CN110817998A - 一种造纸废水处理一体化装置及废水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种造纸废水处理一体化装置，包括焚烧炉、蒸发器和集水器，焚烧炉设置有连通空气腔的进气阀和连通燃烧腔底部的燃料口，焚烧炉位于燃料口对侧的位置处设置有向焚烧炉内洒水的进水装置，焚烧炉的顶部设置有排气口；蒸发器内部设置有流通管，流通管连接焚烧炉的排气口，流通管位于下部的出水口和蒸发器的出气口通过管路同时连接集水器的进水口。还公开了采用所述装置的废水处理工艺。本发明的有益效果是：处理效果好，控制因素少，操作简单，且经济环保，通过热传导作用既对废气进行了热循环利用，还省去了即冷却系统，而达到废水浓缩的作用，且缓冲了水质不稳定问题，可根据需求对各段废水进行单独处理或整体处理。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别是一种造纸废水处理一体化装置及废水处理工艺。
背景技术
我国是造纸工业大国，因造纸用水，每年排水量可高达40多亿立方米，占全国污水总排放量的10％～12％，位居第三，仅次于化学工业和钢铁工业。其中造纸废水中一共分为三大类，分别为黑液、中段废水及白液，其中黑液中大多为木质素、聚戊糖及总碱，属于高浓度难降解废水；中断废水主要含木质素、纤维素及有机酸，可生化性差；白液中含纤维、胶料及填料等，主要以溶解性物质和悬浮固体物质的方式存在。从中可见，造纸废水处理难度之大，为了建成环境友好型社会，促进经济与环境和谐发展，寻求一种高效且经济的方法应用于处理造纸废水迫在眉睫。
现有技术中，专利CN 107963784B公开了一种造纸废水处理工艺，包括：对废水的可处理性的分析步骤和废水处理步骤。分别用预处理、芬顿化学处理法、好氧处理、厌氧生物处理、控制预酸化度、絮凝沉淀等方法，从而使废水得到有效处理，满足处理要求。但操作繁琐，控制因素过多。专利CN 105858884B公开了一种造纸废水的处理方法及装置，本发明采用膨胀颗粒污泥床反应器与间歇式活性污泥处理器相结合的方式对造纸废水进行处理；通过膨胀颗粒污泥床反应器将造纸废水中难降解的大分子有机物生化降解为小分子有机物，以提高间歇式活性污泥处理器的生化处理效率，实现提升造纸废水净化效率的目的。但污泥法培养复杂，且造纸废水成分复杂，种类多，整体处理效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种造纸废水处理一体化装置及废水处理工艺，处理效果好，操作简单，且经济环保。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种造纸废水处理一体化装置，包括焚烧炉、蒸发器和集水器，所述的焚烧炉的底部设置有出灰口，焚烧炉内设置有将焚烧炉内部空间分隔为位于上部的燃烧腔和位于下部的空气腔的底座，底座的两端通过第一转轴可旋转地安装于焚烧炉的侧壁上，第一转轴的轴线垂直于焚烧炉的轴线，底座上设置有用于控制从空气腔向燃烧腔内进气的出气阀，焚烧炉设置有连通空气腔的进气阀和连通燃烧腔底部的燃料口，焚烧炉位于燃料口上部的位置处设置有点火器，焚烧炉位于燃料口对侧的位置处设置有向焚烧炉内洒水的进水装置，进水装置通过管路连接蒸发器的出水口，焚烧炉的顶部设置有排气口；
所述的蒸发器的上部设置有出气口，蒸发器的下部设置有出水口，蒸发器内部设置有流通管，流通管位于上部的进气口通过管路连接焚烧炉的排气口，流通管位于下部的出水口和蒸发器的出气口通过管路同时连接集水器的进水口，蒸发器的底部设置有布水器，布水器具有进水口。
