CN108059278B - 一种造纸污水气浮处理系统和混凝剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种造纸污水气浮处理系统和混凝剂，处理系统包括：格栅井、气浮池、机械滤网、第一加药装置和第二加药装置；格栅井的进液口连通废水管，造纸回收废水通过废水管流入格栅井；气浮池的进液口通过导流管连通格栅井的出液口；机械滤网安装在所述导流管上；第一加药装置连通所述气浮池，第一加药装置内存储第一混凝剂；第二加药装置连通所述气浮池，第二加药装置内存储第二混凝剂；气浮池的出液口通过回流管连通造纸制浆设备。所述第二混凝剂包含硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸。利用本发明处理系统对造纸废水进行处理，能够降低废水COD、固体悬浮物和重金属离子，降低废水外排对环境的污染。
Description
技术领域
本发明属于造纸污水处理净化技术领域，特别是涉及一种造纸污水气浮处理系统，以及用于添加至该系统的混凝剂。
背景技术
造纸工业生产分为两个主要工艺阶段，即制浆和抄纸。制浆是把植物原料中的纤维分离出来，制成浆料，再经漂白；抄纸则是把浆料稀释、成型、压榨、烘干制成纸张。这两项工艺都要耗用大量的水，其中大部分作为废水排出。造纸厂在运行过程中产生的污水部分能够循环使用，在循环使用的污水内含有较高浓度的COD、固体悬浮物和重金属离子，为提高用水的质量，需要对生产循环过程中的废水进行处理，减少COD、固体悬浮物和重金属离子。
发明内容
本发明的目的是提供一种造纸污水气浮处理系统，以及用于造纸污水处理的混凝剂。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种造纸污水气浮处理系统，其包括：格栅井、气浮池、机械滤网、第一加药装置和第二加药装置；所述格栅井的进液口连通废水管，造纸回收废水通过废水管流入格栅井；所述气浮池的进液口通过导流管连通格栅井的出液口；所述机械滤网安装在所述导流管上；所述第一加药装置连通所述气浮池，第一加药装置内存储第一混凝剂；所述第二加药装置连通所述气浮池，第二加药装置内存储第二混凝剂；所述气浮池的出液口通过回流管连通造纸制浆设备。
本发明如上所述的造纸污水气浮处理系统，进一步，所述格栅井包括池体、格栅板、高压喷射器、集渣罩和排渣管；所述格栅板安装在所述池体内，将所述池体分隔为第一腔室和第二腔室；所述高压喷射器安装在池体第一腔室的底部；所述集渣罩固定在高压喷射器的上方；所述排渣管与集渣罩的出口连接；进液口设置在池体的第一腔室，出液口设置在池体的第二腔室。
本发明如上所述的造纸污水气浮处理系统，进一步，所述池体为长方体结构，所述格栅板与池体侧壁的角度为45度至80度，所述高压喷射器安装在格栅板与池体侧壁形成的夹角位置。
本发明如上所述的造纸污水气浮处理系统，进一步，所述第一混凝剂为聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的一种或两种。
本发明如上所述的造纸污水气浮处理系统，进一步，所述第二混凝剂包含硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸，其中各组分的重量份为硫酸铝25～60、硫酸亚铁5～8、三氯化铝16～20、三氯化铁12～28、氯化镁8～50、硫酸25～40。利用本发明第二混凝剂进行造纸废水处理时，混凝剂的添加量为每吨水50克至800克，混凝的搅拌时间为1小时-10小时。
本发明如上所述的造纸污水气浮处理系统，优选的，所述第二混凝剂由硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸构成，其中各组分的重量份为硫酸铝25～60、硫酸亚铁5～8、三氯化铝16～20、三氯化铁12～28、氯化镁8～25、硫酸25～40。
本发明如上所述的造纸污水气浮处理系统，优选的，所述第二混凝剂由硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁、硫酸和聚乙二醇构成，其中各组分的重量份为硫酸铝25～60、硫酸亚铁5～8、三氯化铝16～20、三氯化铁12～28、氯化镁25～50、硫酸25～40。优选的，所述聚乙二醇的含量为2～6重量份。
本发明如上所述的造纸污水气浮处理系统，优选的，所述第二混凝剂由硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁、硫酸和环丙唑醇构成，其中各组分的重量份为硫酸铝25～60、硫酸亚铁5～8、三氯化铝16～20、三氯化铁12～28、氯化镁25～50、硫酸25～40、环丙唑醇50～80重量份。
