CN105152491A - 制浆尾水回用及零排放预处理工艺 - Google Patents

Abstract

制浆尾水回用及零排放预处理工艺，包括由达标排放制浆尾水，均质池，超效气浮池，锰砂滤池，锰砂滤池产水池，臭氧接触氧化池，曝气生物活性炭滤池，膜集成处理系统原水池，反洗风机，臭氧发生器，曝气风机，反冲洗供水池，反冲洗污水收集池，污泥浓缩池以及污泥脱水工段等组成。本发明以“气浮+过滤+臭氧接触氧化+生物活性炭降解吸附”为核心技术，经过预处理工艺处理，制浆尾水中的浊度、硬度、有机物、悬浮固体及胶体杂质的含量都得到大幅降低，减轻了后续膜集成系统处理工艺的污染负荷，降低了膜元件的污染，确保了膜集成处理系统的正常运行，为实现制浆尾水回用及零排放创造了必要的条件。

Description

制浆尾水回用及零排放预处理工艺

技术领域

本发明属于环境工程、水污染控制与节能减排技术领域，特别涉及制浆尾水回用与零排放预处理工艺。

背景技术

制浆造纸工业不仅需要大量的淡水，而且会产生大量高浓度、难降解污水。

制浆工业污水经过一系列物化、生化及深度处理后，达到GB3554-2008《制浆造纸工业水污染物排放标准》,其可称之为制浆尾水。制浆尾水通过预处理及膜集成系统处理后，其水质可满足GBT19923-2005《城市污水再生利用工业用水水质标准》，可作为中水回用补充到工业生产的各个用水环节。这大大减轻了制浆尾水直接排放对环境造成的压力，符合社会可持续发展、水资源循环利用的思想，实现了真正意义上的水回用及零排放。

在系统处理制浆尾水的过程中，如不进行预处理，直接将其送入膜集成系统处理，则易造成膜系统元件的胶体污染、生物污染和有机物污染，缩短膜的使用寿命。同时，制浆尾水中的难溶盐类易于产生水垢，水垢浓缩后沉积在膜表面，也会造成膜系统的运行效率降低。这些问题，将直接影响到制浆尾水中水回用及零排放处理工艺的实施效果，导致难以提供符合工业生产用水要求的水质，也就达不到制浆尾水循环利用、零排放的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制浆尾水回用与零排放预处理工艺，使经过处理后的制浆尾水中的浊度、硬度，有机物、悬浮固体及胶体杂质的含量都得到大幅降低，满足膜处理系统进水水质的要求。

本发明的技术方案：

制浆尾水回用及零排放预处理工艺，包括以下工艺步骤：

（1）均质池处理：将经过处理后，满足GB3554-2008《制浆造纸工业水污染物排放标准》的达标排放制浆尾水通过管网输送至均质池，均质池的水停留时间为3~4h，然后泵送至超效气浮池。

（2）超效气浮池处理：均质池出水与含有大量空气的溶气水混合，投入絮凝剂PAC及助凝剂PAM，超效气浮池水停留时间6~10min，水力表面负荷为4.5~5.0m³/m²h，回流比30%~35%。然后使超效气浮池出水自流进入锰砂过滤池。

（3）锰砂滤池处理：采用天然锰矿砂作为滤料过滤，滤速为7~9m/h，强制滤速为9~12m/h，采用液位控制反洗过程，单独气冲强度15~20L/m²·s，时间2min；单独水冲强度8~10L/m²·s，时间10min；过滤周期12~24h。然后锰砂滤池的出水自流进入锰砂滤池产水池，再经泵送至臭氧接触氧化池。

（4）臭氧接触氧化池处理：臭氧接触氧化池池底布置有多组臭氧曝气盘，臭氧接触氧化池的水力停留时间0.6~1h，臭氧投加量28~30mg/L，由臭氧发生器提供；臭氧接触氧化池出水自流进入曝气生物活性炭滤池。

（5）曝气生物活性炭滤池处理：曝气生物活性炭滤池的容积负荷为0.2~0.4kgBOD₅/m³d，由曝气风机提供微生物活动所需的氧气；采用恒水位过滤方式，正常滤速为3.5~4.5m/h，强制滤速为5~6m/h；采用气—水联合反冲洗，气洗时间为3~5min，气水联合冲洗时间为4~6min，单独水漂洗时间为8~10min，空气冲洗强度为12~16L/m²s，水冲洗强度为4~6L/m²s。曝气生物活性炭滤池出水自流进入膜集成处理系统原水池。