优选的，所述的流通管呈螺旋型或蛇形弯折，以增大流通管内流体与蒸发器内液体的热交换面积。进一步优选的，所述的流通管在蒸发器上部的分布密集程度大于其在蒸发器下部的分布密集程度，以保证蒸发器内的蒸发效果及流通管内水蒸气的液化程度，气体从上向下进入，且废水从底部向上排入。
优选的，所述的一种造纸废水处理一体化装置还包括气浮室，气浮室的底部设置有布气器，集水器设置有出水口和排气口，集水器的排气口通过管路连接布气器的进气口，气浮室相对的两个侧壁上均设置有一块挡板，两块挡板的中部设置有供流体通过的间隙，气浮室位于挡板下方的一侧设置有进水口，气浮室的底部设置有出水口，气浮室的顶部设置有水平往返运动的过筛板，过筛板上设置有过水口，气浮室的外侧设置有用于承接过筛板刮取的泡沫和/或杂质的承接器。
可选的，所述的挡板均沿自其所处的侧壁向气浮室中间的方向向上倾斜设置。
可选的，所述的布气器包括主进气管和多个布气支管，主进气管与各布气支管连通，各布气支管上均设置有用于排气的布气口，主进气管与气浮室的进气口连接。
可选的，所述的进水装置包括进水盘和设置于进水盘内的旋转叶片，进水盘具有进水口，进水口通过管路连接蒸发器的第一出水口，旋转叶片在旋转过程中将进水盘内的废水甩进燃烧腔。
可选的，所述的焚烧炉设置有保温墙，保温墙材质选用硅酸铝纤维模块。
可选的，废水进入蒸发器、集水器前先进行过滤，去掉杂质，避免堵塞。
优选的，空气腔内温度控制在200℃左右，燃烧腔内温度控制在600℃左右即可。
所述的废水为造纸废水包括造纸黑液、造纸中段废水和造纸白液中的一种或多种。
采用所述造纸废水处理一体化装置进行废水处理的废水处理工艺，包括以下步骤：
S1、预热：启动焚烧炉，从燃料口进燃料，通过点火器点火，预热焚烧炉，通过进气阀向空气腔进气，当燃烧腔内部温度达到设定温度后，空气腔内的空气通过出气阀进入燃烧腔内部；
S2、废水进入蒸发器，焚烧后的气体经焚烧炉的排气口进入流通管，对蒸发器内的废水进行蒸发处理，流通管内的气体在热交换后大部分变为水溶液，流通管内的液体及气体从流通管的出水口进入集水器，蒸发器内的水蒸气通过出气口进入集水器，从集水器的进水口进入的水蒸气遇集水器内的水变成水、进入的气体经排气口排出；当蒸发器内的废水蒸发到适宜程度后，蒸发器内的废水经蒸发器的第一出水口进入焚烧炉的进水装置，废水经进水装置洒入焚烧炉的燃烧腔进行燃烧。
可选的，还包括当燃烧腔内粉尘过多时，翻转底座，使底座上的灰尘落入空气腔，再从出灰口排出的步骤。
可选的，还包括废水直接进入焚烧炉的进水装置的步骤，废水经进水装置洒入焚烧炉的燃烧腔进行燃烧。
可选的，还包括废水进入气浮器，排气口排出的气体进入布气器对气浮器内的废水进行曝气，通过挡板进行气体循环，使废水起泡，杂质上浮，达到适合程度，通过过筛器将泡沫和/或杂质刮入承接器中，处理好的废水通过出水口排出。优选的，所述的进入气浮器的废水为造纸废水的白液，气浮器用于白液中纤维等物质的回收。
本发明具有以下优点：
本发明处理效果好，控制因素少，不需要调整废水pH值、污泥生存条件等各种问题，操作简单，且经济环保，通过热传导作用既对废气进行了热循环利用，还省去了即冷却系统，而达到废水浓缩的作用，且缓冲了水质不稳定问题，本发明可根据需求对各段废水进行单独处理或整体处理，不需调整各参数，且可根据需求单独对某段废水使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述：
