CN105254078A - 一种硅酸钙预处理apmp制浆废水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种硅酸钙预处理APMP制浆废水的方法，该预处理方法包括APMP制浆废水经斜筛过滤、硅酸钙混合、pH值调节、沉降的工艺步骤，经过预处理之后的废水后续进入厌氧、好氧及气浮处理。本发明的方法利用硅酸钙原料比表面积和孔隙率大、吸附性能高等特点，能够有效降低APMP制浆废水中COD、悬浮物、浊度、色度等污染负荷，还能减少废水后续处理成本；另一方面，本发明方案主要原料为高铝粉煤灰提取氧化铝后产生的二次副产物—硅酸钙，原料来源广泛，生产成本低廉，不仅能够有效促进粉煤灰的综合利用，而且提升了硅酸钙的产品附加值。

Description

一种硅酸钙预处理APMP制浆废水的方法

技术领域

本发明涉及一种硅酸钙预处理APMP制浆废水的方法，属于造纸技术领域。

背景技术

造纸业是传统的用水大户，也是造成水污染的重要污染源之一。目前我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位，据统计，我国县及县以上造纸及纸制品工业废水排放量占全国工业总排放量的18.6％，其中处理排放达标量占造纸工业废水总排放量的49.3％，排放废水中COD约占全国工业COD总排放量的44.0％。目前造纸行业约占排放总量50％的废水尚未进行达标处理，废水污染防治任务还相当繁重。

APMP(碱性过氧化氢预处理热磨机械浆)是由美国SPROUT-BAUER公司在1989年开发的专利技术，其主要原理是在磨浆前用高压缩比螺旋对原料进行挤压处理，强化药液浸透，然后即加入H₂O₂和NaOH等化学药品进行漂白反应，从而省却了在磨浆后再进行漂白的一系列设备，它汇集了TMP(热磨机械浆)、CTMP(化学预处理热磨机械浆)、BCTMP(漂白化学热磨机械浆)等制浆装备及工艺路线的优点，是集化学处理及机械处理于一体的先进的高得率浆的制浆方法之一。APMP制浆法具有动力消耗低、浆料白度高、纸浆纤维长等多种优点，尤其适用于阔叶木制浆，具有广泛的市场前景。

以速生阔叶木为原料生产APMP浆时，其废水排放量通常为20-30m³/t浆，APMP浆厂废水的COD_Cr可达7000-10000mg/l，并伴有大量的悬浮物(SS)、溶解性胶体物质和较深的颜色，直接排放到江河湖泊必定造成严重的水污染，因此，必须采取其它措施对其进行有效的治理。

目前，国内外对该类废水的处理一般采用两种途径进行处理，一是采用生物处理方式，二是采用减量化技术对废液进行处理。传统生物处理多采用厌氧和好氧微生物结合的处理方式。生产企业通常采用三级深度处理技术路线，即厌氧处理—好氧处理—高效絮凝气浮处理。但三级深度处理成套设备投资大、加药量高，运行成本高，占地面积大，许多小型化机浆厂难以承受。另外，由于APMP制浆不同于化学法制浆技术，成浆过程主要还是靠机械力量完成，废液中悬浮物含量较高，悬浮物主要是来自废纸中的细小纤维、填料(白土、碳酸钙等)、涂料、油墨等，对后续处理的负荷较高。

因此，如何开发一种运行成本低、处理技术路线易于实现的方法，稳定处理系统，减少COD_cr、悬浮物、色度等对后续处理的影响，是目前APMP制浆废水处理中迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明所解决的主要技术问题，在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种硅酸钙预处理APMP制浆废水的方法，能有效去除APMP制浆废水中的COD、悬浮物、色度和浊度等污染负荷。

本发明的方法利用硅酸钙原料比表面积和孔隙率大、吸附性能高等特点，不仅降低了废水处理成本，还提高了硅酸钙的综合利用率。

本发明采用的技术方案是：一种硅酸钙预处理APMP制浆废水的方法，所述方法包括如下步骤：

1)将APMP制浆废水经斜筛过滤，得到过滤后的APMP制浆废水；

2)在所述过滤后的APMP制浆废水加入平均粒径为20-40um的硅酸钙；

3)加入pH调节剂，调节体系pH值为7-8.5；

4)沉降处理。

制浆造纸厂所用原料主要是木材和各种草类原料，木材原料经过树皮剥去、洗涤、切片、筛选等；草类原料经除尘、除杂(如草籽、草叶)、除髓(如蔗渣和高粱秆的髓)等工序会产生很多杂质。步骤1)中，将APMP制浆废水经过斜网过滤，能够去除制浆废水中粗大的树皮、木节、纤维束、固体颗粒等杂质，得到过滤后的APMP制浆废水；

在上述方法中，步骤2)中，在过滤后的APMP制浆废水加入平均粒径为20-40um的硅酸钙原料；其中，所述硅酸钙绝干用量对APMP制浆废水的重量比为1.0-2.5％。