（6）膜集成处理系统原水池处理：制浆尾水在膜集成系统原水池的停留时间为1~1.5h，经加压后泵送至膜集成处理系统。

（7）反洗系统：锰砂滤池和曝气生物活性炭滤池的反洗用气由反洗风机提供，反洗用水由反冲洗供水池内水经水泵加压后提供。锰砂滤池和曝气生物活性炭滤池反冲洗后的排污水经管路收集后进入反冲洗污水收集池，由泵送回均质池。

（8）污泥收集处理：气浮污泥经集泥池收集，再泵送至污泥浓缩池作进一步的浓缩脱水，污泥浓缩池的固体通量为1~3kg/m²h；浓缩后的污泥，经污泥泵送至污泥脱水工段，脱水后的干污泥含水率为30%~40%，再进行焚烧或填埋等处置。

（9）废水收集处理：污泥浓缩池的上清液以及污泥脱水工段产生的滤液经管路收集后送至均质池，进入后续的污水处理环节。

本发明的有益效果：发明以“气浮+过滤+臭氧接触氧化+生物活性炭降解吸附”为核心技术，对制浆尾水进行回用零排放预处理。经过预处理工艺处理，制浆尾水中的浊度、硬度、有机物、悬浮固体及胶体杂质的含量都得到大幅降低，满足了膜处理系统进水水质的要求；这减轻了后续膜集成系统处理工艺的污染负荷，降低了膜元件的污染，减少了膜集成处理系统清洗的次数，从而确保了膜集成处理系统的正常运行，为实现制浆尾水回用及零排放创造了必要的条件。

附图说明

图1为制浆尾水回用及零排放预处理工艺图。

图中：1－均质池，2－超效气浮池，3－锰砂滤池，4－锰砂过滤产水池，5－臭氧接触氧化池，6－曝气生物活性炭滤池，7－膜集成处理系统原水池，8－反洗风机，9－臭氧发生器，10-曝气风机，11—反冲洗供水池，12-反冲洗污水收集池，13-集泥池，14-污泥浓缩池，15-污泥脱水工段。

具体实施方式

下面对结合附图工艺流程对本发明的内容作进一步的说明。

如附图1所示，工艺步骤包括：

（1）均质池1处理：将经过处理后，满足GB3554-2008《制浆造纸工业水污染物排放标准》的达标排放制浆尾水通过管网输送至均质池1，均质池1的水停留时间为3~4h，然后泵送至超效气浮池2。

（2）超效气浮池2处理：均质池1出水与含有大量空气的溶气水混合，投入絮凝剂PAC及助凝剂PAM，超效气浮池水2停留时间6~10min，水力表面负荷为4.5~5.0m³/m²h，回流比30%~35%。然后使超效气浮池2出水自流进入锰砂过滤池3。

（3）锰砂滤池3处理：采用天然锰矿砂作为滤料过滤，滤速为7~9m/h，强制滤速为9~12m/h，采用液位控制反洗过程，单独气冲强度为15~20L/m²·s，时间2min；单独水冲强度为8~10L/m²·s，时间10min；过滤周期12~24h。然后锰砂滤池3的出水自流进入锰砂滤池产水池4，再经泵送至臭氧接触氧化池5。

（4）臭氧接触氧化池5处理：臭氧接触氧化池5池底布置有多组臭氧曝气盘，臭氧接触氧化池5的水力停留时间为0.6~1h，臭氧投加量为28~30mg/L，由臭氧发生器9提供，臭氧接触氧化池5出水自流进入曝气生物活性炭滤池6。

（5）曝气生物活性炭滤池6处理：曝气生物活性炭滤池6的容积负荷为0.2~0.4kgBOD₅/m³d，由曝气风机10提供微生物活动所需的氧气；采用恒水位过滤方式，正常滤速为3.5~4.5m/h，强制滤速为5~6m/h；采用气—水联合反冲洗，气洗时间为3~5min，气水联合冲洗时间为4~6min，单独水漂洗时间为8~10min，空气冲洗强度宜为12~16L/m²s，水冲洗强度宜为4~6L/m²s。

曝气生物活性炭滤池6出水自流进入膜集成处理系统原水池7。

（6）膜集成处理系统原水池7处理：膜集成处理系统原水池7的制浆尾水经加压泵送至膜集成处理系统，水质能够满足膜集成处理系统进水水质的要求。

（7）反洗系统：锰砂滤池3和曝气生物活性炭滤池6的反洗用气由反洗风机8提供，反洗用水由反冲洗供水池11内水经水泵加压后提供。反洗设备的参数分别由前述反冲洗时的用水、用气量确定。锰砂滤池3和曝气生物活性炭滤池6反冲洗后的排污水经管路收集后进入反冲洗污水收集池12，由泵送回均质池1。

