CN113461130A - 一种利用晶种介导强化钙沉淀的造纸废水处理方法 - Google Patents

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史惠祥
周高燕
史成超
刘骏彦
赵悦
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F2103/28—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof from the paper or cellulose industry

Abstract

本发明公开了一种利用晶种介导强化钙沉淀在造纸废水处理方法，它是在深度处理脱钙池中回流沉淀污泥。本发明方法对废水中的去除能力优于单一投加化学药品的方法，改善了终沉池的出水水质，效果好于单一投加化学药剂，优化了传统的化学沉淀除钙法，减少了除钙及膜处理成本，并为化学沉淀除钙应用于水污染治理领域提供了新思路。

Description

一种利用晶种介导强化钙沉淀的造纸废水处理方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，尤其涉及一种晶种介导强化钙沉淀在造纸废水处理中的应用及处理方法。
背景技术
造纸行业是与国民经济和社会发展关系密切的重要基础原材料行业，但造纸行业废水排放量大。目前，造纸行业废水污染物减排路径主要有：1.提高造纸废水排放标准；2.减少造纸废水的排放量。为减少废水排放量，需进行中水回用，一般采用膜处理技术实现。但造纸废水进膜时钙浓度高，导致管道结垢、膜处理成本较大，中水回用率较低。对进膜前的废水进行深度处理，可有效降低进膜的钙浓度；但由于造纸废水钙污染物浓度较高，目前普遍采用的化学沉淀法存在处理成本高的问题。化学沉淀法是基于溶度积原理，通过向废水中投加化学药剂(如碳酸钠、氢氧化钙等)，使之与钙离子反应生成沉淀(如碳酸钙、草酸钙等)，达到除钙的目的。传统的化学沉淀法一般加入氢氧化钙(石灰)、碳酸钠、硫酸钙(石膏)、氢氧化钠、碳酸氢钠等。化学沉淀法的钙去除效率高，但是药剂成本较高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术不足，提供了一种晶种介导强化钙沉淀在造纸废水处理中的应用及处理方法。本发明采用晶种介导强化降低的碳酸钙的临界过饱和度，提升化学沉淀法除钙能力，使脱钙池出水水质接近甚至达到进膜标准，可大大减少深度处理和膜处理的成本。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种利用晶种介导强化钙沉淀的造纸废水处理方法，在投加有氢氧化钙和碳酸钠的脱钙池中进行污泥回流。
进一步地，所述进水钙离子浓度为398mg/L，污泥回流比为0.225～1.125，氢氧化钙的投加量为444g/m3～592g/m3，碳酸钠的投加量为21g/m3～106g/m3。
进一步地，所述氢氧化钙的投加量优选为592g/m3，碳酸钠复合的投加量优选为106g/m3、污泥回流比优选为0.09。
进一步地，所述氢氧化钙的投加量优选为592g/m3，碳酸钠复合的投加量优选为42g/m3、污泥回流比优选为0.09。
本发明晶种介导在造纸废水处理中的应用是：在投加有氢氧化钙和碳酸钠的脱钙池中回流污泥。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)纯粹的污泥回流对钙离子的去除效果基本没有，出水钙离子浓度与进水基本一致，因此，现有技术未见将污泥回流用于钙离子去除中。而现有技术中，传统的化学沉淀法仅投加沉淀剂，虽然出水钙浓度较投药前有些改善，可达到75％，然而成本较高，产生的污泥量大。本发明在投加化学药剂基础上进一步污泥回流，却取得了意料不到的技术效果，出水钙离子的浓度明显下降，钙离子去除效果得到显著的提高，对钙的去除能力远优于单一投加化学药剂，极大改善了脱钙池出水钙离子浓度，效果远好于仅投加化学药剂，优化了传统的化学沉淀法，减少了药剂成本及膜处理成本，并具有处理效果稳定、成本低、操作方便等优点。
