CN106277649A - 用于造纸废水预处理的类芬顿工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于造纸废水预处理的类芬顿工艺，包括如下工序：1)收集酸洗废液并准备双氧水；2)将所述酸洗废液和双氧水投入造纸废水中；所述酸洗废液、双氧水和所述造纸废水的混合液发生类芬顿反应；造纸废水中的木质素类大分子有机物断键、开环形成小分子有机物，废水中的部分COD氧化分解，产生胶体悬浮物；3)向经过2)处理的废水中加入凝絮药剂；2)中产生的胶体悬浮物混凝成为大颗粒矾花；4)将经过3)处理的废水进行沉淀处理，将沉淀产生的上清液进行二级生化处理，将沉淀产生的污泥进行脱水处理。本发明将利用酸洗废液处理造纸废水，既能取得良好的处理效果，又能避免酸和铁资源的浪费。

Description

用于造纸废水预处理的类芬顿工艺
技术领域
本发明涉及一种难降解废水预处理工艺，尤其涉及一种用于造纸废水预处理的类芬顿工艺。
背景技术
造纸废水中含有大量难降解的木质素类物质，具有高色度、高碱度、高有机物含量等特征，基本无可生化性，五日生化需氧量(简称BOD5)/化学需氧量(简称COD)通常为0.1～0.2。通过一般的混凝沉淀处理很难将其难降解COD有效去除或提高其可生化性，之后经二级生化处理也很难使其出水COD达标，一般出水CODCr在80mg/L左右，色度的稀释倍数在130倍以上，与《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中的一级A标准规定的CODCr小于等于50mg/L、色度稀释倍数小于等于30倍的指标相差甚远。通过对造纸废水组分的研究，其难降解COD主要来源于木质素类物质，该类物质为一种无定形的、分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物，造纸废水的高色度也主要由该类物质导致。因此，在二级生化处理之前通过一定的预处理工艺将此类物质产生的难降解COD有效去除成为造纸废水处理能否达标排放的关键。
目前对于造纸废水难降解COD的处理方法有强氧化法、活性炭吸附法、芬顿法等。采用投加双氧水、臭氧、次氯酸钠等强氧化剂的强氧化法成本较低，但处理效果一般，COD与色度去除率不高。活性炭吸附法虽能取得较好的去除效果，但活性炭吸附饱和周期短、更换频率高且再生或更换成本大。芬顿法也能通过其化学反应产生的强氧化性取得较好的去除效果，但需要的工艺条件苛刻，需要投加大量的酸(如硫酸)将pH值调节至4.0左右，其后又要投加大量的碱(如NaOH)将其中和后才能进入二级生化处理系统或达标排放。
同时，冶金、机械加工及电镀等企业每天产生大量的酸洗废液，这些酸洗废液pH值一般在1.5以下，呈强酸性，且含有大量的铁离子，由于其严重的腐蚀性，已被列入《国家危险废物名录》。该类废液如不加以有效地回收处理会造成严重的环境污染。传统的处理方法一般采用石灰、电石渣等进行中和反应，中和后虽然pH值可以达到排放标准，但其余各项指标仍很难达标，且产生的泥渣脱水困难、不易干燥、后处理难度较大，大部分情况采用堆积待处理，占用大量土地，造成二次污染，同时该方法浪费了大量的酸和铁资源。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种将酸洗废液资源化利用的用于造纸废水预处理的类芬顿工艺。
为达到上述目的，本发明用于造纸废水预处理的类芬顿工艺包括如下工序：
1)收集酸洗废液并准备双氧水；
2)将所述酸洗废液和双氧水投入造纸废水中；所述酸洗废液、双氧水和所述造纸废水的混合液发生类芬顿反应；造纸废水中的木质素类大分子有机物断键、开环形成小分子有机物，废水中的部分COD氧化分解，产生胶体悬浮物；
