废纸造纸废水处理的成套装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种废纸造纸废水处理的成套装置，包括依次连接的集水池、转筒格栅、沉砂池、加药反应池、高效沉淀池、上清液收集池和循环水处理池；所述集水池中设置有废热回收装置；所述加药反应池中设置有加药装置；所述高效沉淀池的底部设置有纸浆回收泵；所述循环水处理池中设置有循环水间歇处理装置；所述循环水处理池的出水一部分通过管道直接连接到一般造纸工艺用水管道，另一部分连接到高级处理装置，处理后连接到高级造纸工艺用水管道；所述高级处理装置中的高浓度水通过管道连接电催化装置进行处理。本实用新型装置形成一套纸浆回收、废水零排放和废热回收成套装置和技术体系，达到国内领先的技术水平，带动造纸行业技术的全面发展。
【专利说明】废纸造纸废水处理的成套装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种废纸造纸废水处理的成套装置，属于废水处理领域。
【背景技术】
[0002]废纸造纸废水的物理化学特性与传统植物纤维造纸废水相比有很大的不同。并且不同废纸造纸企业因废纸种类、来源、处理工艺以及技术装备情况的不同，其所排废水特性也有很大差异。废纸造纸废水的主要特点为:(I)废水量大，一般是每生产It脱墨浆，废水量就高于30?100 t，若再加上打浆、净化等所产生的废水，则废水量就更大；(2)废水中含有的悬浮物主要有油墨、纤维、填料及助剂等；(3)废水中33、0?、8005等污染指标较高，且废水颜色较深。
[0003]造纸白水产生量大，是造纸车间的主要水污染源，但是其富含纤维、无机填料。如对造纸白水回收处理不仅可以回收纤维，并且可以实现水封闭循环，节约生产用水，降低产品能耗。因而具有重要的经济效益及环境意义。就造纸生产的过程来说，废水纸浆的回收主要分为厂内回收和厂外回收。厂内纸浆回收一般是指生产车间内的白水纸浆回收系统，而厂外回收是指造纸废水处理设施收浆除渣系统。就回收纸浆的质量而言，厂内回收的纸浆优于厂外。随着造纸生产技术的发展和环境保护意识的增强，纸浆回收的方法和设备也在不断进步，目前废纸造纸废水纸浆的回收方法主要有气浮、过滤和沉淀三大类，其中以超效浅层气浮法应用最广，目前预处理后的造纸废水一般采用厌氧水解、好氧等生物处理工艺进行处理后排放，由于水体停留时间较长，因此占地面积较大。
[0004]不少专利报道了造纸废水通过投加药剂实现固液分离(例如:200720141158.6，201220233671.9)，纸浆回用于生产，上清液回用，但是在无限循环过程中水体会存在以下问题:(I)无限循环水中残余的有机物(胶类、糖等物质)会逐渐增加，造成水体的粘稠度上升，会影响造纸工艺。(2)无限循环水中由于纸浆中残余的重金属不断的累积，也会造成造纸产品重金属含量过高等问题。(3)无限循环水在造纸工艺中长时间使用，会造成水疲劳，会影响使用药剂的数量和水质问题。(4)无限循环水重复使用，水体的盐都会随着循环次数的增加而不断增高，影响循环水处理效率和造纸工艺。
[0005]另外造纸废水一般带有较高的温度，通常在40-50度，传统的生物处理方法需要水体满足一定的温度来保证后续生物的处理条件，对这部分热量没有进行回收和再利用。
[0006]一般造纸废水处理只是在于纸浆回收或造纸废水处理和部分回用，对于系统的进行高效纸浆回用、废水废热回收及循环水处理零排放，并实现传感器对该成套装置关键环节进行远程在线监控的工艺技术未见报道。
实用新型内容
[0007]发明目的:本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种对造纸纸浆全部回收、废热回收、废水零排放的废纸造纸废水处理的成套装置。
[0008]技术方案:本实用新型所述的废纸造纸废水处理的成套装置，包括依次连接的集水池、转筒格栅、沉砂池、加药反应池、具有负荷固液分离功能的高效沉淀池、上清液收集池和循环水处理池；所述集水池中设置有将废水中的热量回收利用的废热回收装置；所述加药反应池中设置有向废水中投加混凝剂、絮凝剂促使废水中纸浆和水固液分离的加药装置；所述高效沉淀池的底部设置有将沉淀的纸浆抽送到一般造纸工艺和高级造纸工艺中的纸浆回收泵；所述循环水处理池中设置有循环水间歇处理装置；所述循环水处理池的出水一部分通过管道直接连接到一般造纸工艺用水管道，另一部分连接到高级处理装置，处理后连接到高级造纸工艺用水管道；所述高级处理装置中的高浓度水通过管道连接电催化装置进行处理。
