CN104986916B - 一种造纸涂布废水处理工艺 - Google Patents

一种造纸涂布废水处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种造纸涂布废水处理工艺,通过对涂布废水依次进行混凝反应、板框压滤、絮凝沉淀、水解酸化、生物沉降、多介质过滤和消毒七个步骤,完成了对涂布废水的预处理、生化处理和后处理;本发明中预处理为生化处理奠定良好基础,后处理对生化处理进行进一步完善,环环相扣,科学布局,使得每个工序都能最大程度的发挥其治污除污的功效,每一步都是后一步的基础,后一步都是前一步的补充和提升,由此,提供了一种处理效果好,针对性强,效率高的一种造纸涂布废水处理工艺。

Description

一种造纸涂布废水处理工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种造纸涂布废水处理方法,属于工业废水处理领域。
背景技术
[0002]纸张涂布,主要原材料是涂布加工原纸、颜料(高岭土、碳酸钙等)、胶黏剂(PVA、丁 苯乳胶、淀粉等)以及各种助剂(分散剂、润滑剂、消泡剂等),涂布废水是在涂布过程清洗配 料罐或涂布机而产生,由于造张涂布废水含有染料、胶黏剂等助剂,废水污染浓度高,可生 化性一般,成分复直接处理难度大,但是传统的混凝、沉淀设备的废水污染物对于纸张 涂布废水这类具有高浓度、成分复杂的废水去除率低,因此,如何有效降低纸浆造纸废水的 COD,是一项具有重要社会意义和经济效益的工作。
发明内容
[0003]本发明的目的是提供一种处理效果好,针对性强,效率高的一种造纸涂布废水处 理工艺,通过对涂布废水依次进行混凝反应、板框压滤、絮凝沉淀、水解酸化、生物沉降、多 介质过滤和消毒七个步骤,完成了对涂布废水的预处理、生化处理和后处理,使涂布废水有 效地去除了绝大部分的污染物质,达标排放。
[0004]为实现上述目的,包括以下步骤,
[0005] (1)混凝反应:向涂布废水中投加熟石灰、聚丙烯酰胺及粉煤灰,所述熟石灰的用 量为10〜30 g/L,聚丙烯酰胺的用量为0.008〜0.023 g/L,粉煤灰的用量为20〜40 g/L;投加 后,调节涂布废水PH值为7.0〜7.6,反应时间为〇 • 5〜1.5小时;
[0006]较佳地,熟石灰、PAM及粉煤灰的用量分别为15〜25、0.010〜0.020和25〜35 g/L; [0007]较佳地,所述熟石灰、聚丙烯酰胺及粉煤灰的用量分别为2〇、〇.015和30g/L;
[0008] (2)板框压滤:采用板框压滤机对将经过步骤(1)过滤后的废水进行压滤处理,待 压力表不数达0.5〜0 • 7Mpa后,得到板框出水和板框滤板间污泥;
[0009] (3)絮凝沉淀:所述板框出水与造纸白水混合,形成混合溶液,板框出水与造纸白 水的体积比为(〇. 5〜1) : 1,混合后,加入絮凝剂和助凝剂,所述絮凝剂为聚合氯化铝,所述助 凝剂为聚丙烯酰胺;混合后,调节所述混合溶液的PH为7 • 0〜7.6,搅拌0.3〜0.8小时,分别形 成上清液和沉淀物;
[0010]较佳地,所述聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的加入量分别为50〜70和10〜20mg/L;
[0011]较佳地,所述聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量浓度分别为10%和0.1%,加入量分别 为55〜65和13〜18mg/L;
[0012] (4)水解酸化:所述上清液进入水解酸化池,搅拌水解7〜8h;
[0013] (5)生物沉降:经过步骤(4)处理后的废水依次进入厌氧池、好氧曝气池和沉淀池, 厌氧池内设置有潜水搅拌机,好氧池中为好氧活性污泥,好氧池内设置有平面填料,好氧池 底部设置有曝气头,在厌氧池和好氧池中保持废水pH值在6 • 8〜7.5范围内,在沉淀池内进行 固液分离,在沉淀池中停留时间为1.2〜1 • 8小时;(6)多介质过滤:所述沉淀上清液进入多介 质过滤器,所述多介质过滤器内包括石英砂和活性炭;
