CN110255824A - 一种造纸废水处理方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种造纸废水处理方法和系统。该方法，包括如下步骤：S1：过滤网过滤去除废水中的纤维；S2：絮凝剂絮凝沉淀已去除纤维的废水中的悬浮物，下层沉淀物浓缩处理；S3：微生物降解S2的上层清液中的有机物，沉淀后固液分离，得到的固体浓缩处理；S4：对步骤S3中得到的废水进行芬顿反应处理；S5：对S4处理后的废水进行浅层气浮处理，得到的气浮浮渣污泥浓缩处理。本发明的的处理系统，包括通过水管依次连通的废水池、纤维过滤池、絮凝沉降池、有机物降解机构、固液分离机构、芬顿反应池和浅层气浮机；还包括污泥浓缩机构，污泥浓缩机构收集处理絮凝沉降池、固液分离机构和浅层气浮机污泥。本发明废水处理效率高，处理后的水质好，处理成本低。

Description

一种造纸废水处理方法和系统
技术领域
本发明涉及造纸废水处理技术领域，尤其涉及一种造纸废水处理方法及系统。
背景技术
我国造纸工业用水量大，是污染水环境的主要行业。环境污染问题日益成为制约造纸企业发展的瓶颈，因此建立新型水资源利用模式，探索行之有效的废水处理及回用综合处理技术，实现废水零排放，对我国造纸企业发展至关重要。造纸废水的零排放是指进入系统的清水和原料中水分应等于蒸发汽化水、成品纸中水分、筛渣及污泥中水分的综合。零排放是实现制浆造纸企业清洁生产的重要途径，是我国造纸企业废水治理的发展方向。
造纸工艺产生的废水包括：制浆废水、中段废水和纸机白水，其中采用碱法制浆蒸煮产生的黑液是制浆厂的主要污染源，主要成分包含单糖、木质素、纤维素及氢氧化钠等，中段水污染物复杂，含有木质素、纤维素和树脂酸盐等，浓度高且较难生物降解，纸机白水相对污染物浓度较低。因此造纸废水具有水量大、浓度高、色度深、含纤维悬浮物多等特点。
国内造纸行业常见的零排放技术分为两种，一是采用短流程循环，不设终端处理；二是在工艺流程内采用针对悬浮物的高效净化，终端设有废水二级生化处理系统，经处理后的中水再回用到工艺流程中。前一种方法一般适用于以废纸为原料生产低端产品的企业，后一种一般为制浆造纸联合企业所采用。但仍存在以下问题，即使设置二级生化处理，回用废水仍会存在微生物积累、盐分积累、悬浮物积累等问题，造成设备积垢、腐蚀，纸产品质量下降等问题。因此开发产水更洁净，污染物去除效率更高的造纸废水综合处理技术，才能实现真正意义上的可持续的零排放。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种废水处理效果好的造纸废水处理方法和系统。
本发明的一种造纸废水处理方法，包括如下步骤：
S1：利用过滤网过滤去除废水中的纤维；
S2：利用絮凝剂絮凝沉淀已去除纤维的废水中的悬浮物，下层沉淀物浓缩处理；
S3：利用微生物降解S2的上层清液中的有机物，沉淀后固液分离，得到的固体浓缩处理；
S4：对步骤S3中得到的废水进行芬顿反应处理；
S5：对S4处理后的废水进行浅层气浮处理，得到的气浮浮渣污泥浓缩处理。
优选的，步骤S2中絮凝沉淀采用的絮凝剂是PAC和PAM。
优选的，PAC：配制浓度10～15％，加药量200～500mg/L(0.2～0.5kg/m3)；PAM：配制浓度0.8～1.5‰，加药量3～5mg/L(0.003～0.005kg/m3)。
优选的，步骤S3降解有机物具体过程为：先通过水解菌和酸化菌将大分子物质降解为小分子，使难生化物质降解为易生化物质，然后进行厌氧反应处理，最后进行曝气处理。
优选的，进行曝气处理时，废水的温度为25-35℃，氮源由尿素提供，磷源由磷酸二铵提供。
优选的，步骤S5采用浅层气浮机对S4处理后的废水进行浅层气浮处理，其中，溶气压力：不小于0.5MPa，溶气罐出口压力：大于0.4MPa。
优选的，气浮加药剂为：PAC：配制浓度10～15％，加药量200～500mg/L(0.2～0.5kg/m3)，和絮凝剂PAM：配制浓度0.8～1.0‰，加药量3～5mg/L。
