专利名称：机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺设计的制作方法
技术领域：
本发明涉及造纸业机械草浆和废纸浆制浆废水处理，是一种以絮凝塔为中心的处理工艺，在絮凝塔外添加絮凝剂和沸石去除不溶性COD (纤维素类溶胶)和SS (悬浮固体总量)后，再将废水经泵打入塔中通过絮凝层的吸附、过滤作用去除可溶性C0D。经本工艺处理后，出水COD及SS均满足回用要求，可连续回用。
背景技术：
近年来，我国造纸业发展迅速，2009年纸及纸板总产量达到8640万吨，消费量达到8569万吨，生产和消费总量都已经位于世界首位，堪称世界造纸大国，但目前行业总体水平不高，并未进入造纸强国的行列。而2004年，我国造纸业的废水排放量占全国工业废水排放总量的14. 4%，仅次于化工制造业，造纸业的耗水量在2008年达到108. 96亿吨，占工业总耗水量的8. 89%，吨浆纸产品平均耗水量为61. 28立方米，与国际先进水平相比具 有很大差距。在我国，只有个别的大型浆纸企业具备成熟的废水处理技术，实现了环境友好、节能减排，其余大部分企业仍然是环境污染大户和耗能大户。目前，面对木材资源短缺，进口木浆和废纸的价格日益增涨的现实情况，在国内外造纸业，机械草浆和废纸浆正逐步替代传统的化学浆。与化学浆相比，机械草浆和废纸浆的废水污染负荷较轻，可见，开发机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺，将废水处理后全部回用，在节能减排、环境保护方面具有重要意义。这两种废水主要含大量COD和SS，COD由低分子量的可溶性组分和高分子量的不溶性组分组成，通常不溶性COD占大部分。废水回用过程中要解决的关键问题是去除SS和C0D。针对机械草浆和废纸浆废水的处理，较早的方法是混凝沉淀法。混凝沉淀法是在絮凝剂的作用下，将废水中的悬浮物、胶体和其它可絮凝的物质凝聚成团，再经沉降设备将絮凝后的废水进行固液分离，目前，将新型无机和有机高分子絮凝剂合理搭配使用，可大量去除废水中的SS和不溶性C0D，但不能去除可溶性C0D。近年来，研究者们将混凝法和其它废水处理技术结合起来，开发了新的废水处理工艺。其中，具有代表性的工艺有(I)气浮絮凝法，是通过在废水中引入大量微小气泡，同时加入絮凝剂，使水中杂质、絮凝颗粒等细小悬浮物与气泡互相粘附，形成整体密度小于水密度的浮体，依靠浮力上浮至水面并被除去，气浮法对SS的去除效率高，但对可溶性COD的去除效果不明显。(2)混凝沉淀-生化法，是先混凝沉淀，去除大量SS和不溶性C0D，再利用生物酶或微生物的代谢作用，使废水中的可溶性COD物质降解。(3)化学处理-混凝沉淀法，是利用C102、03、H202、HC104及次氯酸盐等化学氧化剂，或在特殊的光照射条件下，大量降解可溶性C0D，再经混凝沉淀去除SS和不溶性C0D。后两种方法都需额外添加生物制剂或化学氧化剂除去可溶性C0D，处理成本较高，操作苛刻，不利于大规模推广。因此，有必要开发一种高效、经济的机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺，以满足造纸行业可持续发展要求。本工艺通过絮凝塔的设计，巧妙利用絮凝物形成的絮凝层对可溶性COD及残余颗粒物进行去除，只需在前期加入少量絮凝剂，而不需额外使用吸附、过滤设备，从而将絮凝、吸附和过滤过程结合起来，实现了废水的高效回用，是一种经济、高效的新型处理工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本、高效率、操作方便、节能环保的机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺。本发明以造纸厂制浆后产生的污水为处理对象，废水经过初步过滤、沉淀去除大纤维和泥沙后，加入无机、有机两种絮凝剂和沸石进行处理，去除不溶性COD和SS;再将絮凝后的废水经泵打入絮凝塔中，在废水重力和塔内水压的共同作用下形成絮凝层，后续进入塔内的废水在絮凝层的吸附、过滤作用下去除可溶性COD和残留细小颗粒物；水排出塔外后经集水池缓冲即可进入制浆车间进行回用。絮凝塔中絮凝层过厚时通过塔下端排泥口排出塔外，保证工艺连续运行。工艺产生的污泥可进行回收利用，废纸浆污泥回用于造纸，草浆污泥用于生产微生物有机肥。本工艺实现了机械草浆和废纸浆制浆废水的高效回用，为造纸行业提供了效率高、成本低、绿色环保的废水处理技术。
