25mg/L。采用本发明的工艺，结合图1，其处理步骤为：

1）废水由废纸造纸车间集水池自流至调节池，调节池停留时间18h；

2）调节池出水通过提升泵进入混凝反应池，在此投加硅藻土混凝剂260mg/L、PAM助凝剂1.0mg/L，通过初沉池去除悬浮物以及部分溶解性有机物。其中，所用硅藻土，pH6.5，细度≥220目，表面积范围为50cm²/g。

3）初沉池出水自流进入中间水池，中间水池出水部分回用至蓄浆池，部分进入后续生化处理，其中回用水量与继续生化处理水量比例为2:1，即回用水量600t/d，继续生化处理水量300t/d。此时水质为：pH8～9，COD≤1500mg/L，SS≤500mg/L，氨氮≤20mg/L。COD去除率≥66.7%,SS去除率≥66.7%,氨氮去除率≥20%。

4）中间水池出水自流至厌氧水解池，厌氧水解池停留时间24h，污泥浓度12g/L，污泥削减25％。

5）厌氧水解池出水进入A/O池，通过曝气去除有机物和SS，运行管理较方便，出水水质良好。

6）A/O池出水进入二沉池，二沉池的作用是进行泥水分离，污泥分别回流至缺氧池和厌氧水解池，剩余污泥排入污泥池。

7）二沉池出水可进入清水池，清水池出水可根据需要进行回用至蓄浆池和配浆池。此时水质为：pH8～9，COD≤300mg/L，SS≤100mg/L，氨氮≤10mg/L。COD总去除率≥93.3%，SS总去除率≥93.3%，氨氮总去除率≥60%。

8）初沉池物化污泥和二沉池生化污泥按照质量比5:1比例排入污泥池。污泥池由钢砼池体以及设置于池体中央内部的搅拌机组成，搅拌机转速为每分钟320-400转，污泥池设置有泥斗，有效水深4.0m，沿池壁设置了高液位计和低液位计，池体底部设有固液分离的污泥排出口，由电脑控制的上清液排出口阀门和池体底部的污泥排出阀门。通过搅拌机进行搅拌，搅拌机转速为每分钟400转，然后通过臭氧氧化装置向污泥池内投加臭氧20mg/L，最终将污泥输送至板框压滤机同时投加硅藻土混凝剂280mg/L、PAM助凝剂1.0mg/L进行脱水，污泥回用至蓄浆池，上清液排入调节池。

实施例2

某废纸造纸企业，采用国内废纸为原料生产瓦楞纸，实际生产普通瓦楞纸3万吨/年，废水产生量为1600t/d，pH7～9，COD≤3200mg/L，SS≤900mg/L，氨氮≤25mg/L。

2）调节池出水通过提升泵进入混凝反应池，在此投加硅藻土混凝剂120mg/L、PAM助凝剂0.5mg/L，通过初沉池去除悬浮物以及部分溶解性有机物。其中，所用硅藻土，pH8.5，细度≥220目，表面积范围为60cm²/g。

3）初沉池出水自流进入中间水池，中间水池出水部分回用至蓄浆池，部分进入后续生化处理，其中回用水量与继续生化处理水量比例为3:1，即回用水量1200t/d，继续生化处理水量400t/d。此时水质为：pH8～9，COD≤1000mg/L，SS≤450mg/L，氨氮≤18mg/L。COD去除率≥68.8%,SS去除率≥50%,氨氮去除率≥28%。

4）中间水池出水自流至厌氧水解池，厌氧水解池停留时间24h，污泥浓度12g/L，污泥削减20％。

7）二沉池出水可进入清水池，清水池出水可根据需要进行回用至蓄浆池和配浆池。此时水质为：pH8～9，COD≤280mg/L，SS≤90mg/L，氨氮≤8mg/L。COD总去除率≥91.2%,SS总去除率≥90%,氨氮总去除率≥68%。

8）初沉池物化污泥和二沉池生化污泥按照质量比6:1比例排入污泥池，通过搅拌机进行搅拌，搅拌机转速为每分钟320转，然后通过臭氧氧化装置向污泥池内投加臭氧10mg/L，最终将污泥输送至板框压滤机同时投加硅藻土混凝剂180mg/L、PAM助凝剂0.5mg/L进行脱水，污泥回用至蓄浆池，上清液排入调节池。

实施例3

其它操作条件同实施实例1，混凝反应池，在此投加硅藻土混凝剂200mg/L、PAM助凝剂0.8mg/L，此时水质为：pH8～9，COD≤1920mg/L，SS≤580mg/L，氨氮≤22mg/L。COD去除率≥57.3%，SS去除率≥61.3%，氨氮去除率≥12%。

实施例4

其它操作条件同实施实例1，回用水量与继续生化处理水量比例为3:1，即回用水量675t/d，继续生化处理水量225t/d。二沉池出水水质为：pH8～9，COD≤290mg/L，SS≤90mg/L，氨氮≤9.5mg/L。COD总去除率≥93.5%，SS总去除率≥94.0%，氨氮总去除率≥62%。

实施例1～4的整个系统中清洁水质量均可100％用于再生纸和纸板的蓄浆池和配浆池生产用水，排出的污泥直接用于再生纸板浆料。

Claims

1.一种废纸造纸废水、污泥循环回用方法，其步骤为：

2.根据权利要求1所述的废纸造纸废水、污泥循环回用方法，其特征在于：所用硅藻土pH6.5～8.5，细度≥220目，表面积范围为50～60cm²/g。

3.根据权利要求1所述的废纸造纸废水、污泥循环回用方法，其特征在于：所述的污泥池由钢砼池体以及设置于池体中央内部的搅拌机组成，搅拌机转速为每分钟320-400转，污泥池设置有泥斗，有效水深4.0m以上，沿池壁设置了高液位计和低液位计，池体底部设有固液分离的污泥排出口，由电脑控制的上清液排出口阀门和池体底部的污泥排出阀门。