本发明的一种造纸废水处理系统，包括通过水管依次连通的废水池、纤维过滤池、絮凝沉降池、有机物降解机构、固液分离机构、芬顿反应池和浅层气浮机；所述纤维过滤池用于过滤废水中的纤维；所述絮凝沉降池用于絮凝沉降废水中的悬浮物；所述有机物降解机构用于降解废水中的有机物；所述固液分离机构用于静置沉淀经有机物降解机构降解后的废水，以实现其固液分离；所述浅层气浮机用于进一步净化经固液分离机构分离后的液体；还包括污泥浓缩机构，所述污泥浓缩机构用于收集处理所述絮凝沉降池、固液分离机构和浅层气浮机污泥。
优选的，所述有机物降解机构包括通过管路依次连通的水解酸化池、厌氧反应塔和曝气池，所述水解酸化池通过管路与所述絮凝沉降池连通，所述曝气池通过管路与固液分离机构连通。
优选的，所述有机物降解机构还包括沼气系统，所述沼气系统包括沼气锅炉，所述沼气锅炉通过气管与所述厌氧反应塔连通。
本发明的一种造纸废水处理方法，过滤废水中的纤维，先去除大部分的纤维并予回收，降低后续处理的负荷，然后再将废水的无机沉淀物及其他易沉悬浮物依靠重力作用沉淀除去，减轻后续设备的去除负荷及费用，然后降解废水中的有机物，再利用芬顿反应处理和浅层气浮处理进一步的净化废水，整个处理方法的连续化较好，废水处理效率高，处理后的水质好，处理成本低。
本发明的造纸废水处理系统将现有技术中的废水池、纤维过滤池、絮凝沉降池、有机物降解机构、固液分离机构、芬顿反应池和浅层气浮机等结构进行了有机的整合，设计了一整套全新的造纸废水处理系统，整个系统的连续化较好，废水处理效率高，处理后的水质好，处理成本低。
附图说明
图1为本发明的造纸废水处理系统的结构示意图。
1、管路；2、废水池；3、纤维过滤池；31、过滤网；4、絮凝沉降池；5、有机物降解机构；51、水解酸化池；52、厌氧反应塔；53、曝气池；54、沼气系统；541、沼气锅炉；6、固液分离机构；7、芬顿反应池；71、车间回用水管；8、浅层气浮机；9、污泥浓缩机构；91、污泥池；92、隔膜压滤机。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明的一种造纸废水处理方法，包括如下步骤：
S1：利用过滤网过滤去除废水中的纤维；
S2：利用絮凝剂絮凝沉淀已去除纤维的废水中的悬浮物，下层沉淀物浓缩处理；
S3：利用微生物降解S2的上层清液中的有机物，沉淀后固液分离，得到的固体浓缩处理；
S4：对步骤S3中得到的废水进行芬顿反应处理；
S5：对S4处理后的废水进行浅层气浮处理，得到的气浮浮渣污泥浓缩处理。
步骤S2中絮凝沉淀采用的絮凝剂是PAC和PAM。
PAC：配制浓度10～15％，加药量200～500mg/L(0.2～0.5kg/m3)；PAM：配制浓度0.8～1.5‰，加药量3～5mg/L(0.003～0.005kg/m3)。
步骤S3降解有机物具体过程为：先通过水解菌和酸化菌将大分子物质降解为小分子，使难生化物质降解为易生化物质，然后进行厌氧反应处理，最后进行曝气处理。
通过水解菌和酸化菌的作用，将大分子物质降解为小分子，使难生化物质降解为易生化物质，水解酸化的水力停留时间满足了废水的酸化要求，一般控制在6小时，可以根据来水量控制液位，保证水解酸化度合格。通过测定挥发性脂肪酸(VFA)来标定水解酸化度。
厌氧反应处理可以投放产甲烷菌，产甲烷菌多属于中温菌，厌氧反应温度控制在30-38℃，太高和太低均不利于产甲烷菌的生长。
曝气曝气处理是在废水中通入空气，并提供适宜的营养元素，悬浮生长的好氧微生物利用水中氧气新陈代谢，吸附水中污染物为基质进行生命活动，从而达到降解水中有机物的目的。进行曝气处理时，废水的温度为25-35℃，氮源由尿素提供，磷源由磷酸二铵提供。
步骤S5采用浅层气浮机对S4处理后的废水进行浅层气浮处理，其中，溶气压力：不小于0.5MPa，溶气罐出口压力：大于0.4MPa。
气浮加药剂为：PAC：配制浓度10～15％，加药量200～500mg/L(0.2～0.5kg/m3)，和PAM：配制浓度0.8～1.0‰，加药量3～5mg/L。