3)向经过2)处理的废水中加入凝絮药剂；2)中产生的胶体悬浮物混凝成为大颗粒矾花；
4)将经过3)处理的废水进行沉淀处理，将沉淀产生的上清液进行二级生化处理，将沉淀产生的污泥进行脱水处理。
进一步地，1)中收集的酸洗废液为黑色或黄黑色含铁酸性液体，所述含铁酸性液体的pH值为1.0～2.0，所述含铁酸性液体的总铁质量分数为15％～20％，所述含铁酸性液体的密度为1.3g/cm3左右。
进一步地，2)中将酸洗废液、双氧水和造纸废水进行混合时，控制混合液以CaCO3计的碱度为400±50mg/L；
或者，2)中将酸洗废液、双氧水和造纸废水进行混合时，酸洗废液投加量为500mg/L左右；
或者，控制4)中的上清液以CaCO3计的碱度为120±30mg/L。
进一步地，2)中的双氧水质量分数大于等于30％，投加量为50mg/L。
进一步地，2)中还包括曝气混合工序，所述曝气混合工序如下：通过水力/空气混合射流的方式进行曝气，控制曝气量为1.5±0.3m3空气/m3H2O，控制水循环比为1:2.5～1:3.5，所述类芬顿反应时间不小于30分钟。
进一步地，所述凝絮剂为聚氯化铝和聚丙烯酰胺，聚氯化铝为液体聚氯化铝，以Al2O3计的质量分数大于等于10％，投加量为50±5mg/L；所述聚丙烯酰胺为固体阴离子聚丙烯酰胺，投加量为1.2±0.2mg固体/L。
进一步地，3)中的凝絮药剂与废水在机械搅拌混合池中进行混合。
进一步地，3)中胶体悬浮物混凝成为大颗粒矾花的过程在折板式凝絮池中进行。
进一步地，4)中的沉淀处理过程在辐流式沉淀池中进行。
本发明用于造纸废水预处理的类芬顿工艺具有如下特点：
1、本发明对造纸废水的预处理效果良好且稳定，造纸废水经该预处理工艺后，CODCr去除率可达到50％以上，色度稀释倍数由130倍左右降低至50倍左右，再经后续的二级生化处理工艺，可保证出水CODCr稳定达到50mg/L以下，色度稀释倍数稳定小于30倍，其它出水指标也均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中的一级A标准。
2、本发明将酸洗废液加以资源化利用，为类芬顿反应提供了必要的铁离子与抵消原水高碱度的氢离子，避免了酸洗废液带来的潜在环境风险与处理酸洗废液产生的处理成本以及次生污染，同时避免了酸和铁资源的浪费。
3、采用本发明对造纸废水经行预处理操作简单、成本低廉，可实现药剂自动化定量投加，同时避免了传统芬顿工艺加酸调节pH值、投加硫酸亚铁以及加碱回调pH值的药剂成本。
附图说明
图1是包含本发明用于造纸废水预处理的类芬顿工艺的造纸废水处理工艺流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
实施例1
本实施例提供一种用于造纸废水预处理的类芬顿工艺，如图1所示，具体步骤如下：
1)准备双氧水并收集酸洗废液；
2)将造纸废水通过进水提升泵房与细格栅提升至预曝气池中，在预曝气池进口投加酸洗废液与双氧水，酸洗废液投加量为500mg/L左右，可根据实际情况调整，以将原水碱度再进入预曝气池时调整至400mg/L(以CaCO3计)左右或使步骤的出水碱度为150mg/L(以CaCO3计)左右为准，双氧水的投加量为50mg/L。酸洗废液、双氧水与造纸废水通过水力/空气混合射流曝气作用充分混合并发生类芬顿反应，曝气量为1.5m3空气/m3H2O，水循环比为1:3。通过预曝气池中产生的类芬顿反应，使造纸废水中的木质素类大分子有机物断键、开环形成小分子有机物且将废水中的一部分COD直接氧化分解，同时产生大量的胶体悬浮物，在预曝气池中进行的类芬顿反应时间不小于30分钟。