如图1所示，一种造纸废水处理一体化装置，包括焚烧炉1、蒸发器13和集水器22，所述的焚烧炉1的底部设置有出灰口12，焚烧炉1内设置有将焚烧炉1内部空间分隔为位于上部的燃烧腔和位于下部的空气腔29的底座10，底座10的两端通过第一转轴可旋转地安装于焚烧炉1的侧壁上，第一转轴的轴线垂直于焚烧炉1的轴线，底座10上设置有用于控制从空气腔29向燃烧腔内进气的出气阀11，焚烧炉1设置有连通空气腔29的进气阀4和连通燃烧腔底部的燃料口3，焚烧炉1位于燃料口3上部的位置处设置有点火器2，焚烧炉1位于燃料口3对侧的位置处设置有向焚烧炉1内洒水的进水装置，进水装置通过管路连接蒸发器13的出水口17，焚烧炉1的顶部设置有排气口5；
所述的蒸发器13的上部设置有出气口16，蒸发器13的下部设置有出水口17，蒸发器13内部设置有流通管15，流通管15位于上部的进气口14通过管路连接焚烧炉1的排气口5，流通管15位于下部的出水口20和蒸发器13的出气口16通过管路同时连接集水器22的进水口21，蒸发器13的底部设置有布水器19，布水器19具有进水口18；
优选的，所述的流通管15呈螺旋型或蛇形弯折，以增大流通管15内流体与蒸发器13内液体的热交换面积。进一步优选的，所述的流通管15在蒸发器13上部的分布密集程度大于其在蒸发器13下部的分布密集程度，以保证蒸发器13内的蒸发效果及流通管15内水蒸气的液化程度，气体从上向下进入，且废水从底部向上排入。
优选的，所述的一种造纸废水处理一体化装置还包括气浮室，气浮室的底部设置有布气器34，集水器22设置有出水口23和排气口24，集水器22的排气口24通过管路连接布气器34的进气口35，气浮室相对的两个侧壁上均设置有一块挡板30，两块挡板30的中部设置有供流体通过的间隙，气浮室位于挡板30下方的一侧设置有进水口36，气浮室的底部设置有出水口31，气浮室的顶部设置有水平往返运动的过筛板27，过筛板27上设置有过水口28，气浮室的外侧设置有用于承接过筛板27刮取的泡沫和/或杂质的承接器25。
可选的，所述的挡板30均沿自其所处的侧壁向气浮室中间的方向向上倾斜设置。
可选的，所述的布气器34包括主进气管32和多个布气支管，主进气管32与各布气支管连通，各布气支管上均设置有用于排气的布气口33，主进气管与气浮室的进气口35连接。
可选的，所述的进水装置包括进水盘和设置于进水盘内的旋转叶片8，进水盘具有进水口7，进水口7通过管路连接蒸发器13的第一出水口17，旋转叶片8在旋转过程中将进水盘内的废水甩进燃烧腔。进一步优选的，所述的进水装置通过支座9安装于焚烧炉1上。
可选的，所述的焚烧炉1设置有保温墙37，保温墙37材质选用硅酸铝纤维模块。
可选的，废水进入蒸发器13、集水器22前先进行过滤，去掉杂质，避免堵塞。
优选的，空气腔29内温度控制在200℃左右，燃烧腔内温度控制在600℃左右即可
本发明处理效果好，控制因素少，不需要调整废水pH值、污泥生存条件等各种问题，操作简单，且经济环保，通过热传导作用既对废气进行了热循环利用，还省去了即冷却系统，而达到废水浓缩的作用，且缓冲了水质不稳定问题，本发明可根据需求对各段废水进行单独处理或整体处理，不需调整各参数，且可根据需求单独对某段废水使用。
所述的废水为造纸废水包括造纸黑液、造纸中段废水和造纸白液中的一种或多种。
采用所述造纸废水处理一体化装置进行废水处理的工艺，包括以下步骤：
S1、预热：启动焚烧炉1，从燃料口3进燃料，通过点火器2点火，预热焚烧炉1，通过进气阀4向空气腔29进气，当燃烧腔内部温度达到设定温度后，空气腔29内的空气通过出气阀11进入燃烧腔内部；
