CN108328864B - 一种造纸废水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于造纸工业技术领域，具体涉及一种造纸废水的处理工艺。本发明采用混凝‑微电解‑两级UASB‑生物接触氧化‑离子交换‑活性炭‑紫外消毒联合工艺对造纸废水进行处理，使得处理造纸废水中的难降解有机物、悬浮物、SS、微生物等得到高效去除。同时，采用本发明的再生溶液对树脂进行短周期快速再生，由于再生液中添加槐糖酯、海藻糖酯，能够延缓树脂的衰减，从而大大延长了树脂脱色的使用寿命，提高废水脱色的效率和降低运行成本。
Description
技术领域
本发明属于造纸工业技术领域，具体涉及一种造纸废水的处理工艺。
背景技术
我国制浆造纸工业产量已居世界第三位，近年来，纸及纸板产量保持在2700万t/a左右，造纸工业能耗、物耗高，对环境污染也很严重，其中废水中的SS、COD浓度较高，对环境和人类健康带来巨大危害。造纸工业废水是一种水量大、色度高、悬浮物含量大、有机物浓度高、组分复杂的难处理有机废水。造纸废水主要有3个来源：制浆废液，中段水，纸机白水：制浆是把植物原料中的纤维分离出来，制成浆料，再经漂白；抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干，制成纸张。这2项工艺都排出大量废水。制浆产生的废水，污染最为严重。洗浆时排出废水呈黑褐色，称为黑水，黑水中污染物浓度很高，含有大量纤维、无机盐和色素。洗涤漂白过程中产生的中段水水量最多，污染物质有较高浓度的木质素、纤维素和树脂酸盐等较难生物降解的成分，且色度深。抄纸机排出的废水，称为白水，其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。
目前，造纸废水的处理工艺很多，具有代表性的一是直接利用化学方法进行处理的传统方式，该方式回收利用率低，排放的处理过的废水仍旧含有大量的有害物质，而且成本高，效率低；二是利用等离子交换法，该种方法对操作人员要求高，就目前的造纸行业而言在这方面就需要加大高等人才方面的投入，废水处理完后还是处于富营养化的状态。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种净化效率高、净化效果好、运行成本低的造纸废水处理工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
(1)将造纸废水经格栅过滤，引入均化池中，加酸调节pH值为6.8-7.2，停留时间为0.5-1小时；
(2)将步骤(1)处理后的废水进入混凝池，加入磁种和助凝剂，充分搅拌混合，然后利用磁盘对混合液进行磁分离，使泥水分离；
(3)将步骤(2)处理后的废水进入微电解处理：向铁碳微电解池内投加少量酸调节pH值为3-4.5，进行铁碳微电解，同时铁碳微电解池底部进行曝气处理，废水在微电解池中的停留时间为3-5小时；
(4)经步骤(3)处理后的废水送入一级UASB和二级UASB进行厌氧生化处理，使废水中的有机物经厌氧颗粒污泥床微生物作用下进行厌氧消化，降低污水中有机物的浓度；
(5)经步骤(4)处理后的废水进入生物接触氧化池，所述的生物接触氧化池设计水力停留时间为15-20h，有效水深3-4m；生物接触氧化单元内部设计曝气盘，曝气盘通气量为7-9m3/h，填料填充率为30％-40％；
(6)经步骤(5)处理后的废水采用离子交换树脂进行脱色处理，其流经吸附介质的流速为22-30BV/h；
(7)经步骤(6)处理后的废水通入活性炭吸附系统，流速设定为0.8-1m/min，通过时间设定为8-10min；
(8)经步骤(7)处理后的废水进入紫外消毒池进行紫外消毒处理，进一步杀灭废水中的病毒、细菌和其他微生物，达到消毒的目的，处理后的废水直接排放或者回收利用。
所述步骤(2)中的助凝剂为聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺的加入量为50-100ppm，所述磁种与聚丙烯酰胺的质量比为1：(2-5)。
所述步骤(4)中污水首先从UASB反应器的底部经布气系统均匀进入，并向上流经反应区进入三相分离区，最后进入厌氧颗粒污泥床反应器UASB上部的沉淀区，混合液中污泥通过重力作用自沉淀区经三相分离区返回反应区，产生的沼气则由集气室经管道排出反应器。
所述步骤(6)中的离子交换树脂为大孔苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂、凝胶丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂、大孔弱极性吸附树脂中的至少一种。