所述的絮凝剂种类为PAC(聚合氯化铝)和CPAM(阳离子型聚丙烯酰胺)。PAC添加量为120-170克/吨废水，CPAM添加量14-16克/吨废水，沸石分三次加入，一共加入500kg。该工艺的具体运作流程(I)废水从制浆车间出来后，进入储水池；(2)废水经过斜塞滤网除去大纤维等杂质；(3)废水进入沉淀池，通过自行沉淀除去泥沙；(4)废水接着经泵打入推流池，在这个过程中通过自动加药系统加入PAC进行絮凝;(5)废水流经缓冲弯管，在这个过程中通过自动加药系统加入CPAM，并间断加入沸石，进一步絮凝，去除不溶性COD和SS ；(6)完成絮凝后的废水经泵打入絮凝塔中，在自身重力和塔内水压的共同作用下形成絮凝层，后续进入塔内的废水在絮凝层的吸附、过滤作用下去除可溶性COD和残留细小颗粒物。絮凝层过厚是通过絮凝塔下端的排泥口排出塔外；(7)处理后出水进入集水池，然后经泵输送到制浆车间进行回用。(8)排泥口排出的污泥可进行回收利用，废纸浆污泥回用于造纸，草浆污泥用于生产微生物有机肥。机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺流程图见说明书附I。工艺运行所涉及设备的信息如下(I)储水池和集水池按照日处理废水量4000吨计算,处理前的储水池大小有效容积为800m3，具体尺寸为22mX10mX4m。处理后的集水池大小有效容积为1000m3，具体尺寸为22mX15mX4m。两个池的大小和尺寸可根据工厂水处理场地做合理的调整。(2)斜网目数60-70 目。(3)沉淀池设计为平流沉淀池,包括一级沉淀池和二级沉淀池。一级沉淀池除去废水中大量泥沙，然后废水通过自流作用进入二级沉淀池，进一步沉淀后再打入塔中。(4)推流池和缓冲弯管在实际安装时，根据水流湍动程度决定是否需要管路混合器。本工艺中水需要由塔顶进入，而且泵后有多处弯管，能够满足CPAM与废水的充分混合，达到良好处理效果；如果水在行进过程中比较稳定、湍动较少，则需要按尺寸在管路中加入管路混合器，解决药剂的充分混匀。(5)絮凝塔塔容积220m3，塔高19米，直径4. 5米，共3个。每个塔处理量为80m3/h，水在塔中停留时间为3小时，以保证絮凝层的稳定。絮凝塔的详细设计图见说明书附3。(6) PAC和CPAM的加药量与加药罐PAC配药罐尺寸可为直径=I. 2m，高=2m，有效体积=2-2. 3m3，满足3小时PAC用药量；CPAM配药罐尺寸为直径=I. 5m,高2m，有效体积3m3。为了保证生产的连续进行，采用两个配药罐同时运行，当一个配药罐给药时，另一个配药罐进行加药、配药。(7)自动加药系统自动加药系统主要包括可编程逻辑控制器(PLC) 、电磁流量计、气动控制阀门。进塔水量通过流量计测量后把信号传入PLC中，通过设定好的程序，把信号输出到PAC、CPAM加药泵，控制PAC、CPAM加药量大小，这个过程完全是通过PLC系统自动改变，控制，不需要人工操作。电磁流量计测定数据包括PAC加药处水流量(流量计计量范围0-300m3)、每个塔进水流量(流量计计量范围O-IOOm3)。气动控制阀门控制处PAC加药装置、CPAM加药装置。机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺的设备流程简图见说明书附2。
具体实施例方式该工艺经过实际运作，其造纸废水为机械草浆和废纸浆制浆废水，日处理废水量为4000吨。本工艺连续运行I个月后，出水COD和SS去除率分别达到54%和80%，满足回用的要求。同时在连续处理一个月的过程中，水中的离子浓度监测表明，水中离子浓度平衡在一定范围而不影响连续造纸。
权利要求
1.一种机械草浆和废纸浆制浆废水的处理工艺，其特征在于用絮凝剂处理废水，处理后废水带着絮凝物一起进入絮凝塔，絮凝物在塔内水压和自身重力的共同作用下，形成致密稳定的絮凝层，对后续进水进一步吸附、过滤，提高处理效果，处理过程中产生的污泥全部回收利用。
所述絮凝塔可日处理废水3500-4500吨，需要体积为220m3的塔3_5个，塔高18-20米，直径4. 0-5. 0米，每个塔处理量为70-90m3/h，水在塔中停留时间为2. 5-3. 5小时。
2.根据权利要求I所述的处理工艺，其特征在于絮凝塔日处理废水量4000吨，体积为220m3的塔3个，塔高19米，直径4. 5米，每个塔处理量为80m3/h，水在塔中停留时间为3小时。
全文摘要
本发明涉及机械草浆和废纸浆制浆废水处理工艺的设计，废水先经过斜塞滤网除去大纤维等杂质，再进入沉淀池除去泥沙，接着经泵打入絮凝塔中，在进入絮凝塔前加入絮凝剂和沸石。带有絮凝物的废水进入絮凝塔，絮凝物在塔内水压和自身重力的共同作用下，形成致密稳定的絮凝层，对后续进水进一步吸附、过滤，提高处理效果。当絮凝塔中絮凝层累积过多时打开塔下部的排泥口，将污泥排出，保证工艺的连续运行。本发明通过絮凝塔的设计，巧妙地去除废水中的可溶性COD，而不需要额外使用吸附、过滤装备，工艺步骤简单，运行成本较低；本工艺处理的机械草浆和废纸浆制浆废水出水COD及SS均能达标，满足造纸业连续回用要求。
文档编号C02F1/56GK102745833SQ201110101528
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者唐怡聪, 张敏, 李朔, 田婕 申请人:唐怡聪, 张敏, 田婕