S2、废水进入蒸发器13，焚烧后的气体经焚烧炉1的排气口5进入流通管15，对蒸发器13内的废水进行蒸发处理，流通管15内的气体在热交换后大部分变为水溶液，流通管15内的液体及气体从流通管15的出水口20进入集水器22，蒸发器13内的水蒸气通过出气口16进入集水器22，从集水器22的进水口进入的水蒸气遇集水器22内的水变成水、进入的气体经排气口24排出；当蒸发器13内的废水蒸发到适宜程度后，蒸发器13内的废水经蒸发器13的第一出水口进入焚烧炉1的进水装置，废水经进水装置洒入焚烧炉1的燃烧腔进行燃烧。
可选的，还包括当燃烧腔内粉尘过多时，翻转底座10，使底座10上的灰尘落入空气腔29，再从出灰口12排出的步骤。
可选的，还包括废水直接进入焚烧炉1的进水装置的步骤，废水经进水装置洒入焚烧炉1的燃烧腔进行燃烧。
可选的，还包括废水进入气浮器26，排气口24排出的气体进入布气器34对气浮器26内的废水进行曝气，通过挡板30进行气体循环，使废水起泡，杂质上浮，达到适合程度，通过过筛器将泡沫和/或杂质刮入承接器25中，处理好的废水通过出水口31排出。优选的，所述的进入气浮器26的废水为造纸废水的白液，气浮器26用于白液中纤维等物质的回收。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
对造纸废水中某段废水(黑液、中断废水或白液)进行处理或黑液与中段废水同时处理时，废水处理的工艺，包括以下步骤
S1、预热：启动焚烧炉1，从燃料口3进燃料，通过点火器2点火，预热焚烧炉1，通过进气阀4向空气腔29进气，当燃烧腔内部温度达到设定温度后，空气腔29内的空气通过出气阀11进入燃烧腔内部；
S2、废水进入蒸发器13和焚烧炉1的进水装置，进水装置将进入其内部的废水洒入焚烧炉1的燃烧腔进行燃烧，焚烧后的气体经焚烧炉1的排气口5进入流通管15，对蒸发器13内的废水进行蒸发处理，流通管15内的气体在热交换后大部分变为水溶液，流通管15内的液体及气体从流通管15的出水口20进入集水器22，蒸发器13内的水蒸气通过出气口16进入集水器22，从集水器22的进水口进入的水蒸气遇集水器22内的水变成水、进入的气体经排气口24排出。
可选的，还包括当燃烧腔内粉尘过多时，翻转底座10，使底座10上的灰尘落入空气腔29，再从出灰口12排出的步骤。
实施例2
对造纸废水中某段废水(黑液、中断废水或白液)进行处理或黑液与中段废水同时处理时，废水处理的工艺，包括以下步骤
S1、预热：启动焚烧炉1，从燃料口3进燃料，通过点火器2点火，预热焚烧炉1，通过进气阀4向空气腔29进气，当燃烧腔内部温度达到设定温度后，空气腔29内的空气通过出气阀11进入燃烧腔内部；
S2、废水进入蒸发器13和焚烧炉1的进水装置，进水装置将进入其内部的废水洒入焚烧炉1的燃烧腔进行燃烧，焚烧后的气体经焚烧炉1的排气口5进入流通管15，对蒸发器13内的废水进行蒸发处理，流通管15内的气体在热交换后大部分变为水溶液，流通管15内的液体及气体从流通管15的出水口20进入集水器22，蒸发器13内的水蒸气通过出气口16进入集水器22，从集水器22的进水口进入的水蒸气遇集水器22内的水变成水、进入的气体经排气口24排出；
当蒸发器13内的废水蒸发到适宜程度后，将蒸发器13内浓缩后的废水导入进水装置，此后，进水装置内的废水可全是蒸发器13内浓缩后的废水。
可选的，还包括当燃烧腔内粉尘过多时，翻转底座10，使底座10上的灰尘落入空气腔29，再从出灰口12排出的步骤。
实施例3
对造纸废水三段废水整体处理时，废水处理的工艺，包括以下步骤