一种用于造纸污水处理的混凝剂，所述混凝剂包含硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸，其中各组分的重量份为硫酸铝25～60、硫酸亚铁5～8、三氯化铝16～20、三氯化铁12～28、氯化镁8～50和硫酸25～40。
利用本发明混凝剂进行造纸废水处理时，混凝剂的添加量为每吨水50克至800克，混凝的搅拌时间为1小时-10小时。
利用本发明处理系统对造纸废水进行处理，能够降低废水COD、固体悬浮物和重金属离子，降低废水外排对环境的污染。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1为本发明一种实施例的造纸污水气浮处理系统示意图；
图2为本发明一种实施例的格栅井示意图；
图3为本发明一种实施例的格栅井剖面示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、池体，2、废水管，3、导流管，4、格栅板，5、高压喷射器，6、集渣罩，7、排渣管，8、池体的底壁。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的造纸污水气浮处理系统的实施例。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
图1示出本发明一种实施例的造纸污水气浮处理系统，其包括：格栅井、气浮池、机械滤网、第一加药装置和第二加药装置；格栅井的进液口连通废水管2，造纸回收废水通过废水管2流入格栅井；气浮池的进液口通过导流管3连通格栅井的出液口；机械滤网安装在导流管3上；第一加药装置连通气浮池，第一加药装置内存储第一混凝剂；第二加药装置连通气浮池，第二加药装置内存储第二混凝剂；气浮池的出液口通过回流管连通造纸制浆设备。
造纸厂的造纸工段回收的废水经格栅井处理，将废水中大颗粒纤维收集，液体进入机械滤网再一次过滤，格栅井和机械滤网收集物送至造纸工段用于生产成品纸张。经机械滤网后的废水送入气浮池进行处理，上层分离物送至造纸工段生产，下清液重新进入制浆工段循环使用。
在一种优选的造纸污水气浮处理系统实施例中，如图2和图3所示，格栅井包括池体1、格栅板4、高压喷射器5、集渣罩6和排渣管7；格栅板4安装在池体1内，将池体1分隔为第一腔室和第二腔室；高压喷射器5安装在池体的底壁8，位于第一腔室；集渣罩6固定在高压喷射器5的上方；排渣管7与集渣罩6的出口连接；进液口设置在池体1的第一腔室，出液口设置在池体1的第二腔室。高压喷射器用于喷射水柱，利用水柱的冲力将集留在格栅板上的杂质提升至集渣罩，并进而通过排渣管排出，避免了格栅板堵塞影响废水处理进度，以及格栅板人工清理困难的问题。
在进一步优选的造纸污水气浮处理系统实施例中，池体1为长方体结构，格栅板4与池体1侧壁的角度为45度至80度，高压喷射器5安装在格栅板4与池体1侧壁形成的夹角位置。按照上述结构设置格栅板，格栅板与废水在池体内的流动方向成一定角度，利用废水自身冲力将杂质汇集到夹角位置，便于高压喷射器5的喷射和集渣罩6的收集，以较小的设备实现杂质收集和外排。
以下实施例所用原料来源如下：
硫酸铝，上海澄绍生物科技有限公司，纯度99.95wt％。
硫酸亚铁，河南天孚化工有限公司，纯度99wt％。
三氯化铝六水合物，河南天孚化工有限公司，纯度99wt％；加入时添加三氯化铝六水合物，其重量换算为等质量的三氯化铝。
三氯化铁六水合物，河南天孚化工有限公司，纯度99wt％；加入时添加三氯化铁六水合物，其重量换算为等质量的三氯化铁。
氯化镁，江苏倍达医药科技有限公司，纯度99wt％。
硫酸，河南鑫盛化工有限公司，纯度75wt％。
聚乙二醇，湖北中隆康盛精细化工有限公司，纯度99wt％。
环丙唑醇，河南天孚化工有限公司，纯度99wt％。
在以下实施例中，实施例中列出的数字为组份有效加入值，在生产时根据换算关系计算试剂的实际加入质量。
实施例1
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸，其中各组分的重量份为硫酸铝25、硫酸亚铁8、三氯化铝16、三氯化铁28、氯化镁8和硫酸40。
混凝剂制备时，按原料配比置入反应容器中进行酸化聚合反应，反应温度为55～58℃；反应物料在反应容器内停留时间为20～24小时。
实施例2
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸，其中各组分的重量份为硫酸铝60、硫酸亚铁5、三氯化铝20、三氯化铁12、氯化镁50和硫酸25。制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸，其中各组分的重量份为硫酸铝50、硫酸亚铁6、三氯化铝18、三氯化铁25、氯化镁40和硫酸30。制备方法同实施例1。