[0009]为了便于智能化和远距离控制，所述集水池、加药反应池和循环水处理池分别安装有监测探头，监测探头连接到远程数据处理和传输装置，实现远程监控。
[0010]优选地，所述废热回收装置为耐腐蚀、高传热的板式换热器。
[0011]一般造纸工艺用水管道和高级造纸工艺用水管道进水口还与补充水管道连接，在废水处理回用后，还需要补充5%的补给水。
[0012]本实用新型装置工作原理如下:造纸废水经过集水池收集，经过废热回收装置将原有的造纸废水热量充分回收，即可免费得到全天侯的生活热水，同时实现供暖、制冷等功能。同时集水池收集的废水经过转筒格栅和沉砂池去除杂质颗粒物等，然后经过投加混凝齐U、絮凝剂等药剂进行反应，出水进入高效沉淀池进行固液分离，沉淀下来的纸浆通过纸浆回收泵快速抽走至一般造纸工业和高级造纸工艺。上清液出水收集后进行循环水处理，一部分水体经过循环水间歇处理装置后回用到一般造纸工艺，另一部分水体经过高级处理装置RO或NF处理后回用到高级造纸工艺，高级处理装置RO排放的30%浓水需要经过电催化装置进行处理。
[0013]废水经过投加药剂(包括混凝剂、絮凝剂等复配药剂)使废水充分反应，并在高效沉淀池中进行快速固液分离，高效沉淀池的特征是通过水力作用和药剂作用，将水中残余的细微纸浆迅速聚合沉淀，并在纸浆回收泵的作用在迅速抽走，防止纸浆在底部沉淀发酵。
[0014]系统中针对造纸废水含有较高的热量，采用高效耐蚀板式换热器，使得低品位热源的利用成为可能，可方便将造纸余热或废热采集转化为热水携带的热能，利用热水循环加热提供生活热水、供暖、制冷等方面需要的能量，大幅度节能降耗、改善工作与生活环境。该设备使用的核心部件具有可靠的耐氯离子腐蚀能力，更加高效的传热能力，用它来回收低温余热或利用低温热源都将是最理想的设备，更好的性价比，在相同传热量的情况下，不仅与管壳式换热器相比较，甚至比传统材料的板式换热器相比，由于换热面积、占地面积、流体阻力、冷却水用量等项目数值的减少，使得设备投资、基建投资、动力消耗等费用都将大大降低。
[0015]循环水间歇处理装置包括基于.0H的高级氧化工艺，该技术是利用其它氧化剂
(O3)或能量(UV、超声)激发O3产生具有高.0H产量的自由基连锁反应，并使之在氧化反应中发挥更大的作用，该设备对造纸循环水水体的粘稠度、重金属都有较高的去除效果。该技术主要特点为:(1)投资低。(2)占用空间小，采用催化剂提高了催化氧化利用率和氧化速率，缩短了接触时间，降低了池容。(3)低运行费用，催化剂运行数年活性不会有显著降低，且系统基本不产生污泥。(4)低管理成本，催化剂为固定在反应器内，不需额外的维护，可实现自动控制。[0016]循环水的另一部分废水经过循环水间歇处理后，考虑到无限循环造成盐度的累积，使用高级处理装置进行脱盐，即反渗透(RO)或纳滤技术，RO系统产生的70%的淡水可以搀和到循环水中去降低水体盐度，另外30%的浓水进行电催化氧化装置进行处理。
[0017]在循环水处理过程中采用基于物联网的智能化远距离监测与控制系统，即通过各监测探头实时采集系统各装置运行的状态参数以及循环水的水质(例如:电导率、pH、温度、流量等)，以TCP/IP协议通过互联网远程传输到系统中央计算机，由系统中央计算机根据传输信号计算系统的当前行为与状态参数，具备偏差预警、系统各装置远程操作与参数控制、系统运行性能与效率评价、系统未来行为与参数预测等多项功能，以实现系统中各装置(例如加药装置自动化投加、除盐设备自动启动)等的自动化与智能控制。
[0018]本实用新型与现有技术相比，其有益效果是:
[0019](I)本实用新型装置形成一套纸浆回收、废水零排放和废热回收成套装置和技术体系，达到国内领先的技术水平，带动造纸行业技术的全面发展。
[0020](2)循环水处理后全部回用于制浆车间、造纸车间，产生经济效益，降低了废水处理费用，实现废水零排放。
[0021](3)由于没有污染排放，而且也解决了造纸污染治理的一大难题，并且给企业免除了环保压力与环保污染费。