发明人研究发现，硅酸钙具有比表面积高、孔隙率大、吸附性能高、价格低廉等特点，对于废水中的悬浮物、色度和浊度均具有很好的吸附性。本发明中所使用的硅酸钙可以通过现有的技术制备得到，可以是采用结晶完好的石英砂和优质的石灰乳为原料通过水热合成法制备；也可以是高铝粉煤灰提取氧化铝后产生的二次副产物，若采用来源广泛、成本低廉的粉煤灰为原料生产硅酸钙，与传统处理方法相比，可以大大降低APMP制浆废水的处理成本。

废水处理过程中，要求废水处于中性，否则会造成颗粒污泥解体、污泥大量流失、装置无法运行。根据本发明的方法，完成步骤2)硅酸钙与过滤后的APMP制浆废水混合后，加入pH调节剂调节体系pH值在7-8.5之间。在具体操作中pH调节剂可以用稀硫酸或磷酸。

最后，对APMP制浆废水进行沉降处理，沉降时间可以根据物料组成来调整。在本发明的实施方案中，沉降时间可控制在3-5小时左右。

根据本发明的方法，APMP制浆废水经斜筛过滤、硅酸钙混合、pH值调节、沉降等工序的预处理，经过预处理后的APMP制浆废水COD去除率在20-25％，悬浮物去除率在40-55％，浊度去除率在80-90％，色度去除率在50％以上。采用本发明的方法，使用硅酸钙预处理APMP制浆废水后，继续进行常规的后续厌氧、好氧、气浮处理，能大幅降低后续处理成本。

本发明具有如下优点：

(1)相对于目前的APMP制浆废水的处理方法，利用硅酸钙比表面积和孔隙率大、吸附性能高等特点，对APMP制浆废水进行预处理，能够明显降低COD、悬浮物、色度和浊度等污染负荷，大幅减少后续废水处理成本，提升企业经济效益和环境效益；

(2)本发明方案主要原料为高铝粉煤灰提取氧化铝后产生的二次副产物—硅酸钙，原料来源广泛，生产成本低廉，不仅能够有效促进粉煤灰的综合利用，还提升了硅酸钙的产品附加值。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

来自制浆车间的APMP制浆废水经斜网过滤去除大尺寸杂质后，经测定COD、悬浮物、浊度、色度分别为8726.4mg/L、869mg/L、323、1500；在过滤后的APMP制浆废水中加入2.0％重量比的平均粒径为35-40um的硅酸钙原料，搅拌均匀，用稀磷酸调节PH为7-8后，置于初沉池静止沉降3.5-4小时后，分离上层清水，测定废水各项性能指标如下：COD由原水的8726.4mg/L下降到6840.6mg/L，COD去除率为21％；悬浮物由原水的869mg/L下降到380mg/L，悬浮物去除率为56.3％；浊度由323下降到61，浊度去除率为81.1％；色度由1500下降到40，色度去除率为97.1％。

实施例2：

来自制浆车间的APMP制浆废水经斜网过滤去除大尺寸杂质后，经测定COD、悬浮物、浊度、色度分别为5955.9mg/L、193mg/L、200、1250，在过滤后的APMP制浆废水中加入2.0％重量比的平均粒径为20um的硅酸钙原料，搅拌均匀，用稀磷酸调节PH为7-8后，置于初沉池静止沉降3.5-4小时后，分离上层清水，测定废水各项性能指标如下：COD由原水的5955.9mg/L下降到4669.4mg/L，COD去除率为21.6％；悬浮物由原水的193mg/L下降到115mg/L，悬浮物去除率40.4％；浊度由200下降到27.2，浊度去除率86.4％；色度由1250下降到250，色度去除率80％。

经实验证明，利用硅酸钙预处理的APMP制浆废水，很大程度上去除了APMP制浆废水中的COD、悬浮物、色度和浊度等负荷，后续继续进行常规的厌氧、好氧、气浮处理，能大幅降低后续处理成本。

常规APMP化机浆废水采用厌氧、好氧、气浮处理，每立方废水处理成本约为2.8元；按照本发明，利用对APMP制浆废水重量比为1.0-2.5％的硅酸钙预处理APMP制浆废水，废水COD去除率在20-25％，悬浮物去除率在40-55％，浊度去除率在80-90％，色度去除率在50％以上；基于硅酸钙预处理的良好效果，达到同样的废水排放标准可以明显降低废水处理化学品用量和能耗，废水综合处理成本可降低3-5％。依此估算，若一个年产1万吨的小造纸厂的排放污水量为2000m³/天，每年按300天计算，则全年可节省废水处理成本5.04-8.40万元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种硅酸钙预处理APMP制浆废水的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)将APMP制浆废水经斜筛过滤，得到过滤后的APMP制浆废水；

2)在所述过滤后的APMP制浆废水加入平均粒径为20-40um的硅酸钙；

3)加入pH调节剂，调节体系pH值为7-8.5；

4)沉降处理。

2.根据权利要求1所述的硅酸钙预处理APMP制浆废水的方法，其特征在于，所述硅酸钙绝干用量对APMP制浆废水重量比为1.0-2.5％。

3.根据权利要求1或2所述的硅酸钙预处理APMP制浆废水的方法，其特征在于，所述pH调节剂为稀硫酸或磷酸。

4.根据权利要求1或2所述的硅酸钙预处理APMP制浆废水的方法，其特征在于，所述沉降处理的时间为3-5小时。