对S4处理后的废水投加PAC和PAM后，悬浮物和胶体类物质形成较大的悬浮物，与高压溶气水释放的微细气泡相结合，其总体密度小于水，向上浮出，然后刮斗除去达到固液分离。
本发明的一种造纸废水处理方法，过滤废水中的纤维，先去除大部分的纤维并予回收，降低后续处理的负荷，然后再将废水的无机沉淀物及其他易沉悬浮物依靠重力作用沉淀除去，减轻后续设备的去除负荷及费用，然后降解废水中的有机物，再利用芬顿反应处理和浅层气浮处理进一步的净化废水，整个处理方法的连续化较好，废水处理效率高，处理后的水质好，处理成本低。
如图1所示，本发明的一种造纸废水处理系统，包括通过管路1依次连通的废水池2、纤维过滤池3、絮凝沉降池4、有机物降解机构5、固液分离机构6、芬顿反应池7和浅层气浮机8；纤维过滤池3用于过滤废水中的纤维；絮凝沉降池4用于絮凝沉降废水中的悬浮物；有机物降解机构5用于降解废水中的有机物；固液分离机构6用于静置沉淀经有机物降解机构5降解后的废水，以实现其固液分离；浅层气浮机8用于进一步净化经固液分离机构6分离后的液体；还包括污泥浓缩机构9，污泥浓缩机构9用于收集处理絮凝沉降池4、固液分离机构6和浅层气浮机8污泥。
本发明的造纸废水处理系统将现有技术中的废水池2、纤维过滤池3、絮凝沉降池4、有机物降解机构5、固液分离机构6、芬顿反应池7和浅层气浮机8等结构进行了有机的整合，设计了一整套全新的造纸废水处理系统，整个系统的连续化较好，废水处理效率高，处理后的水质好，处理成本低。
纤维过滤池3内可以平行间隔设有多个过滤网31，多个过滤网31沿纤维过滤池3内水流方向间隔设置，用于过滤废水中的纤维。去除大部分的纤维并予回收，降低后续处理的负荷。
过滤网31与水流方向的夹角可以为45度。这样增加过滤网31的面积，提高处理效果，过滤网31可以为尼龙网。
沿纤维过滤池3内水流方向间隔设置的多个过滤网31的孔径可以依次减小，加强过滤效果。
絮凝沉降池4内投放的PAC和PAM。投加PAC和PAM，通过对悬浮物引入电荷，吸附架桥作用，使絮体抱团而沉淀下来，加快废水中悬浮物沉淀速率和效果，这样絮凝沉降池4中废水的无机沉淀物及其他易沉悬浮物依靠重力作用沉淀除去，减轻后续设备的去除负荷及费用。
有机物降解机构5可以包括通过管路依次连通的水解酸化池51、厌氧反应塔52和曝气池53，水解酸化池51通过管路与絮凝沉降池4连通，曝气池53通过管路与固液分离机构6连通。
水解酸化池51收集絮凝沉降池4出水，通过水解菌和酸化菌的作用，将大分子物质降解为小分子，使难生化物质降解为易生化物质。水解酸化池51的水力停留时间满足了废水的酸化要求，一般控制在6小时，可以根据来水量控制液位，保证水解酸化度合格。通过测定挥发性脂肪酸(VFA)来标定水解酸化度。
厌氧反应塔52中可以投放产甲烷菌，产甲烷菌多属于中温菌，厌氧反应塔52控制在30-38℃，太高和太低均不利于产甲烷菌的生长。
曝气池53是在废水中通入空气，并提供适宜的营养元素，悬浮生长的好氧微生物利用水中氧气新陈代谢，吸附水中污染物为基质进行生命活动，从而达到降解水中有机物的目的。
有机物降解机构5还包括沼气系统54，沼气系统54包括沼气锅炉541，沼气锅炉541通过气管与厌氧反应塔52连通。厌氧反应塔52在去除COD的时候会产生一定量的沼气，通过蒸汽锅炉燃烧去除这部分气体，产生的蒸汽用于厌氧塔保温或用于车间生产。
污泥浓缩机构9可以包括用以盛放污泥的污泥池91和用于处理污泥的隔膜压滤机92。
还包括与芬顿反应池7相连通的车间回用水管71，车间回用水管71的一端与芬顿反应池7内部相连通，另一端与车间用水工位连通。对曝气池53出水进行固液分离，沉淀污泥通过污泥回流泵输送至曝气池53，补充曝气池53活性污泥量，剩余污泥排至污泥浓缩池，出水进入芬顿单元。
浅层气浮机8的主要功能：进水投加絮凝剂后，悬浮物和胶体类物质形成较大的悬浮物，与高压溶气水释放的微细气泡相结合，其总体密度小于水，向上浮出，然后刮斗除去达到固液分离。