（8）污泥收集处理：气浮污泥经集泥池13收集，再泵送至污泥浓缩池14作进一步的浓缩脱水，污泥浓缩池14的固体通量为1~3kg/m²h；浓缩后的污泥，经污泥泵送至污泥脱水工段15，脱水后的干污泥含水率为30%~40%，再进行焚烧或填埋等处置。

（9）废水收集处理：污泥浓缩池14的上清液以及污泥脱水工段15产生的滤液经管路收集后送至均质池1，进入后续的污水处理环节。

实施例1

（1）均质池处理：将制浆尾水通过管网输送至均质池，均质池的水停留时间为4小时，然后泵送至超效气浮池。制浆尾水水质为：化学需氧量CODcr=61mg/L，浊度NTU=0.89，硬度=314mg/L，氯离子含量Cl^-=472mg/L，硫酸根离子含量SO₄ ^2-=892mg/L。

（2）超效气浮池处理：均质池出水与含有大量空气的溶气水混合，投入絮凝剂PAC及助凝剂PAM，超效气浮池水停留时间8min，水力表面负荷为4.8m³/m²h，回流比32%。然后使超效气浮池出水自流进入锰砂过滤池。

（3）锰砂滤池处理：采用天然锰矿砂作为滤料过滤，滤速为8m/h，强制滤速为10m/h，采用液位控制反洗过程，单独气冲强度16L/m²s，时间2min；单独水冲强度10L/m²s，时间10min；过滤周期24h。然后锰砂滤池的出水自流进入锰砂滤池产水池，再经泵送至臭氧接触氧化池。

（4）臭氧接触氧化池处理：臭氧接触氧化池池底布置有多组臭氧曝气盘，臭氧接触氧化池的水力停留时间0.8小时，臭氧投加量约28mg/L，由臭氧发生器提供，臭氧接触氧化池出水自流进入曝气生物活性炭滤池。

（5）曝气生物活性炭滤池处理：曝气生物活性炭滤池的容积负荷为0.25kgBOD₅/m³d，由曝气风机提供微生物活动所需的氧气；采用恒水位过滤方式，正常滤速为4m/h，强制滤速为6m/h；采用气—水联合反冲洗，气洗时间为5min，气水联合冲洗时间为6min，单独水漂洗时间为8min，空气冲洗强度为14L/m²s，水冲洗强度为6L/m²s。

曝气生物活性炭滤池出水自流进入膜集成处理系统原水池。

（6）膜集成处理系统原水池处理：原水池的水质为：CODcr=35mg/L，浊度NTU=0.65，硬度=188mg/L，氯离子含量Cl^-=449mg/L，硫酸根离子含量SO₄ ^2-=871mg/L，满足膜集成处理系统的进水水质要求。膜集成处理系统原水池的制浆尾水经加压泵送至膜集成处理系统。

（7）反洗系统：锰砂滤池和曝气生物活性炭滤池的反洗用气由反洗风机提供，反洗用水由反冲洗供水池内水经水泵加压后提供。反洗设备的参数分别由前述反冲洗时的用水、用气量确定。锰砂滤池和曝气生物活性炭滤池反冲洗后的排污水经管路收集后进入反冲洗污水收集池，由泵送回均质池。

（8）污泥收集处理：气浮污泥经集泥池收集，再泵送至污泥浓缩池作进一步的浓缩脱水，污泥浓缩池的固体通量为1.8kg/m²h；浓缩后的污泥，经污泥泵送至污泥脱水工段，脱水后的干污泥含水率约为30%~40%，再进行焚烧或填埋等处置。

（9）废水收集处理：污泥浓缩池的上清液以及污泥脱水工段产生的滤液经管路收集后送至均质池，进入后续的污水处理环节。

实施例2

（1）均质池处理：将制浆尾水通过管网输送至均质池，均质池的水停留时间为4小时，然后泵送至超效气浮池。制浆尾水水质为：化学需氧量CODcr=43mg/L，浊度NTU=0.51，硬度=336mg/L，氯离子含量Cl^-=417mg/L，硫酸根离子含量SO₄ ^2-=618mg/L。

（2）超效气浮池处理：均质池出水与含有大量空气的溶气水混合，投入絮凝剂PAC及助凝剂PAM，超效气浮池水停留时间8min，水力表面负荷为4.8m³/m²h，回流比32%。然后使超效气浮池出水自流进入锰砂过滤池。