实施例4
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸，其中各组分的重量份为硫酸铝50、硫酸亚铁6、三氯化铝18、三氯化铁25、氯化镁10和硫酸30。制备方法同实施例1。
实施例5
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸，其中各组分的重量份为硫酸铝50、硫酸亚铁6、三氯化铝18、三氯化铁25、氯化镁16和硫酸30。制备方法同实施例1。
实施例6
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸，其中各组分的重量份为硫酸铝50、硫酸亚铁6、三氯化铝18、三氯化铁25、氯化镁25和硫酸30。制备方法同实施例1。
实施例7
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸，其中各组分的重量份为硫酸铝50、硫酸亚铁6、三氯化铝18、三氯化铁25、氯化镁26和硫酸30。制备方法同实施例1。
实施例8
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸，其中各组分的重量份为硫酸铝50、硫酸亚铁6、三氯化铝18、三氯化铁25、氯化镁28和硫酸30。制备方法同实施例1。结合实施例4-8及实验数据，对于Mn离子和Cr离子的去除优选的氯化镁重量份为8-25，添加量过大反而降低上述离子的去除率。
实施例9
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁、硫酸和聚乙二醇，其中各组分的重量份为硫酸铝50、硫酸亚铁6、三氯化铝18、三氯化铁25、氯化镁26、硫酸30、聚乙二醇2。制备方法同实施例1。
实施例10
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁、硫酸和聚乙二醇，其中各组分的重量份为硫酸铝50、硫酸亚铁6、三氯化铝18、三氯化铁25、氯化镁28、硫酸30、聚乙二醇3。制备方法同实施例1。
实施例11
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁、硫酸和聚乙二醇，其中各组分的重量份为硫酸铝60、硫酸亚铁5、三氯化铝20、三氯化铁12、氯化镁50、硫酸30、聚乙二醇5。制备方法同实施例1。
实施例12
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁、硫酸和聚乙二醇，其中各组分的重量份为硫酸铝50、硫酸亚铁6、三氯化铝18、三氯化铁25、氯化镁40、硫酸30、聚乙二醇6。制备方法同实施例1。结合实施例9-12及实验数据，添加聚乙二醇能够在较高氯化镁含量下实现对Mn离子和Cr离子的较好去除。
实施例13
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁、硫酸和环丙唑醇，其中各组分的重量份为硫酸铝50、硫酸亚铁6、三氯化铝18、三氯化铁25、氯化镁26、硫酸30、环丙唑醇50。制备方法同实施例1。
实施例14
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁、硫酸和环丙唑醇，其中各组分的重量份为硫酸铝50、硫酸亚铁6、三氯化铝18、三氯化铁25、氯化镁28、硫酸30、环丙唑醇60。制备方法同实施例1。
实施例15
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁、硫酸和环丙唑醇，其中各组分的重量份为硫酸铝60、硫酸亚铁5、三氯化铝20、三氯化铁12、氯化镁50、硫酸30、环丙唑醇70。制备方法同实施例1。
实施例16
本实施例的混凝剂包括硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁、硫酸和环丙唑醇，其中各组分的重量份为硫酸铝50、硫酸亚铁6、三氯化铝18、三氯化铁25、氯化镁40、硫酸30、环丙唑醇80。制备方法同实施例1。结合实施例13-16及实验数据，添加环丙唑醇能够在较高氯化镁含量下实现对Mn离子和Cr离子的较好去除。
实验例1