所述步骤(6)中的离子交换树脂每处理20-80BV废水对树脂进行再生，所采用的再生溶液包含：质量分数为3-5％的KCl、150-250ppm的槐糖酯、50-100ppm的海藻糖酯、质量分数为3-7％的NaOH。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明采用混凝-微电解-两级UASB-生物接触氧化-离子交换-活性炭-紫外消毒联合工艺对造纸废水进行处理，使得处理造纸废水中的难降解有机物、悬浮物、SS、微生物等得到高效去除。
本发明根据废水特点进行铁碳微电解，铁碳微电解能够有效促进废水中难降解有机物的还原转化，同时经过铁碳微电解处理后能够实现后
UASB反应器的快速启动，提高污染物降解效率。
UASB处理后出水通过生物接触氧化单元利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到净化目的。采用本发明的再生溶液对树脂进行短周期快速再生，由于再生液中添加槐糖酯、海藻糖酯，能够延缓树脂的衰减，从而大大延长了树脂脱色的使用寿命，提高废水脱色的效率和降低运行成本，树脂处理2000BV废水后，其吸附性能基本没有变化，脱色效率能长期达到90％以上。
附图说明
图1为本发明的造纸废水处理工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
待处理造纸废水中COD为4803mg/L，SS为570mg/L。
将待处理造纸废水经格栅过滤，引入均化池中，加酸调节pH值为6.8，停留时间为0.5小时；将处理后的废水进入混凝池，加入磁种和助凝剂聚丙烯酰胺，其中聚丙烯酰胺的加入量为50ppm，所述磁种与聚丙烯酰胺的质量比为1：2，充分搅拌混合，然后利用磁盘对混合液进行磁分离，使泥水分离；将处理后的废水进入微电解处理：向铁碳微电解池内投加少量酸调节pH值为3.5，进行铁碳微电解，同时铁碳微电解池底部进行曝气处理，废水在微电解池中的停留时间为3小时；经处理后的废水送入一级UASB和二级UASB进行厌氧生化处理，使废水中的有机物经厌氧颗粒污泥床微生物作用下进行厌氧消化，降低污水中有机物的浓度；处理后的废水进入生物接触氧化池，所述的生物接触氧化池设计水力停留时间为15h，有效水深3m；生物接触氧化单元内部设计曝气盘，曝气盘通气量为7m3/h，填料填充率为30％；处理后的废水采用离子交换树脂进行脱色处理，采用的离子交换树脂为大孔苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂，其流经吸附介质的流速为22BV/h；处理后的废水通入活性炭吸附系统，流速设定为0.8m/min，通过时间设定为8min；处理后的废水进入紫外消毒池进行紫外消毒处理，进一步杀灭废水中的病毒、细菌和其他微生物，达到消毒的目的，处理后废水中COD为28mg/L，去除率为99.4％，SS为5mg/L，去除率为99.1％，满足造纸废水的排放标准。
实施例2
待处理造纸废水中COD为4503mg/L，SS为450mg/L。
将待处理造纸废水经格栅过滤，引入均化池中，加酸调节pH值为7，停留时间为0.5小时；将处理后的废水进入混凝池，加入磁种和助凝剂聚丙烯酰胺，其中聚丙烯酰胺的加入量为60ppm，所述磁种与聚丙烯酰胺的质量比为1：2.5，充分搅拌混合，然后利用磁盘对混合液进行磁分离，使泥水分离；将处理后的废水进入微电解处理：向铁碳微电解池内投加少量酸调节pH值为3，进行铁碳微电解，同时铁碳微电解池底部进行曝气处理，废水在微电解池中的停留时间为3小时；经处理后的废水送入一级UASB和二级UASB进行厌氧生化处理，使废水中的有机物经厌氧颗粒污泥床微生物作用下进行厌氧消化，降低污水中有机物的浓度；处理后的废水进入生物接触氧化池，所述的生物接触氧化池设计水力停留时间为15h，有效水深3m；生物接触氧化单元内部设计曝气盘，曝气盘通气量为7m3/h，填料填充率为30％；处理后的废水采用离子交换树脂进行脱色处理，采用的离子交换树脂为凝胶丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂，其流经吸附介质的流速为25BV/h；处理后的废水通入活性炭吸附系统，流速设定为1m/min，通过时间设定为10min；处理后的废水进入紫外消毒池进行紫外消毒处理，进一步杀灭废水中的病毒、细菌和其他微生物，达到消毒的目的，处理后废水中COD为35mg/L，去除率为99.2％，SS为8mg/L，去除率为98.2％，满足造纸废水的排放标准。
实施例3
待处理造纸废水中COD为3675mg/L，SS为1080mg/L。