S1、预热：启动焚烧炉1，从燃料口3进燃料，通过点火器2点火，预热焚烧炉1，通过进气阀4向空气腔29进气，当燃烧腔内部温度达到设定温度后，空气腔29内的空气通过出气阀11进入燃烧腔内部；
S2、造纸废水中的黑液及中段废水进入蒸发器13和焚烧炉1的进水装置，进水装置将进入其内部的废水洒入焚烧炉1的燃烧腔进行燃烧，焚烧后的气体经焚烧炉1的排气口5进入流通管15，对蒸发器13内的废水进行蒸发处理，流通管15内的气体在热交换后大部分变为水溶液，流通管15内的液体及气体从流通管15的出水口20进入集水器22，蒸发器13内的水蒸气通过出气口16进入集水器22，从集水器22的进水口进入的水蒸气遇集水器22内的水变成水、进入的气体经排气口24排出；
当蒸发器13内的废水蒸发到适宜程度后，将蒸发器13内浓缩后的废水导入进水装置，此后，进水装置内的废水可全是蒸发器13内浓缩后的废水；
S3、将造纸白液进入气浮器26，排气口24排出的气体进入布气器34对气浮器26内的废水进行曝气，通过挡板30进行气体循环，使废水起泡，杂质上浮，达到适合程度，通过过筛器将泡沫和/或杂质刮入承接器25中，处理好的废水通过出水口31排出。优选的，所述的进入气浮器26的废水为造纸废水的白液，气浮器26用于白液中纤维等物质的回收。
可选的，还包括当燃烧腔内粉尘过多时，翻转底座10，使底座10上的灰尘落入空气腔29，再从出灰口12排出的步骤。
实施例4
对造纸废水三段废水整体处理时，废水处理的工艺，包括以下步骤
S1、预热：启动焚烧炉1，从燃料口3进燃料，通过点火器2点火，预热焚烧炉1，通过进气阀4向空气腔29进气，当燃烧腔内部温度达到设定温度后，空气腔29内的空气通过出气阀11进入燃烧腔内部；
S2、废水进入蒸发器13，焚烧后的气体经焚烧炉1的排气口5进入流通管15，对蒸发器13内的废水进行蒸发处理，流通管15内的气体在热交换后大部分变为水溶液，流通管15内的液体及气体从流通管15的出水口20进入集水器22，蒸发器13内的水蒸气通过出气口16进入集水器22，从集水器22的进水口进入的水蒸气遇集水器22内的水变成水、进入的气体经排气口24排出；
当蒸发器13内的废水蒸发到适宜程度后，将蒸发器13内浓缩后的废水导入进水装置，此后，进水装置内的废水可全是蒸发器13内浓缩后的废水；进水装置将进入其内部的废水洒入焚烧炉1的燃烧腔进行燃烧；
S3、将造纸白液进入气浮器26，排气口24排出的气体进入布气器34对气浮器26内的废水进行曝气，通过挡板30进行气体循环，使废水起泡，杂质上浮，达到适合程度，通过过筛器将泡沫和/或杂质刮入承接器25中，处理好的废水通过出水口31排出。优选的，所述的进入气浮器26的废水为造纸废水的白液，气浮器26用于白液中纤维等物质的回收。
可选的，还包括当燃烧腔内粉尘过多时，翻转底座10，使底座10上的灰尘落入空气腔29，再从出灰口12排出的步骤。
实施例5
当白液中纤维等物质需要回收时，废水处理的工艺，包括以下步骤
将造纸白液进入气浮器26，排气口24排出的气体进入布气器34对气浮器26内的废水进行曝气，通过挡板30进行气体循环，使废水起泡，杂质上浮，达到适合程度，通过过筛器将泡沫和/或杂质刮入承接器25中，处理好的废水通过出水口31排出。优选的，所述的进入气浮器26的废水为造纸废水的白液，气浮器26用于白液中纤维等物质的回收。
Claims (10)
