CN104944708B - 一种造纸制浆黑液处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种造纸废水处理系统，该系统包括造纸制浆黑液收集系统、酸析处理池、中和池、中和沉淀池、均质池、升流式厌氧污泥床、生化池、综合调节池、沉淀池、A/O生化池、二次沉淀池、三次沉淀池和污水排放系统；本发明具有如下优点：1、经过物化+UASB反应器+A/O法三级处理，获得很高的处理效果，出水非常稳定，抗冲击力高。2、与传统活性污泥法SBR法相比，可节省投资费用20%，运行费用25%以上。3、本工艺曝气设备采用最先进技术微孔曝气设备与表面曝气、射流、可提升穿孔曝气等相比氧转换率提高10‑15%，大大节省动力消耗及运行成本，提高了运行效率。4、对处理较高浓度的废水尤其显示出优越性。

Description

一种造纸制浆黑液处理系统

技术领域

本发明涉及一种造纸废水处理系统。

背景技术

生产长纤维制浆为主导产品及电解电容器用纸、铝箔纸等产品，采用剑麻原料化学制浆法生产长纤维浆原料，在生产过程中产生大量黑液、中段废水等高浓度有机污染物。黑液浓度CODcr：13000—20000mg/l，NH3-N浓度350mg/l ，如果不加以处理不仅对环境造成污染，也不符合国家《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）表2制浆生产标准限值。保护环境，防治污染是制浆造纸工业可持续发展的必然趋势和要求，我国采用长纤维麻浆作为原料生产电器用纸制浆企业极少，过去主要用废水工艺黑液酸析沉淀，提取木质素预处理+接触氧化处理+絮凝沉淀法。设备选用落后，使废水处理站无法平稳运行，造成了污水处理有时会超标排放。

中国发明专利（申请号：99116492.X 申请日：1999-05-27）公开了一种碱法制浆造纸黑液脱除木素工艺，直接向碱性黑液中加入有机聚合电解质A聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐及其取代衍生物等，溶解后再加入酸性物质B，调节黑液的pH值≤5，木素立即聚集、析出，分离出的固形物用作工业原料，生产有机无机复合肥，回收液回用于制浆系统。

中国发明专利（申请号：200910016232.5 申请日：2009-06-13）公开了一种生物制浆造纸废水零排放工艺，改进了蒸煮和中段水处理工序，其蒸煮工序:调整蒸煮工艺，降低蒸煮压力，缩短蒸煮时间，从而有效地减少了浆料溶出物，减少中段水的COD含量;中段水处理工序将生物曝气池中的旋混式曝气器改造为悬挂式曝气链装置，使得氧气的转换效率提高了5-10%，增加了废水中的溶解氧含量，在不增加动力的情况下提高了废水中有机物的去除率。同时打破中段水处理常规流程，对中段水处理两次，从而使处理后的废水全部能够回用。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种造纸制浆黑液处理系统，本发明的系统采用国内外先进技术和创新，成熟运行稳定的工艺，考虑工艺流程对废水水质、水量的变化有良好的适应性，并保证运行操作简易方便，节省占地面积，使出水系统适应执行最新国家制浆造纸工业水污染排放标准稳定达标排放。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种造纸制浆黑液处理系统，该系统包括造纸制浆黑液收集系统、酸析处理池、中和池、中和沉淀池、均质池、升流式厌氧污泥床、生化池、综合调节池、沉淀池、A/O生化池、二次沉淀池、三次沉淀池和污水排放系统；所述的造纸制浆黑液收集系统通过管路连接所述的酸析处理池，酸析处理池加入工业硫酸、絮凝剂PAC和硫酸铝，工业硫酸加药量按水质pH至3~4.5为准，絮凝剂PAC加入量5~100mg/L，硫酸铝加入量10~50mg/L，水力停留时间为2~5小时进行处理，处理后经过叠螺机，叠螺机产生的污泥外运，污水进入所述的中和池；中和池加入中和剂工业烧碱，加药量按水质pH至6.5－7.5为准进行pH值的调节处理，处理完成进入中和沉淀池；中和沉淀池加入絮凝剂PAC和石灰水，絮凝剂PAC的加入量20~40mg/L，石灰水加入量20~40mg/L，水力停留时间为5~8小时进行处理，处理完成进入均质池；均质池通过水下搅拌机使高浓度废水和低浓度废水混合，水力停留时间3~5小时，处理完成进入升流式厌氧污泥床，处理完成进入生化池，生化池处理的10~15小时，生化池的上层污水进入综合调节池，生化池的下层废液进入浓缩池，浓缩池的污泥进入污泥脱水机处理，污饼外运；脱水后的污水及冲洗水进入综合调节池，综合调节池中加入絮凝剂PAC，加入量40~60mg/L进行处理；经过综合调节池处理的废水进入初沉淀池，初沉淀池采用斜管式絮凝沉淀，水力停留时间5~8小时，初沉淀池的污泥进入所述的浓缩池处理，初沉淀池的污水进入的A/O生化池，水力停留时间20~24小时，A/O生化池处理后进入二次沉淀池，水力停留时5~10小时，二次沉淀池的污泥进入所述的浓缩池处理，活性污泥回流至A/O生化池再次利用，污水进入三次沉淀池，三次沉淀池加入絮凝剂PAC和絮凝剂PAM，絮凝剂PAC加入量20~40mg/L；絮凝剂PAM加入量2~8mg/L，三沉池水力停留时间2~6小时进行处理，污泥进入所述的浓缩池处理，废水进入污水排放系统。