3)使步骤2)的出水进入机械搅拌混合池中，同时在混合池进口投加液体聚氯化铝与固体聚丙烯酰胺，液体聚氯化铝的投加量为50mg/L，固体聚丙烯酰胺先溶解成质量分数为1‰的溶液，再按1.0mg固体/L的投加量投加。通过机械搅拌作用使步骤2)的出水与投加药剂充分混合。
将投加了凝絮药剂的废水输入折板式絮凝池中，在絮凝池的水力搅拌作用下，步骤2)的出水与药剂进一步发生絮凝反应，最终使步骤1)产生的大量胶体悬浮物混凝成大颗粒矾花。
4)使步骤3)的出水在辐流式初沉池中进行泥水分离，上清液进入后续的二级生化处理系统，将沉淀污泥进行脱水处理。
下面以某城市造纸废水处理厂为例，表1中为该厂的实际运行数据，采用本发明用于造纸废水预处理的类芬顿工艺预处理后，CODCr去除率就可达到50％左右，色度稀释倍数由130倍左右降低至50倍左右，再经二级生化处理，其出水CODCr、NH3-N、色度以及其它指标均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中的一级A标准。
表1运行情况表
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于造纸废水预处理的类芬顿工艺，其特征在于：包括如下工序：
1)收集酸洗废液并准备双氧水；
2)将所述酸洗废液和双氧水投入造纸废水中；所述酸洗废液、双氧水和所述造纸废水的混合液发生类芬顿反应；造纸废水中的木质素类大分子有机物断键、开环形成小分子有机物，废水中的部分COD氧化分解，产生胶体悬浮物；
3)向经过2)处理的废水中加入凝絮药剂；2)中产生的胶体悬浮物混凝成为大颗粒矾花；
4)将经过3)处理的废水进行沉淀处理，将沉淀产生的上清液进行二级生化处理，将沉淀产生的污泥进行脱水处理。
2.如权利要求1所述用于造纸废水预处理的类芬顿工艺，其特征在于：1)中收集的酸洗废液为黑色或黄黑色含铁酸性液体，所述含铁酸性液体的pH值为1.0～2.0，所述含铁酸性液体的总铁质量分数为15％～20％，所述含铁酸性液体的密度约为1.3g/cm3。
3.如权利要求1所述用于造纸废水预处理的类芬顿工艺，其特征在于：2)中将酸洗废液、双氧水和造纸废水进行混合时，控制混合液以CaCO3计的碱度为400±50mg/L；
或者，2)中将酸洗废液、双氧水和造纸废水进行混合时，酸洗废液投加量为500mg/L左右；
或者，控制4)中的上清液以CaCO3计的碱度为120±30mg/L。
4.如权利要求1所述用于造纸废水预处理的类芬顿工艺，其特征在于：2)中的双氧水质量分数大于等于30％，投加量为50±5mg/L。
5.如权利要求1所述用于造纸废水预处理的类芬顿工艺，其特征在于：2)中还包括曝气混合工序，所述曝气混合工序如下：通过水力/空气混合射流的方式进行曝气，控制曝气量为1.5±0.3m3空气/m3H2O，控制水循环比为1:2.5～1:3.5，所述类芬顿反应时间不小于30分钟。
6.如权利要求1所述用于造纸废水预处理的类芬顿工艺，其特征在于：所述凝絮剂为聚氯化铝和聚丙烯酰胺，聚氯化铝为液体聚氯化铝，以Al2O3计的质量分数大于等于10％，投加量为50±5mg/L；所述聚丙烯酰胺为固体阴离子聚丙烯酰胺，投加量为1.2±0.2mg固体/L。
7.如权利要求1所述用于造纸废水预处理的类芬顿工艺，其特征在于：3)中的凝絮药剂与废水在机械搅拌混合池中进行混合。
8.如权利要求1所述用于造纸废水预处理的类芬顿工艺，其特征在于：3)中胶体悬浮物混凝成为大颗粒矾花的过程在折板式凝絮池中进行。
9.如权利要求1所述用于造纸废水预处理的类芬顿工艺，其特征在于：4)中的沉淀处理过程在辐流式沉淀池中进行。
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