[0022](4)装置结构简单，技术含量高，自动化程度高，因此人工管理费用低，装置使用简单，设备寿命极高，主设备使用年限为10年以上。
[0023](5)社会、环境、经济效益较高，废水经处理达标后可全部回用，实现闭路循环，有利于清洁生产、节能减排。有效降低了生产成本，极大地提高企业的产品竞争力。
[0024](6)整个系统实现了废水零排放，这对社会来说，就减轻了污染负担，减少了环境的恶化，因为任何一种生产污染物的减少，对整个社会将是一种贡献。
[0025](7)“智能化造纸废水处理成套装置”处理造纸废水是稳定运行、维修较少的设备，对企业来说是至关重要的；运行和维修所用的资源大大减少，同时也能延长设备寿命，对社会的资源也是一种节约。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型的结构工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
[0028]实施例1:一种废纸造纸废水处理的成套装置，包括依次连接的集水池20、转筒格栅21、沉砂池22、加药反应池23、具有负荷固液分离功能的高效沉淀池24、上清液收集池25和循环水处理池26 ;所述集水池20中设置有将废水中的热量回收利用的废热回收装置36，所述废热回收装置36为耐腐蚀、高传热的板式换热器；所述加药反应池23中设置有向废水中投加混凝剂、絮凝剂促使废水中纸浆和水固液分离的加药装置28 ;所述高效沉淀池24的底部设置有将沉淀的纸浆抽送到一般造纸工艺和高级造纸工艺中的纸浆回收泵27 ；所述循环水处理池26中设置有循环水间歇处理装置29 ;所述循环水处理池26的出水一部分通过管道直接连接到一般造纸工艺31用水管道，另一部分连接到高级处理装置38，高级处理装置处理后出水70%淡水连接到高级造纸工艺40用水管道；所述高级处理装置38中RO排出的30%的高浓度水通过管道连接电催化装置进行处理。一般造纸工艺31用水管道和高级造纸工艺40用水管道进水口还与补充水管道30连接，需要补充5%的补给水。
[0029]所述集水池20、加药反应池23和循环水处理池26分别安装有监测探头33，监测探头33连接到远程数据处理和传输装置34，实现远程监控。
[0030]实施例2:将实施例1中的废纸造纸废水处理的成套装置具体运用到某造纸厂产生的造纸废水的处理中。
[0031]某造纸厂产生造纸废水，其污染物含量大致为:C0Dcr 600?2400 mg/L, BOD5125?585mg/L，SS 650?2400 mg/L，色度450?900倍，外观呈黑灰色，废水量为6000t/d ;出水温度45-55度。使用该装置后，可实现纸浆回收、废水零排放，废水热量回收再利用。详细的效益分析如下:
[0032]①回收纸浆节省费用
[0033]污水中含有造纸最好的营养素细小纤维填料，如果不回收水质会很快变黑变臭。生产规模为300吨/天的造纸企业，每天可产生50?60吨纤维素，作为污泥运出厂去，等于白白扔掉了 60吨纸。本色成品纸每吨按3000元计算，损失约18万元/天；普通白纸每吨按6000元计算，损失约36万元/天。本技术通过净化可把废水中的原材料纤维素100%全部收回，每吨废水中的纸浆1.8?2.2公斤返回配料池。
[0034]②循环水零排放节省费用
[0035]传统工艺生产一吨纸需用水80吨；经过蒸煮的原浆生产的白纸或卫生纸需用水120吨；如果是商品浆出的白纸需用水80吨；即使生产过程中有两三次的循环利用仍有大量带着原料的废水流出。本成套装置对造纸废水经处理达标后全部回用于制浆车间、造纸车间，无废水外排。生产过程中只需要定量补充新鲜水，生产I吨本色纸只需补充新鲜水
1.2吨；生产I吨白纸或卫生纸补充新鲜水1.5?2.0吨，生产I吨纸可节约新鲜水40?60吨。每吨水按3.0元计算，每吨纸可节省180元。
[0036]③废水热量回收可产生经济效益
[0037]可方便将造纸废水余热以及自备热水(炉)的热能高效转化为生活热水需要的热量，即可免费得到全天侯的生活热水，同时实现供暖、制冷等功能。若按照一户每天用水100L计算:对于一个普通家庭来说，利用高效换热器采集的能量，相当于每天节省1.5度电；对于一个有500间员工住房的宿舍来说，所回收的能量，相当于节省750度以上的电。