作为优选，所述的酸析处理池加入的工业硫酸为98%工业硫酸，絮凝剂PAC和硫酸铝的质量百分比浓度为10~20％。

作为优选，所述的中和池加入中和剂工业烧碱的的质量百分比浓度为30~40%。

作为优选，所述的中和沉淀池加入絮凝剂PAC的质量百分比浓度为10~20％，石灰水的质量百分比浓度为5~15％。

作为优选，所述的综合调节池中加入絮凝剂PAC的质量百分比浓度为10~20％。

作为优选，所述的三次沉淀池加入絮凝剂PAC的质量百分比浓度为10~20％，絮凝剂PAM的质量百分比浓度为0.5~2％。

作为优选，所述的生化池的上层污水与造纸白水、中段废水混合进入综合调节池。

作为优选，所述的三次沉淀池的废水部分进入中水回用综合池。

剑麻制浆废水黑液悬浮物和有机物浓度高（蒸煮植物纤维得率50%），主要含有木质素、果胶类、蛋白质、纤维素、半纤维素等，对此有机废水进行酸析预处理提取木质素，能够获得化工原料，而且减轻后续生物处理的负荷。采用黑液酸析预处理沉淀法分离后的废水仍然较高有机物污染物。因此，采用生物处理工艺选用酸析物化+厌氧+好氧技术是经济合理的。厌氧工艺处理高浓度有机废水，不仅可以降低废水的处理能耗，还能产生新的能源，大幅度减轻污染物，故厌氧生物技术在处理高浓度有机废水中得到广泛应用。

A/O工艺是污水生化处理方法中的一种技术先进，成熟可靠稳定运行的处理工艺。它具有以下特点：

◆工艺先进，占地面积小、设备少、节省投资。节能由于只有一个反应器，终沉池、回流污泥及其设备。

◆理想的推流过程使生化反 应推力大、处理效率高。

◆运行方式灵活，由于反应在同一个 反应器内进行，可以从时间上按排

曝气、缺氧和厌氧等不同状态下工作。

◆污泥活性高，沉降性能好。

◆耐冲击负荷，处理能力强。

本技术方案采用化学酸析+UASB反应器+A/O法。A/O法即厌氧（Anacrobrc）—好氧（Oxic）法，是活性污泥法的一个变种。该法是根据活性污泥在一定条件下，由于活性污泥的巨大表面积和粘液层，可吸附去除水体75%以上的BOD、COD原理演变而来。同时，在A段即活性污泥吸附段。处于兼氧状态又可达到优选菌种，防止污泥膨胀的功能。A/O法是AB二段生化处理的改进与延伸，也是在实践中得到证实和普通认可的一个新工艺，是应用比较先进成熟的工艺技术。A/O法去除效果明显，运行稳定，通常COD去除率90以上水平。该工艺是当今世界先进的处理工艺之一。

目前国内外厌氧反应器的形式大致有三种类型：厌氧接触反应器（ACP）、升流式厌氧反应器（UASB）、(EGSB)和厌氧生物滤池。采用UASB反应器作为处理高浓度有机废水的工艺，经过近几年引进消化吸收荷兰Paques公司技术，在国产化研制、开发和实践中UASB的启动、均匀进料布水、颗粒污泥形成、回流等系统方面取得了较大成功。由于UASB出水达不到排放标准，仍需好氧处理。好氧生化处理可采用的工艺较多，如氧化沟、A/O活性污泥曝气池、A2/O法、CASS、SBR及ICEAS等。由于八达纸业原有废水处理站废水中有机物浓度高，不适合用生物接触氧化法工艺，废水处理站去除率很低仅10～15%，所以本工艺优化采用A2/O工艺法。