（3）锰砂滤池处理：采用天然锰矿砂作为滤料过滤，滤速为8m/h，强制滤速为10m/h，采用液位控制反洗过程，单独气冲强度16L/m²s，时间2min；单独水冲强度10L/m²s，时间10min；过滤周期24h。然后锰砂滤池的出水自流进入锰砂滤池产水池，再经泵送至臭氧接触氧化池。

（4）臭氧接触氧化池处理：臭氧接触氧化池池底布置有多组臭氧曝气盘，臭氧接触氧化池的水力停留时间近0.8个小时，臭氧投加量约28mg/L，由臭氧发生器提供，臭氧接触氧化池出水自流进入曝气生物活性炭滤池。

（5）曝气生物活性炭滤池处理：曝气生物活性炭滤池的容积负荷为0.20kgBOD₅/m³d，由曝气风机提供微生物活动所需的氧气；采用恒水位过滤方式，正常滤速为4m/h，强制滤速为6m/h；采用气—水联合反冲洗，气洗时间为5min，气水联合冲洗时间为6min，单独水漂洗时间为8min，空气冲洗强度为14L/m²s，水冲洗强度为6L/m²s。

曝气生物活性炭滤池出水自流进入膜集成处理系统原水池。

（6）膜集成处理系统原水池处理：原水池的水质为：CODcr=26mg/L，浊度NTU=0.35，硬度为191mg/L，氯离子含量Cl⁼395mg/L，硫酸根离子含量SO₄ ^2-=579mg/L，满足膜集成处理系统的进水水质要求。膜集成处理系统原水池的制浆尾水经加压泵送至膜集成处理系统。

（7）反洗系统：锰砂滤池和曝气生物活性炭滤池的反洗用气由反洗风机提供，反洗用水由反冲洗供水池内水经水泵加压后提供。反洗设备的参数分别由前述反冲洗时的用水、用气量确定。锰砂滤池和曝气生物活性炭滤池反冲洗后的排污水经管路收集后进入反冲洗污水收集池，由泵送回均质池。

（8）污泥收集处理：气浮污泥经集泥池收集，再泵送至污泥浓缩池作进一步的浓缩脱水，污泥浓缩池的固体通量为1.8kg/m²h；浓缩后的污泥，经污泥泵送至污泥脱水工段，脱水后的干污泥含水率约为30%~40%，再进行焚烧或填埋等处置。

（9）废水收集处理：污泥浓缩池的上清液以及污泥脱水工段产生的滤液经管路收集后送至均质池，进入后续的污水处理环节。

实施例3

（1）均质池处理：将制浆尾水通过管网输送至均质池，均质池的水停留时间为4小时，然后泵送至超效气浮池。制浆尾水水质为：化学需氧量CODcr=72mg/L，浊度NTU=0.65，硬度为338mg/L，氯离子含量Cl^-=382mg/L，硫酸根离子含量SO₄ ^2-=827mg/L。

（2）超效气浮池处理：均质池出水与含有大量空气的溶气水混合，投入絮凝剂PAC及助凝剂PAM，超效气浮池水停留时间8min，水力表面负荷为4.8m³/m²h，回流比35%。然后使超效气浮池出水自流进入锰砂过滤池。

（3）锰砂滤池处理：采用天然锰矿砂作为滤料过滤，滤速为8m/h，强制滤速为10m/h，采用液位控制反洗过程，单独气冲强度16L/m²s，时间2min；单独水冲强度10L/m²·s，时间10min；过滤周期24h。然后锰砂滤池的出水自流进入锰砂滤池产水池，再经泵送至臭氧接触氧化池。

（4）臭氧接触氧化池处理：臭氧接触氧化池池底布置有多组臭氧曝气盘，臭氧接触氧化池的水力停留时间近0.8个小时，臭氧投加量约30mg/L，由臭氧发生器提供，臭氧接触氧化池出水自流进入曝气生物活性炭滤池。

（5）曝气生物活性炭滤池处理：曝气生物活性炭滤池的容积负荷为0.28kgBOD₅/m³d，由曝气风机提供微生物活动所需的氧气；采用恒水位过滤方式，正常滤速4m/h，强制滤速为6m/h；采用气—水联合反冲洗，气洗时间为5min，气水联合冲洗时间为6min，单独水漂洗时间为8min，空气冲洗强度为14L/m²s，水冲洗强度为6L/m²s。曝气生物活性炭滤池出水自流进入膜集成处理系统原水池。