[0038]④节约费用
[0039]与传统造纸废水处理设施相比，占地节省80%?90% ;造纸吨用水量从60?80吨减少至吨纸补充用水1.2吨,用水节水率可达90% ;减少了用于废水治理的电耗,吨纸节电40度；细小纤维有效回用，吨纸增加纤维量20% ;吨水处理成本小于0.85元；吨造纸节省费用300?400元。节省污泥的外运费约3000元/天。
[0040]实施例3:将实施例1中的废纸造纸废水处理的成套装置具体运用到河北某纸业有限公司以一家废纸造纸企业。
[0041]河北某纸业有限公司以一家废纸造纸企业，以废纸箱为主要原料生产瓦楞纸，建设造纸生产线2套，生产规模为2万吨/年。该企业采用本实用新型装置，对厂区原有污水处理站进行了改造，改造前后废水治理技术经济指标对比情况见表1。
[0042]表1改造前后废水治理技术经济指标对比情况_
<img/ >[0043]由上表可见，改造后废水经处理后全部回用，无废水外排；废水处理成本、废水处理设施占地面积均减少，废水废热80%以上回用。环境效益、社会效益、经济效益显著。
[0044]实施例4:将实施例1中的废纸造纸废水处理的成套装置具体运用到河北某包装有限公司。
[0045]河北某包装有限公司，是一家再生箱板纸制造企业，年设计生产能力2.2万吨。采用北智能化造纸废水成套技术对该企业原有污水处理设施进行了改造。
[0046]造纸废水经处理后，可迅速将污水中的制浆纤维分离抽送回制浆车间综合利用，从而避免水变黑、变臭，污染环境，确保造纸废水全部循环回用，无废水外排。污水处理工艺改造后，节约新鲜水17.3万t/a，减少COD排放量119.7t/a、氨氮排放量13.7t/a
[0047]工艺经改造后，主要经济效益体现在以下几方面:①节约了水资源费，该企业日产量73.3吨纸，改造前新鲜水用量80t/t纸，日用水量达5864t，改造后新鲜水用量1.2t/t纸，每天可节约水资源5776t，每天可节约资金2310.41元节约了电耗，改造后比改造前节约电量2865度/天，每天可节约资金2060元；③回收利用废水中造纸纤维14.66吨/天，可增加20%的产量，增加收入约17592元/天；④改造后减少污染防治管理人员3名，可节省人工费1000元/天；⑤废水废热80%基本上回收，每天可节约资金8056元。
[0048]如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
【权利要求】
1.一种废纸造纸废水处理的成套装置，其特征在于:包括依次连接的集水池(20)、转筒格栅(21)、沉砂池(22 )、加药反应池(23 )、具有负荷固液分离功能的高效沉淀池(24)、上清液收集池(25)和循环水处理池(26);所述集水池(20)中设置有将废水中的热量回收利用的废热回收装置(36);所述加药反应池(23)中设置有向废水中投加混凝剂、絮凝剂促使废水中纸浆和水固液分离的加药装置(28);所述高效沉淀池(24)的底部设置有将沉淀的纸浆抽送到一般造纸工艺和高级造纸工艺中的纸浆回收泵(27);所述循环水处理池(26)中设置有循环水间歇处理装置(29 );所述循环水处理池(26 )的出水一部分通过管道直接连接到一般造纸工艺(31)用水管道，另一部分连接到高级处理装置(38)，处理后连接到高级造纸工艺(40)用水管道；所述高级处理装置(38)中的高浓度水通过管道连接电催化装置进行处理。
2.根据权利要求1所述的废纸造纸废水处理的成套装置，其特征在于:所述集水池(20)、加药反应池(23)和循环水处理池(26)分别安装有监测探头(33)，监测探头(33)连接到远程数据处理和传输装置(34)，实现远程监控。
3.根据权利要求1所述的废纸造纸废水处理的成套装置，其特征在于:所述废热回收装置(36)为耐腐蚀、高传热的板式换热器。
4.根据权利要求1所述的废纸造纸废水处理的成套装置，其特征在于:一般造纸工艺(31)用水管道和高级造纸工艺(40 )用水管道进水口还与补充水管道(30 )连接。
【文档编号】C02F9/06GK203498208SQ201320564025
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】傅剑锋, 黄瑞春, 李耀中, 曾海鳌, 钱晓东 申请人:傅剑锋