[0014] (7)消毒:对经过步骤(6)的废水进行消毒,消毒所用溶液为10%次氯酸钠;
[0015]较佳地,所述次氯酸钠投加量为2〜25mg/L;
[0016]较佳地,所述次氯酸钠投加量为8〜13mg/L。
[0017]本发明积极效果如下:
[0018] 本发明通过混凝反应、板框压滤、絮凝沉淀、水解酸化、生物沉降、多介质过滤和消 毒七个步骤,完成了对涂布废水的预处理、生化处理和后处理,预处理阶段将涂布废水中的 悬浮物及粘稠物质,通过混凝作用和吸附作用转变为沉淀污泥,并通过板框压滤机将沉淀 去除,大大降低了生化处理阶段的的负荷,从而增强生化处理的效率;在生化处理阶段,首 先进行水解酸化,将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程,从 而改善废水的可生化性,为后续生化处理奠定良好基础,由于厌氧适合处理高浓度废水,所 以厌氧放置于好氧前;为满足深层净化的水质要求,将涂布废水进行后处理,然后达标排 放;本发明中预处理为生化处理奠定良好基础,后处理对生化处理进行进一步完善,环环相 扣,科学布局,使得每个工序都能最大程度的发挥其治污除污的功效,每一步都是后一步的 基础,后一步都是前一步的补充和提升,由此,提供了一种处理效果好,针对性强,效率高的 一种造纸涂布废水处理工艺。
具体实施方式
[0019] 下面将对本发明的实施例作进一步的详细叙述。
[0020] 实施例1:
[0021] 本实施例包括以下步骤:
[0022] (1)混凝反应:向涂布废水中投加熟石灰、聚丙烯酰胺(PAM)及粉煤灰。
[0023]其中,熟石灰的作用为:作为1、强碱性药剂起到中和的作用,使酸性废水成为中 性;2、对废水中胶体微粒能起助凝作用,并作为颗粒核增重剂,加速不溶物的分离;3、能有 效的去除磷酸根、硫酸根及氟离子等阴离子;4、能破坏氨基磺酸根等络合剂或鳌合剂对有 些金属离子的结合;5、通过调节PH值对乳化液废水有脱稳破乳的作用;本实施例中,熟石灰 的加入量为20g/L。
[0024] PAM是聚丙烯酰胺的英文简称,其作用为:1、使悬浮物质通过电中和,架桥吸附作 用,起絮凝作用;2、通过机械的、物理的、化学的作用,起粘合作用;3、有效降低流体的摩擦 阻力,水中加入微量PAM就能降阻50〜80%;4、PAM在中性和酸性条件下均有增稠作用;PAM的 用量对絮凝效果有很大影响,当PAM的加入量过少时,废水絮凝效果较差,污泥颗粒小,下降 速度慢,影响出水效果,随着PAM加入量增加,废水的絮凝效果越来越好,下沉速度快,但出 水C0D值会增加,经过大量研宄,本实施例确定PAM的加入量为0.015 g/L。
[0025]粉煤灰主要来源于火电厂的一种工业固体废弃物,是一种松散多孔且比表面积 大的固体颗粒,具有较高的比表面能和较好的表面活性。此外,煤灰中还含有少量沸石、活 性炭等具有交换特性,因此对水中的污染物具有较好的吸附和絮凝性能,而且还可以以废 治废,本实施例中,粉煤灰的投放量为30 g/L。投加后,涂布废水的PH值为7.3,这样涂布废 水中的悬浮物及粘稠物质,通过混凝作用和吸附作用转变为沉淀污泥。经过1小时后混凝反 应结束。 (2)攸枢压源:彳寸<〇1过^§來(1)过滤后的废水,由螺杆泵泵入板框压滤机内压缩除 泥,随着废水的泵入,板框压滤机压力表示数逐渐上升,板框压滤机各滤板水嘴有清水流 出,此时各滤板间污泥较少,水嘴流量较大,待压力表示数达0 • 6Mpa后会保持压力,至水嘴 清水不再流出或流出量很小时,停止螺杆泵,卸下板框滤板间污泥,污泥收集后移交有污泥 处理资质的单位进行处理,压滤结束时,废水中的悬浮物及粘稠物质被压缩至板框压滤机 内,板框出水清澈,悬浮物含量较低,大大的降低了原水的C0D,经过步骤(D和(2)后,完成 了对涂布废水进行了预处理。