将待处理造纸废水经格栅过滤，引入均化池中，加酸调节pH值为7.2，停留时间为1小时；将处理后的废水进入混凝池，加入磁种和助凝剂聚丙烯酰胺，其中聚丙烯酰胺的加入量为80ppm，所述磁种与聚丙烯酰胺的质量比为1：3，充分搅拌混合，然后利用磁盘对混合液进行磁分离，使泥水分离；将处理后的废水进入微电解处理：向铁碳微电解池内投加少量酸调节pH值为4，进行铁碳微电解，同时铁碳微电解池底部进行曝气处理，废水在微电解池中的停留时间为4小时；经处理后的废水送入一级UASB和二级UASB进行厌氧生化处理，使废水中的有机物经厌氧颗粒污泥床微生物作用下进行厌氧消化，降低污水中有机物的浓度；处理后的废水进入生物接触氧化池，所述的生物接触氧化池设计水力停留时间为20h，有效水深3.5m；生物接触氧化单元内部设计曝气盘，曝气盘通气量为8m3/h，填料填充率为35％；处理后的废水采用离子交换树脂进行脱色处理，其流经吸附介质的流速为22BV/h；处理后的废水通入活性炭吸附系统，流速设定为1m/min，通过时间设定为8min；处理后的废水进入紫外消毒池进行紫外消毒处理，进一步杀灭废水中的病毒、细菌和其他微生物，达到消毒的目的，处理后废水中COD为18mg/L，去除率为99.5％，SS为12mg/L，去除率为98.9％，满足造纸废水的排放标准。
实施例4
树脂再生液采用质量分数为3％的KCl、150ppm的槐糖酯、100ppm的海藻糖酯、质量分数为3％的NaOH，将吸附后的树脂放入上述再生液中进行顺利洗脱或逆流洗脱再生，其再生率大于90％，再生完毕后的树脂即可返回至树脂吸附脱色工序中对废水进行脱色处理。
实施例5
树脂再生液采用质量分数为4％的KCl、200ppm的槐糖酯、80ppm的海藻糖酯、质量分数为5％的NaOH，将吸附后的树脂放入上述再生液中进行顺利洗脱或逆流洗脱再生，其再生率大于90％，再生完毕后的树脂即可返回至树脂吸附脱色工序中对废水进行脱色处理。
实施例6
树脂再生液采用质量分数为5％的KCl、220ppm的槐糖酯、100ppm的海藻糖酯、质量分数为7％的NaOH，将吸附后的树脂放入上述再生液中进行顺利洗脱或逆流洗脱再生，其再生率大于90％，再生完毕后的树脂即可返回至树脂吸附脱色工序中对废水进行脱色处理。
Claims (3)
1.一种造纸废水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将造纸废水经格栅过滤，引入均化池中，加酸调节pH值为6.8-7.2，停留时间为0.5-1小时；
(2)将步骤(1)处理后的废水进入混凝池，加入磁种和助凝剂，充分搅拌混合，然后利用磁盘对混合液进行磁分离，使泥水分离；所述助凝剂为聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺的加入量为50-100ppm，所述磁种与聚丙烯酰胺的质量比为1：(2-5)；
(3)将步骤(2)处理后的废水进入微电解处理：向铁碳微电解池内投加少量酸调节pH值为3-4.5，进行铁碳微电解，同时铁碳微电解池底部进行曝气处理，废水在微电解池中的停留时间为3-5小时；
(4)经步骤(3)处理后的废水送入一级UASB和二级UASB进行厌氧生化处理，使废水中的有机物经厌氧颗粒污泥床微生物作用下进行厌氧消化，降低污水中有机物的浓度；
(5)经步骤(4)处理后的废水进入生物接触氧化池，所述的生物接触氧化池设计水力停留时间为15-20h，有效水深3-4m；生物接触氧化单元内部设计曝气盘，曝气盘通气量为7-9m3/h，填料填充率为30％-40％；
(6)经步骤(5)处理后的废水采用离子交换树脂进行脱色处理，其流经吸附介质的流速为22-30BV/h；所述的离子交换树脂每处理20-80BV废水对树脂进行再生，所采用的再生溶液包含：质量分数为3-5％的KCl、150-250ppm的槐糖酯、50-100ppm的海藻糖酯、质量分数为3-7％的NaOH；
(7)经步骤(6)处理后的废水通入活性炭吸附系统，流速设定为0.8-1m/min，通过时间设定为8-10min；
(8)经步骤(7)处理后的废水进入紫外消毒池进行紫外消毒处理，进一步杀灭废水中的病毒、细菌和其他微生物，达到消毒的目的，处理后的废水直接排放或者回收利用；所述待处理造纸废水中COD值为3500-5000mg/L，SS为500-1200mg/L。
2.如权利要求1所述的造纸废水处理工艺，其特征在于：步骤(4)中污水首先从UASB反应器的底部经布气系统均匀进入，并向上流经反应区进入三相分离区，最后进入厌氧颗粒污泥床反应器UASB上部的沉淀区，混合液中污泥通过重力作用自沉淀区经三相分离区返回反应区，产生的沼气则由集气室经管道排出反应器。
3.如权利要求1所述的造纸废水处理工艺，其特征在于：所述步骤(6)中的离子交换树脂为大孔苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂、凝胶丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂、大孔弱极性吸附树脂中的至少一种。
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