（6）膜集成处理系统原水池处理：原水池的水质为：CODcr=40mg/L，浊度NTU=0.46，硬度为74mg/L，氯离子含量Cl^-=361mg/L，硫酸根离子含量SO₄ ^2-=788mg/L，满足膜集成处理系统的进水水质要求。膜集成处理系统原水池的制浆尾水经加压泵送至膜集成处理系统。

（7）反洗系统：锰砂滤池和曝气生物活性炭滤池的反洗用气由反洗风机提供，反洗用水由反冲洗供水池内水经水泵加压后提供。反洗设备的参数分别由前述反冲洗时的用水、用气量确定。锰砂滤池和曝气生物活性炭滤池反冲洗后的排污水经管路收集后进入反冲洗污水收集池，由泵送回均质池。

（8）污泥收集处理：气浮污泥经集泥池收集，再泵送至污泥浓缩池作进一步的浓缩脱水，污泥浓缩池的固体通量为1.8kg/m²h；浓缩后的污泥，经污泥泵送至污泥脱水工段，脱水后的干污泥含水率约为30%~40%，再进行焚烧或填埋等处置。

（9）废水收集处理：污泥浓缩池的上清液以及污泥脱水工段产生的滤液经管路收集后送至均质池，进入后续的污水处理环节。

采用该发明实施方式处理其他水质参数的制浆尾水时也能达到同样的预处理效果，满足膜集成处理系统的进水要求。

Claims (1)

1.制浆尾水回用及零排放预处理工艺，其特征在于包括以下工艺步骤：

（1）均质池处理：将经过处理后，满足GB3554-2008《制浆造纸工业水污染物排放标准》的达标排放制浆尾水通过管网输送至均质池，均质池的水停留时间为3~4h，然后泵送至超效气浮池；

（2）超效气浮池处理：均质池出水与含有大量空气的溶气水混合，投入絮凝剂PAC及助凝剂PAM，超效气浮池水停留时间6~10min，水力表面负荷为4.5~5.0m³/m²h，回流比30%~35%；然后使超效气浮池出水自流进入锰砂过滤池；

（3）锰砂滤池处理：采用天然锰矿砂作为滤料过滤，滤速为7~9m/h，强制滤速为9~12m/h，采用液位控制反洗过程，单独气冲强度15~20L/m²s，时间2min；单独水冲强度8~10L/m²s，时间10min；过滤周期12~24h；然后锰砂滤池的出水自流进入锰砂滤池产水池，再经泵送至臭氧接触氧化池；

（4）臭氧接触氧化池处理：臭氧接触氧化池池底布置有多组臭氧曝气盘，臭氧接触氧化池的水力停留时间近0.6~1h，臭氧投加量约28~30mg/L，由臭氧发生器9提供，臭氧接触氧化池出水自流进入曝气生物活性炭滤池；

（5）曝气生物活性炭滤池处理：曝气生物活性炭滤池的容积负荷为0.2~0.4kgBOD₅/m³d，由曝气风机提供微生物活动所需的氧气；采用恒水位过滤方式，正常滤速为3.5~4.5m/h，强制滤速为5~6m/h；采用气—水联合反冲洗，气洗时间为3~5min，气水联合冲洗时间为4~6min，单独水漂洗时间为8~10min，空气冲洗强度宜为12~16L/m²s，水冲洗强度宜为4~6L/m²s；曝气生物活性炭滤池出水自流进入膜集成处理系统原水池；

（6）膜集成处理系统原水池处理：膜集成处理系统原水池的制浆尾水经加压泵送至膜集成处理系统，水质能够满足膜集成处理系统进水水质的要求；

（7）反洗系统：锰砂滤池和曝气生物活性炭滤池的反洗用气由反洗风机提供，反洗用水由反冲洗供水池内水经水泵加压后提供；锰砂滤池和曝气生物活性炭滤池反冲洗后的排污水经管路收集后进入反冲洗污水收集池，由泵送回均质池；

（8）污泥收集处理：气浮污泥经集泥池收集，再泵送至污泥浓缩池作进一步的浓缩脱水，污泥浓缩池的固体通量为1~3kg/m²h；浓缩后的污泥，经污泥泵送至污泥脱水工段，脱水后的干污泥含水率约为30%~40%，再进行焚烧或填埋等处置；

（9）废水收集处理：污泥浓缩池的上清液以及污泥脱水工段产生的滤液经管路收集后送至均质池，进入后续的污水处理环节。