[0027] (3)絮凝沉淀:由于造纸白水的污染程度比涂布废水小,也较容易处理,所以为了 节约废水处理成本,提高效率,将所述板框出水与造纸白水混合,板框出水与造纸白水的体 积比为0 • 6:1,形成混合溶液,加入絮凝剂和助凝剂,本实施例分别选用聚合氯化铝和聚丙 烯酰胺,加入量分别为60和15 mg/L,本实施例选取的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量浓度 分别为10%和0 • 1%;使用NaOH调节所述混合溶液的PH为7.2,搅拌30min,通过自有沉降,形成 了上清液和沉淀物,所述沉淀物进入污泥浓缩池,由板框压滤机进行除泥。
[0028] (4)水解酸化:所述上清液进入水解酸化池;水解酸化处理方法是一种介于好氧和 厌氧处理法之间的方法,水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同,将厌氧 处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段,即在大量水解细菌、酸化菌作用下 将不溶性有机物水解为溶解性有机物,将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小 分子物质的过程,从而改善废水的可生化性,为后续生化处理奠定良好基础;此外,水解酸 化反应迅速,故池容小,而且不需要密封,不需要搅拌器,不需要水、气、固三相分离器,在常 温下即可进行,降低了造价和便于维护,水解酸化池内设置有潜水搅拌机,使废水与活性污 泥充分混合,提高废水可生化性,经过7小时后完成水解酸化。
[0029] (5)生物沉降:经过步骤(4)处理后的废水依次进入厌氧池、好氧曝气池和沉淀池; 厌氧处理是利用厌氧菌的作用,去除废水中的有机物,经厌氧处理后能去除大部分C0D,厌 氧池中为厌氧活性污泥对处理较难降解有机物有很好的去除作用,极大减轻好氧处理的负 担,厌氧适合处理高浓度废水,所以厌氧放置于好氧前;厌氧池内设置有潜水搅拌机,使废 水与厌氧污泥充分接触,提高处理效果;好氧曝气池底部设置有曝气头,对废水进行曝气供 氧,并有混合搅拌的作用,好氧曝气池内为好氧活性污泥,内设平面填料,促进微生物挂膜 生长,好氧曝气池的作用是让活性污泥进行有氧呼吸,进一步把有机物分解成无机物,好氧 曝气池内的活性污泥具有良好的絮凝作用,在厌氧池和好氧池中始终保持废水pH值在6.8〜 7.5范围内;在沉淀池内进行固液分离,本实施例在沉淀池内停留1.5小时形成沉淀上清液 和沉淀污泥。沉淀后的污泥由泵抽至好氧池进水端,进行污泥回流,回流至水解酸化池。污 泥回流的作用是补充曝气池混合液流出带走的活性污泥,使曝池内的悬浮固体浓度MLSS保 持相对稳定,同时对缓冲进水水质的变化也能起到一定的作用,二级生物处理系统的抗冲 击负荷能力主要是通过曝气池中拥有足够的活性污泥实现的,而曝气池中维持稳定的污泥 浓度离不开回流污泥的连续进行。沉淀后的污泥如果失去活性,丧失回流价值,则流入所述 污泥浓缩池,然后由板框压滤机除泥。经过步骤(3)、(4)和(5)后,完成涂布废水的生化处 理。此外,由于好氧池出水带走部分活性污泥,将好氧池出水经沉淀后的分别形成沉淀上清 液和沉淀污泥,上清液至后续处理单元进行后续处理,沉淀下来的污泥由回流泵送至好氧 进水端进行污泥回流;
[0030] (6)多介质过滤:所述沉淀上清液进入多介质过滤器,所述多介质过滤器内采用石 英砂和活性炭混合填充,多介质过滤器采用上进下出布水方式,在污水流动过程中不同粒 径的石英砂和活性炭会对悬浮物质有截留作用,可去除水中大颗粒悬浮物,从而降低水的 SDI值,满足深层净化的水质要求运行费用低,操作简单,待运行1-2月后对多介质过滤器进 行反冲洗,反冲洗为下进上出布水,冲洗截留物质至污水处理进水端再次进行处理,反冲洗 时间为10-15分钟。