浅层气浮机8的溶气压力：不小于0.5MPa溶气罐出口压力：大于0.4MPa；
浅层气浮机8的气浮行走机构转速：根据池内上层浮渣厚度，调整刮渣速度，要求刮入深度略超过浮渣厚度即可。行走速度越慢，浮渣停留时间越长，浮渣堆积越厚。
浅层气浮机8的气浮刮渣转速：根据行走速度，调整转速至浮渣刚好刮除。
浅层气浮机8的气浮加药量：混凝剂PAC：配制浓度10～15％，加药量200～500mg/L；絮凝剂PAM：配制浓度0.8～1.0‰，加药量3～5mg/L。
以上未涉及之处，适用于现有技术。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种造纸废水处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：利用过滤网过滤去除废水中的纤维；
S2：利用絮凝剂絮凝沉淀已去除纤维的废水中的悬浮物，下层沉淀物浓缩处理；
S3：利用微生物降解S2的上层清液中的有机物，沉淀后固液分离，得到的固体浓缩处理；
S4：对步骤S3中得到的废水进行芬顿反应处理；
S5：对S4处理后的废水进行浅层气浮处理，得到的气浮浮渣污泥浓缩处理。
2.如权利要求1所述的一种造纸废水处理方法，其特征在于：步骤S2中絮凝沉淀采用的絮凝剂是PAC和PAM。
3.如权利要求2所述的一种造纸废水处理方法，其特征在于：PAC：配制浓度10～15％，加药量200～500mg/L(0.2～0.5kg/m3)；PAM：配制浓度0.8～1.5‰，加药量3～5mg/L(0.003～0.005kg/m3)。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种造纸废水处理方法，其特征在于：步骤S3降解有机物具体过程为：先通过水解菌和酸化菌将大分子物质降解为小分子，使难生化物质降解为易生化物质，然后进行厌氧反应处理，最后进行曝气处理。
5.如权利要求4所述的一种造纸废水处理方法，其特征在于：进行曝气处理时，废水的温度为25-35°C，氮源由尿素提供，磷源由磷酸二铵提供。
6.如权利要求5所述的一种造纸废水处理方法，其特征在于：步骤S5采用浅层气浮机对S4处理后的废水进行浅层气浮处理，其中，溶气压力：不小于0.5MPa，溶气罐出口压力：大于0.4MPa。
7.如权利要求6所述的一种造纸废水处理方法，其特征在于：气浮加药剂为：PAC：配制浓度10～15％，加药量200～500mg/L(0.2～0.5kg/m3)，和絮凝剂PAM：配制浓度0.8～1.0‰，加药量3～5mg/L。
8.一种造纸废水处理系统，其特征在于：包括通过管路(1)依次连通的废水池(2)、纤维过滤池(3)、絮凝沉降池(4)、有机物降解机构(5)、固液分离机构(6)、芬顿反应池(7)和浅层气浮机(8)；所述纤维过滤池(3)用于过滤废水中的纤维；所述絮凝沉降池(4)用于絮凝沉降废水中的悬浮物；所述有机物降解机构(5)用于降解废水中的有机物；所述固液分离机构(6)用于静置沉淀经有机物降解机构(5)降解后的废水，以实现其固液分离；所述浅层气浮机(8)用于进一步净化经固液分离机构(6)分离后的液体；还包括污泥浓缩机构(9)，所述污泥浓缩机构(9)用于收集处理所述絮凝沉降池(4)、固液分离机构(6)和浅层气浮机(8)污泥。
9.如权利要求8所述的一种造纸废水处理系统，其特征在于：所述有机物降解机构(5)包括通过管路(1)依次连通的水解酸化池(51)、厌氧反应塔(52)和曝气池(53)，所述水解酸化池(51)通过管路与所述絮凝沉降池(4)连通，所述曝气池(53)通过管路(1)与固液分离机构(6)连通。
10.如权利要求8或9所述的一种造纸废水处理系统，其特征在于：所述有机物降解机构(5)还包括沼气系统(54)，所述沼气系统(54)包括沼气锅炉(541)，所述沼气锅炉(541)通过气管与所述厌氧反应塔(52)连通。
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