(2)本发明解决了除钙在污水处理系统中成本高、污泥量大的问题，为污泥回流除钙应用于水污染治理提供了新思路。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。
实施例1～13
某造纸企业二沉池出水以自流方式进入脱钙池，进水钙离子浓度398mg/L，出水钙离子为98mg/L。向脱钙池投加氢氧化钙和碳酸钠并进行污泥回流，即：将脱钙池出水处的污泥回流至脱钙池中，投加量及回流比对应的出水钙指标见表1。
表1
Figure BDA0003161727110000021
Figure BDA0003161727110000031
实施例1～5是氢氧化钙投加量592g/m3、碳酸钠投加量106g/m3、污泥回流比为0.225～1.125时的脱钙池出水情况。钙离子的去除效果均较好，其中实施例4(氢氧化钙投加量592g/m3、碳酸钠投加量106g/m3、污泥回流比0.0900)的效果最好，出水钙离子浓度仅为79mg/L，较投药前降低了19.39％。
实施例6～9是其它条件与实施例4保持一致，改变碳酸钠投加量后(85g/m3、64g/m3、42g/m3、21g/m3)脱钙池的出水钙离子浓度变化情况。与实施例4比较可知，在与氢氧化钙复合投加及污泥回流的过程中(氢氧化钙投加量592g/m3、污泥回流比0.0900)，当碳酸钠的投加量为42g/m3时，出水钙离子浓度为96mg/L，满足钙进膜要求(≤100mg/L)，药剂成本为0.290元，远低于投加量为106g/m3、85g/m3、64g/m3，当碳酸钠的投加量为21g/m3时，出水钙离子浓度为113mg/L，无法满足钙进膜要求(≤100mg/L)。因此，碳酸钠在投加量为42g/m3时与氢氧化钙和污泥回流的处理药剂成本最低，且满足废水进膜要求。
实施例10～13是其它条件与实施例4保持一致，改变氢氧化钙投加量(555g/m3、518g/m3)脱钙池的钙离子浓度变化情况。与实施例4比较可知，在与碳酸钠复合投加及污泥回流的过程中(碳酸钠投加量106g/m3、污泥回流比0.0900)，当氢氧化钙的投加量为555g/m3时，出水钙离子浓度为84mg/L，满足钙进膜要求(≤100mg/L)，药剂成本为0.349元，低于投加量为106g/m3，当氢氧化钙的投加量为518g/m3、481g/m3、444g/m3时，出水钙离子浓度为102mg/L、114mg/L、122mg/L，不满足钙进膜要求。因此，氢氧化钙在投加量为555g/m3时与碳酸钠和污泥回流的处理药剂成本最低，且满足废水进膜要求。
综上，结合实施例可知，当氢氧化钙、碳酸钠复合投加并进行污泥回流，投加量分别为592g/m3和106g/m3、污泥回流比0.0900时，钙离子去除效果最佳；当氢氧化钙、碳酸钠投加量分别为592g/m3和42g/m3、污泥回流比0.0900时，废水处理效果满足进膜要求且处理成本最低。
以上实施例并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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之内。

Claims (4)

1.一种利用晶种介导强化钙沉淀的造纸废水处理方法，其特征在于：具体为：
在投加有氢氧化钙和碳酸钠的脱钙池中回流沉淀污泥，使沉淀污泥中的碳酸钙作为晶种介导强化钙沉淀，从而降低出水钙离子的浓度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进水钙离子浓度为398mg/L，沉淀污泥回流比为0.225～1.125，氢氧化钙的投加量为444g/m3～592g/m3，碳酸钠的投加量为21g/m3～106g/m3。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氢氧化钙的投加量优选为592g/m3，碳酸钠复合的投加量优选为106g/m3、污泥回流比优选为0.09。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氢氧化钙的投加量优选为592g/m3，碳酸钠复合的投加量优选为42g/m3、污泥回流比优选为0.09。
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