[0031] (7)消毒:对经过步骤(6)的废水进行消毒,消毒所用溶液为10%次氯酸钠,次氯酸 钠投加量为l〇mg/L,废水经过消毒处理后,CODcr为74mg/L,BODs为1 lmg/L,SS为20mg/L,pH 值为7 • 5,达到排放标准。经过步骤(6)和(7),完成涂布废水的后处理。
[0032] 实施例2:
[0033] 本实施例包括以下步骤:
[0034] (1)混凝反应:向涂布废水中投加熟石灰、聚丙烯酰胺及粉煤灰。熟石灰的用量为 l〇g/L,聚丙烯酰胺的用量为0.023 g/L,粉煤灰的用量为20 g/L,投加后,涂布废水PH值为 7.0,经过0.5小时后,涂布废水中的悬浮物及粘稠物质,通过混凝作用和吸附作用转变为沉 淀污泥。
[0035] (2)板框压滤:将经过步骤(1)过滤后的废水,由螺杆栗泵入板框压滤机内压缩除 泥,随着废水的泵入,板框压滤机压力表示数逐渐上升,板框压滤机各滤板水嘴有清水流 出,此时各滤板间污泥较少,水嘴流量较大,待压力表示数达0 • 5Mpa后会保持压力,至水嘴 清水不再流出或流出量很小时,停止螺杆栗,卸下板框滤板间污泥,污泥收集后移交有污泥 处理资质的单位进行处理,压滤结束时,废水中的悬浮物及粘稠物质被压缩至板框压滤机 内,板框出水清澈,悬浮物含量较低,大大的降低了原水的C0D,经过步骤(1)和(2)后,完成 了对涂布废水进行了预处理。
[0036] (3)絮凝沉淀:将板框出水与造纸白水按体积比为0.5:1混合,加入絮凝剂聚合氯 化铝50 mg/L,加入助凝剂聚丙烯酰胺20 mg/L,聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量浓度分别 为10%和0.1%;调节所述混合溶液的PH为7.0,搅拌36min,通过自有沉降,形成了上清液和沉 淀物,所述沉淀物进入污泥浓缩池,由板框压滤机进行除泥。
[0037] (4)水解酸化:所述上清液进入水解酸化池,水解酸化池内设置有潜水搅拌,经过 7 • 6小时的生物处理后完成水解酸化。
[0038] (5)生物沉降:经过步骤(4)处理后的废水依次进入厌氧池、好氧曝气池和沉淀池; 厌氧池设置有潜水搅拌,好氧池中为好氧活性污泥,内设平面填料,促进微生物挂膜生长, 在池底部设多组曝气头,对废水进行曝气供氧,在厌氧池和好氧池中始终保持废水pH值在 6•8〜7•5范围内,本实施例在沉淀池内停留1.8小时形成沉淀上清液和沉淀污泥。
[0039] (6)多介质过滤:所述沉淀上清液进入多介质过滤器,多介质过滤器内包括石英砂 和活性炭,可去除水中大颗粒悬浮物。
[0040] (7)消毒:对经过步骤(6)的废水进行消毒,消毒所用溶液为10%次氯酸钠,次氯酸 钠投加量为13mg/L,废水经过消毒处理后,CODcr为79mg/L,B0D5为15mg/L,SS为24mg/L,pH 值为7.1,达到排放标准。经过步骤(6)和(7),完成涂布废水的后处理。
[0041] 实施例3:
[0042] 本实施例包括以下步骤: L〇〇43」(1)混M反应:向涂布废水中投加熟石灰、聚丙烯酰胺及粉煤灰。熟石灰的用量为 30g/L,聚丙烯酰胺的用量为0.008 g/L,粉煤灰的用量为40 g/L,投加后,涂布废水PH值为 7.6,经过1.5小时后,涂布废水中的悬浮物及粘稠物质,通过混凝作用和吸附作用转变为沉 淀污泥。
[0044] (2)板框压滤:将经过步骤(1)过滤后的废水,由螺杆栗泵入板框压滤机内压缩除 泥,随着废水的栗入,板框压滤机压力表示数逐渐上升,板框压滤机各滤板水嘴有清水流 出,此时各滤板间污泥较少,水嘴流量较大,待压力表示数达〇. 7Mpa后会保持压力,至水嘴 清水不再流出或流出量很小时,停止螺杆泵,卸下板框滤板间污泥,污泥收集后移交有污泥 处理资质的单位进行处理,压滤结束时,废水中的悬浮物及粘稠物质被压缩至板框压滤机 内,板框出水清澈,悬浮物含量较低,大大的降低了原水的COD,经过步骤(1)和(2)后,完成 了对涂布废水进行了预处理。