1.一种造纸废水处理一体化装置，其特征在于：包括焚烧炉、蒸发器和集水器，所述的焚烧炉的底部设置有出灰口，焚烧炉内设置有将焚烧炉内部空间分隔为位于上部的燃烧腔和位于下部的空气腔的底座，底座的两端通过第一转轴可旋转地安装于焚烧炉的侧壁上，第一转轴的轴线垂直于焚烧炉的轴线，底座上设置有用于控制从空气腔向燃烧腔内进气的出气阀，焚烧炉设置有连通空气腔的进气阀和连通燃烧腔底部的燃料口，焚烧炉位于燃料口上部的位置处设置有点火器，焚烧炉位于燃料口对侧的位置处设置有向焚烧炉内洒水的进水装置，进水装置通过管路连接蒸发器的出水口，焚烧炉的顶部设置有排气口；
所述的蒸发器的上部设置有出气口，蒸发器的下部设置有出水口，蒸发器内部设置有流通管，流通管位于上部的进气口通过管路连接焚烧炉的排气口，流通管位于下部的出水口和蒸发器的出气口通过管路同时连接集水器的进水口，蒸发器的底部设置有布水器，布水器具有进水口。
2.根据权利要求1所述的一种造纸废水处理一体化装置，其特征在于：所述的流通管在蒸发器上部的分布密集程度大于其在蒸发器下部的分布密集程度。
3.根据权利要求1所述的一种造纸废水处理一体化装置，其特征在于：还包括气浮室，气浮室的底部设置有布气器，集水器设置有出水口和排气口，集水器的排气口通过管路连接布气器的进气口，气浮室相对的两个侧壁上均设置有一块挡板，两块挡板的中部设置有供流体通过的间隙，气浮室位于挡板下方的一侧设置有进水口，气浮室的底部设置有出水口，气浮室的顶部设置有水平往返运动的过筛板，过筛板上设置有过水口，气浮室的外侧设置有用于承接过筛板刮取的泡沫和/或杂质的承接器。
4.根据权利要求1所述的一种造纸废水处理一体化装置，其特征在于：所述的进水装置包括进水盘和设置于进水盘内的旋转叶片，进水盘具有进水口，进水口通过管路连接蒸发器的第一出水口，旋转叶片在旋转过程中将进水盘内的废水甩进燃烧腔。
5.根据权利要求1所述的一种造纸废水处理一体化装置，其特征在于：所述的焚烧炉设置有保温墙。
6.根据权利要求1所述的一种造纸废水处理一体化装置，其特征在于：所述的布气器包括主进气管和多个布气支管，主进气管与各布气支管连通，各布气支管上均设置有用于排气的布气口，主进气管与气浮室的进气口连接。
7.采用如权利要求1-6中任意一项所述的造纸废水处理一体化装置的废水处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、预热：启动焚烧炉，从燃料口进燃料，通过点火器点火，预热焚烧炉，通过进气阀向空气腔进气，当燃烧腔内部温度达到设定温度后，空气腔内的空气通过出气阀进入燃烧腔内部；
S2、废水进入蒸发器，焚烧后的气体经焚烧炉的排气口进入流通管，对蒸发器内的废水进行蒸发处理，流通管内的气体在热交换后大部分变为水溶液，流通管内的液体及气体从流通管的出水口进入集水器，蒸发器内的水蒸气通过出气口进入集水器，从集水器的进水口进入的水蒸气遇集水器内的水变成水、进入的气体经排气口排出；当蒸发器内的废水蒸发到适宜程度后，蒸发器内的废水经蒸发器的第一出水口进入焚烧炉的进水装置，废水经进水装置洒入焚烧炉的燃烧腔进行燃烧。
8.根据权利要求7所述的废水处理工艺，其特征在于：还包括当燃烧腔内粉尘过多时，翻转底座，使底座上的灰尘落入空气腔，再从出灰口排出的步骤。
9.根据权利要求7所述的废水处理工艺，其特征在于：还包括废水直接进入焚烧炉的进水装置的步骤，废水经进水装置洒入焚烧炉的燃烧腔进行燃烧。
10.根据权利要求7所述的废水处理工艺，其特征在于：还包括废水进入气浮器，排气口排出的气体进入布气器对气浮器内的废水进行曝气，通过挡板进行气体循环，使废水起泡，杂质上浮，达到适合程度，通过过筛器将泡沫和/或杂质刮入承接器中，处理好的废水通过出水口排出。
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