厌氧生物处理法适用于高浓度有机废水，升流式厌氧污泥床（UASB）是厌氧生物处理反应器一种，广泛用于高浓度有机废水，UASB生物处理反应器是本废水处理方案核心技术之一，可以降解75%以上高浓度有机废水COD。为确保好氧处理达标排放最有效的工艺。

厌氧生物处理反应器是高浓度有机废水处理的有效工艺，升流式厌氧污泥床（UASB）是厌氧生物处理反应器一种，UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，简称UASB）由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，其结构、运行操作维护管理相对简单，造价相对较低，技术成熟，处理成本低，近几年受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。

厌氧生物处理法适用于高浓度有机废水，进水COD最高浓度可达数万mg/L，也可适用于低浓度有机废水，城市污水等。对于一般有机废水，当水温在30℃时，容积负荷可达10-20kg(COD)/(m3.d)。目前已广泛用于高浓度有机废水（如制浆造纸工业废水、精细化工、农药、制药、焦化、啤酒、屠宰废水等）、COD去除率可达50-80%。厌氧生物处理反应器主要有：厌氧接触法、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧流化床、颗粒污泥膨胀床（EGSB）等。UASB反应器是一种运用广泛、设计成熟、高效的厌氧处理装置，据统计，全球及我国在运行的各类厌氧反应器中，UASB厌氧反应器占60% 升流式厌氧污泥床工艺近年来在国内外发展很快，该工艺既节约了能源，又可回收能量，又解决了环境污染问题，取得了较好的经济效益和社会效益。具有广阔的应用前景。

UASB反应器在处理各种有机废水时，反应器内一般情况下均能形成厌氧颗粒污泥，而厌氧颗粒污泥不仅具有良好的沉降性能，而且具有较高的产甲烷活性。由于UASB反应器设置有三相分离器，使得反应器内污泥不易流失，所以反应器内能维持很高的污泥浓度，平均浓度可达80gSS/L左右。同时，反应器的SRT（污泥停留时间）很大，HRT（水力停留时间）很小，这使反应器有很高的容积负荷率和运行稳定性。

本发明由于采用了上述的技术方案，具有如下极有吸引力的优点：

1、经过物化+UASB反应器+A/O法三级处理，获得很高的处理效果，出水非常稳定，抗冲击力高。

2、与传统活性污泥法SBR法相比，可节省投资费用20%，运行费用25%以上。

3、本工艺曝气设备采用最先进技术微孔曝气设备与表面曝气、射流、可提升穿孔曝气等相比氧转换率提高10-15%，大大节省动力消耗及运行成本，提高了运行效率。

4、对处理较高浓度的废水尤其显示出优越性。

附图说明

图1为本发明的系统流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1所示的一种造纸制浆黑液处理系统，该系统包括造纸制浆黑液收集系统、酸析处理池、中和池、中和沉淀池、均质池、升流式厌氧污泥床、生化池、综合调节池、沉淀池、A/O生化池、二次沉淀池、三次沉淀池和污水排放系统，所述的造纸制浆黑液收集系统通过管路连接所述的酸析处理池，酸析处理池加入98%工业硫酸，加药量按水质ＰＨ至３－4.5为准。在酸析中和沉池加入絮凝剂PAC，配制浓度１５％，加入量７０mg/L；絮凝剂硫酸铝，配制浓度15％，加入量20mg/L 。水力停留时间为3小时（加药量可按实际修正）进行处理，处理后经过叠螺机，叠螺机产生的污泥外运，污水进入所述的中和池，中和池加入中和剂液态工业烧碱32%浓度，加药量按水质ＰＨ至6.5－7.5为准，进行PH值的调节处理，处理完成进入中和沉淀池，中和沉淀池加入PAC配制浓度１５％，加入量30mg/L；、石灰水配制浓度10％，加入量30mg/L；水力停留时间为6小时进行处理，处理完成进入均质池，均质池（通过水下搅拌机使高浓度废水和低浓度废水混合，水力停留时间4小时）进行调节，处理完成进入升流式厌氧污泥床，处理完成进入生化池（生化池处理的12小时），生化池的上层污水与造纸白水、中段废水混合进入综合调节池，生化池的下层废液进入浓缩池，浓缩池的污泥进入污泥脱水机处理，污饼外运（含水率约75%）。脱水后的污水及冲洗水进入综合调节池综合调节池中加入PAC（配制浓度１５％，加入量50mg/L）进行处理；经过综合调节池处理的废水进入初沉淀池（采用斜管式絮凝沉淀，水力停留时间6小时），初沉淀池的污泥进入所述的浓缩池处理，初沉淀池的污水进入的A/O生化池（水力停留时间22小时），A/O生化池处理后进入二次沉淀池（水力停留时间7小时），二次沉淀池的污泥进入所述的浓缩池处理，活性污泥回流至A/O生化池再次利用，污水进入三次沉淀池，三次沉淀池加入PAC和PAM（PAC配制浓度１５％，加入量30mg/L；PAM配制浓度１％，加入量5mg/L，加药量可按实际修正。三沉池水力停留时间4小时）进行处理，污泥进入所述的浓缩池处理，废水进入污水排放系统，三次沉淀池的废水也可以部分进入中水回用综合调节池。