[0045] ⑶絮凝沉淀:将板框出水与造纸白水按体积比为1:1混合,加入絮凝剂聚合氯化 铝7〇 mg/L,加入助凝剂聚丙烯酰胺1〇 mg/L,聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量浓度分别为 10%和0 • 1%;调节所述混合溶液的PH为7.6,搅拌48min,通过自有沉降,形成了上清液和沉淀 物,所述沉淀物进入污泥浓缩池,由板框压滤机进行除泥。
[0046] (4)水解酸化:所述上清液进入水解酸化池,水解酸化池内设置有潜水搅拌,经过8 小时后完成水解酸化。
[0047] (5)生物沉降:经过步骤(4)处理后的废水依次进入厌氧池、好氧曝气池和沉淀池; 厌氧池、好氧曝气池和沉淀池同实施例1~2,本实施例在沉淀池内停留1.2小时形成沉淀上 清液和沉淀污泥。
[0048] (6)多介质过滤:所述沉淀上清液进入多介质过滤器,多介质过滤器内包括石英砂 和活性炭,可去除水中大颗粒悬浮物。
[0049] (7)消毒:对经过步骤⑹的废水进行消毒,消毒所用溶液为10%次氯酸钠,次氯酸 钠投加量为8mg/L,废水经过消毒处理后,CODcr为81mg/L,BOD5为12mg/L,SS为25mg/L,pH值 为7 • 9,达到排放标准。经过步骤(6)和(7),完成涂布废水的后处理。
[OOSO]对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。

Claims (7)

1. 一种造纸涂布废水处理工艺,其特征在于:包括以下步骤, (1) 混凝反应:向涂布废水中投加熟石灰、聚丙烯酰胺及粉煤灰,所述熟石灰、聚丙烯酰 胺及粉煤灰的用量分别为15〜25 g/L、0.012〜0.018 g/L和25〜35 g/L;投加后,调节涂布废 7jCpH值为7.0〜7.6,反应时间为〇 • 5〜1.5小时; (2) 板框压滤:采用板框压滤机对将经过步骤Q)过滤后的废水进行压滤处理,待压力 表不数达〇 • 5〜0.7Mpa后,得到板框出水和板框滤板间污泥; (3) 絮凝沉淀:所述板框出水与造纸白水混合,形成混合溶液,板框出水与造纸白水的 体积比为(0.5〜1):1,混合后,加入絮凝剂和助凝剂,所述的絮凝剂为聚合氯化铝,所述助凝 剂为聚丙烯酰胺,加入后,调节所述混合溶液的pH为7 • 0〜7.6,搅拌〇. 3〜0.8小时,分别形成 上清液和沉淀物; (4) 水解酸化:所述上清液进入水解酸化池,搅拌水解7〜8h; (5) 生物沉降:经过步骤(4)处理后的废水依次进入厌氧池、好氧曝气池和沉淀池,厌氧 池内设置有潜水搅拌机,好氧池中为好氧活性污泥,好氧池内设置有平面填料,好氧池底部 设置有曝气头,在厌氧池和好氧池中保持废水pH值在6 • 8〜7 • 5范围内,在沉淀池内进行固液 分离,在沉淀池中停留时间为1.2〜1.8小时; (6) 多介质过滤:所述沉淀上清液进入多介质过滤器,所述多介质过滤器内包括石英砂 和活性炭; (7) 消毒:对经过步骤(6)的废水进行消毒,消毒所用溶液为1〇%次氯酸钠。
2. 根据权利要求1所述的一种造纸涂布废水处理工艺,其特征在于:所述熟石灰、聚丙 烯酰胺及粉煤灰的用量分别为20 g/L、0.015 g/L和30g/L。
3. 根据权利要求1所述的一种造纸涂布废水处理工艺,其特征在。于:所述步骤(3)中所 述的聚合氯化错和聚丙稀酰胺的加入量分别为5〇〜7〇呢凡和⑺〜2〇mg/L。
4.根据权利要求3所述的一种造纸涂布废水处理工艺,其特征在于:所述聚合氯化铝和 聚丙烯酰胺的质量浓度分别为10%和0.1%,加入量分别为55〜65和13〜18mg/L。
5.根据㈣要求1所删-种造纟峨械減3工艺,其擁在于:臟雜⑺中所 述次氯酸钠投加量为2〜25mg/L。
6.棚权利要求5所述的—It造纸涂布废水处理工艺,其特征在于:所述次氯酸钠投加 量为8〜lang/L。
7.棚权利要求1所述的—种造纸涂布废水处理工艺,其特征在于:所述步骤⑸中的 活性污泥回流至步骤(4)中的所述水解酸化池内。
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