将实施例1-16制得的混凝剂，用于废水净化处理，处理效果如下表1所示。其中，处理水样的水质情况如下：COD：43mg/L；Mn：0.25mg/L；Pb：0.3mg/L；Cd：0.15mg/L；Zn：0.4mg/L；Cr：0.02mg/L；Cu：0.18mg/L。分别取同一批试样1L放入容器，并向对应容器分别投入实施例1-16所制备的混凝剂0.8g，搅拌混合2小时进行混凝实验，静止2小时后测水的COD及离子浓度，计算去除率。
表1COD及离子去除结果
通过上述实验例能够充分证明本发明混凝剂能够有效去除造纸废水中的COD及金属离子。由于土地的重金属污染导致重金属富集到植物秸秆内，利用这些秸秆为原料进行造纸时，则造纸废水内含有较高含量的重金属离子。
实验例2
造纸废水的浊度很高，如果废水需要排放至环境则必须考虑在净化处理过程中降低造纸废水的浊度问题，因此对实施例1-16的絮凝剂进行了浊度净化实验。浊度测试选用哈希2100N型实验室浊度仪。
水样取自武隆县灵烽纸业有限公司在造纸过程中产生的工业废水，沉淀后，测得其浊度为205NTU，分别取同一批试样10L放入容器，并向对应容器分别投入实施例1-16所制备的混凝剂5g，搅拌混合5小时进行混凝实验，静止2小时后测水的浊度。
表2去浊结果
通过上述实验例数据能够充分证明本发明混凝剂能够有效去除造纸废水的浊度。
上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。
Claims (9)
1.一种造纸污水气浮处理系统，其特征在于，包括：格栅井、气浮池、机械滤网、第一加药装置和第二加药装置；所述格栅井的进液口连通废水管，造纸回收废水通过废水管流入格栅井；所述气浮池的进液口通过导流管连通格栅井的出液口；所述机械滤网安装在所述导流管上；所述第一加药装置连通所述气浮池，第一加药装置内存储第一混凝剂；所述第二加药装置连通所述气浮池，第二加药装置内存储第二混凝剂；所述气浮池的出液口通过回流管连通造纸制浆设备；所述第二混凝剂包含硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸，其中各组分的重量份为硫酸铝25～60、硫酸亚铁5～8、三氯化铝16～20、三氯化铁12～28、氯化镁8～25、硫酸25～40。
2.根据权利要求1 所述的造纸污水气浮处理系统，其特征在于，所述格栅井包括池体、格栅板、高压喷射器、集渣罩和排渣管；所述格栅板安装在所述池体内，将所述池体分隔为第一腔室和第二腔室；所述高压喷射器安装在池体第一腔室的底部；所述集渣罩固定在高压喷射器的上方；所述排渣管与集渣罩的出口连接；进液口设置在池体的第一腔室，出液口设置在池体的第二腔室。
3.根据权利要求2所述的造纸污水气浮处理系统，其特征在于，所述池体为长方体结构，所述格栅板与池体侧壁的角度为45 度至80 度，所述高压喷射器安装在格栅板与池体侧壁形成的夹角位置。
4.根据权利要求1 所述的造纸污水气浮处理系统，其特征在于，所述第一混凝剂为聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的造纸污水气浮处理系统，其特征在于，所述第二混凝剂由硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸构成，其中各组分的重量份为硫酸铝25～60、硫酸亚铁5～8、三氯化铝16～20、三氯化铁12～28、氯化镁8～25、硫酸25～40。
6.根据权利要求1所述的造纸污水气浮处理系统，其特征在于，所述第二混凝剂由硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁、硫酸和聚乙二醇构成，其中各组分的重量份为硫酸铝25～60、硫酸亚铁5～8、三氯化铝16～20、三氯化铁12～28、氯化镁25～50、硫酸25～40。
7.根据权利要求6所述的造纸污水气浮处理系统，其特征在于，所述聚乙二醇的含量为2～6 重量份。
8.根据权利要求1所述的造纸污水气浮处理系统，其特征在于，所述第二混凝剂由硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁、硫酸和环丙唑醇构成，其中各组分的重量份为硫酸铝25～60、硫酸亚铁5～8、三氯化铝16～20、三氯化铁12～28、氯化镁25～50、硫酸25～40、环丙唑醇50～80 重量份。
9.一种用于造纸污水处理的混凝剂，其特征在于，所述混凝剂包含硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁和硫酸，其中各组分的重量份为硫酸铝25～60、硫酸亚铁5～8、三氯化铝16～20、三氯化铁12～28、氯化镁8～25、硫酸25～40。
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