Claims (8)

1.一种造纸制浆黑液处理系统，其特征在于该系统包括造纸制浆黑液收集系统、酸析处理池、中和池、中和沉淀池、均质池、升流式厌氧污泥床、生化池、综合调节池、初沉淀池、A/O生化池、二次沉淀池、三次沉淀池和污水排放系统；所述的造纸制浆黑液收集系统通过管路连接所述的酸析处理池，酸析处理池加入工业硫酸、絮凝剂PAC和硫酸铝，工业硫酸加药量按水质pH至3~4.5为准，絮凝剂PAC加入量5~100mg/L，硫酸铝加入量10~50mg/L，水力停留时间为2~5小时进行处理，处理后经过叠螺机，叠螺机产生的污泥外运，污水进入所述的中和池；中和池加入中和剂工业烧碱，加药量按水质pH至6.5－7.5为准进行pH值的调节处理，处理完成进入中和沉淀池；中和沉淀池加入絮凝剂PAC和石灰水，絮凝剂PAC的加入量20~40mg/L，石灰水加入量20~40mg/L，水力停留时间为5~8小时进行处理，处理完成进入均质池；均质池通过水下搅拌机使高浓度废水和低浓度废水混合，水力停留时间3~5小时，处理完成进入升流式厌氧污泥床，处理完成进入生化池；生化池处理的10~15小时，生化池的上层污水进入综合调节池，生化池的下层废液进入浓缩池，浓缩池的污泥进入污泥脱水机处理，污饼外运；脱水后的污水及冲洗水进入综合调节池，综合调节池中加入絮凝剂PAC，加入量40~60mg/L进行处理；经过综合调节池处理的废水进入初沉淀池，初沉淀池采用斜管式絮凝沉淀，水力停留时间5~8小时，初沉淀池的污泥进入所述的浓缩池处理，初沉淀池的污水进入的A/O生化池，水力停留时间20~24小时，A/O生化池处理后进入二次沉淀池，水力停留时5~10小时，二次沉淀池的污泥进入所述的浓缩池处理，活性污泥回流至A/O生化池再次利用，污水进入三次沉淀池，三次沉淀池加入絮凝剂PAC和絮凝剂PAM，絮凝剂PAC加入量20~40mg/L；絮凝剂PAM加入量2~8mg/L，三次沉淀池水力停留时间2~6小时进行处理，污泥进入所述的浓缩池处理，废水进入污水排放系统。

2.根据权利要求1所述的一种造纸制浆黑液处理系统，其特征在于酸析处理池加入的工业硫酸为98%工业硫酸，絮凝剂PAC和硫酸铝的质量百分比浓度为10~20％。

3.根据权利要求1所述的一种造纸制浆黑液处理系统，其特征在于中和池加入中和剂工业烧碱的的质量百分比浓度为30~40%。

4.根据权利要求1所述的一种造纸制浆黑液处理系统，其特征在于中和沉淀池加入絮凝剂PAC的质量百分比浓度为10~20％，石灰水的质量百分比浓度为5~15％。

5.根据权利要求1所述的一种造纸制浆黑液处理系统，其特征在于综合调节池中加入絮凝剂PAC的质量百分比浓度为10~20％。

6.根据权利要求1所述的一种造纸制浆黑液处理系统，其特征在于三次沉淀池加入絮凝剂PAC的质量百分比浓度为10~20％，絮凝剂PAM的质量百分比浓度为0.5~2％。

7.根据权利要求1所述的一种造纸制浆黑液处理系统，其特征在于生化池的上层污水与造纸白水、中段废水混合进入综合调节池。

8.根据权利要求1所述的一种造纸制浆黑液处理系统，其特征在于三次沉淀池的废水部分进入中水回用综合池。