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制浆造纸废水低成本深度处理工艺

所属分类: 造纸废水 | 发布日期:2020-01-15 09:01:18

摘要 本发明触及一种低本钱制浆造纸废水深度处理工艺。其原理是运用酸性条件下的氧化凝聚协同效果去除制浆造纸废水中各类有机污染物。该工艺具体实施的技术方案为:废水首要进入氧化凝聚一体化反应池,投加废...

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摘要

本发明触及一种低本钱制浆造纸废水深度处理工艺。其原理是运用酸性条件下的氧化凝聚协同效果去除制浆造纸废水中各类有机污染物。该工艺具体实施的技术方案为:废水首要进入氧化凝聚一体化反应池,投加废酸调理pH至酸性,并参与组合氧化试剂混合反应一段时间;氧化凝聚反应池出水进入中和混凝反应池,参与石灰乳将废水调至中性,并参与混凝剂拌和反应必定时间;终究废水流入堆积池,堆积澄清后合格排放,或过滤后即可回用。本发明优点:与现有工艺比较,本发明流程简略、所需设备较少、工作保护简练、固定出资省、占地面积小,工作费用仅为现有工艺的1/5到1/10。本发明适用于对制浆造纸废水的生物处理工艺出水进行深度处理。

  权利要求书

1.一种低本钱的制浆造纸废水深度处理工艺,其特征在于:运用酸性条件下木质素等大分子有机物的凝聚现象和组合氧化剂的强氧化效果,用废酸将制浆造纸废水的生物处理工艺出水pH调至酸性并参与组合氧化剂,在凝聚分别制浆造纸废水中的木质素等大分子有机污染物的一同氧化降解废水中低分子有机污染物,上述两个反应能在同一反应进程中协同完结,并相互促进,故本发明称之为“氧化凝聚一体化”工艺。

2.按照权利要求1所叙说的低本钱制浆造纸废水深度处理工艺,其特征在于:(1)先用废酸将废水调至酸性;(2)然后参与组合氧化剂,反应必定时间;(3)反应彻底后用石灰乳将废水调至中性;(4)然后投加混凝剂,拌和反应必定时间;(5)终究废水经堆积排放或经过滤后回用。

3.按照权利要求2所叙说的低本钱制浆造纸废水深度处理工艺,其特征在于:用废酸将废水调至酸性,pH值一般为3~5。

4.按照权利要求2所叙说的低本钱制浆造纸废水深度处理工艺,其特征在于:参与组合氧化剂AB,其间A为硫酸亚铁或氯化亚铁,B为双氧水,铁离子与双氧水的物质的量比值为1∶5到1∶20,双氧水的投加量一般是按COD去除量计算的理论值的1/5到1/10。

5.按照权利要求2所叙说的低本钱制浆造纸废水深度处理工艺,其特征在于:反应时间应根据双氧水投加量确认,一般在15~30min。

6.按照权利要求2所叙说的低本钱制浆造纸废水深度处理工艺,其特征在于:用石灰乳将废水调至中性规划,pH值6~9。

7.按照权利要求2所叙说的低本钱制浆造纸废水深度处理工艺,其特征在于:投加混凝剂,拌和反应必定时间;混凝剂品种、投加量和反应时间可根据实际条件自行挑选和确认,也可选用多种混凝剂复配,处理效果更佳。

8.按照权利要求2所叙说的低本钱制浆造纸废水深度处理工艺,其特征在于:混凝后废水可经堆积澄清后合格排放,也可根据需求将堆积上清液进行过滤后回用。

说明书

制浆造纸废水低本钱深度处理工艺

技术范畴

本发明触及一种废水处理范畴,更具体地说是触及一种低本钱制浆造纸废水深度处理工艺及其具体实施技术方案。

背景技术

制浆造纸是国民经济的重要产业,一同也是污染最为严峻的工作之一。据统计,制浆造纸废水排放量占全国污水排放总量10%以上,而化学需氧量排放量占总工业化学需氧量排放量的30%~45%,居第一位。因此制浆造纸废水向来是工业污染办理的要点。

制浆造纸废水具有排放量大、有机物含量高的特点,生物处理工艺因工作本钱合理而得到了广泛的运用。但是,该废水中含有许多木质素类化合物和色素类物质,这些物质一般难以生物降解且水溶性出色,即便选用混凝强化的生物处理工艺也很难去除,出水COD值仍然高达数百毫克/升,所以制浆造纸废水的合格排放一直以来都是一个难题。

为了适应社会发展和节能减排的需求,国家几经修订了造纸工作的排放标准。在最新发布的《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)中,吨产品排水量和COD分别由本来的300m3和450mg/L变为至80m3和150mg/L,新建企业则分别为40m3和90mg/L。许多省市还一同拟定了更为严厉当地标准。新标准执行使制浆造纸废水的深度处理及回用势在必行。

传统的废水深度处理技术首要有吸赞同高档氧化等。这些工艺独自运用虽然能获得出色的处理效果,但其一次性投入和工作本钱很高。按照吸附剂再生电耗和药剂用量粗略估计,吨水处理费用应高于2元。若日排水量为30000吨,则仅深度处理的年工作费用就高达数千万元。由于传统深度处理工艺本钱过高,企业难以接受,许多制浆造纸企业将被逼停产或封闭,因此开发低本钱的制浆造纸废水深度处理及回用技术成为整个制浆造纸工作可持续发展的要害。

为了解决这一问题,许多企业和科研院所进行了研讨,首要工艺路途包括:

(1)微电解与混凝联用工艺

乔瑞持平选用铁炭微电解法对制浆造纸工业中生化处理后的废水进行深度处理研讨。在溶液初始pH值为3.0、活性炭投加量8.0g/L、铸铁屑40g/L、H2O27.17mmol/L以及反应时间60min条件下,总CODCr和色度去除率分别抵达75%和95%。实验标明,适量H2O2的参与对铁炭微电解反应有明显的强化效果,可使CODCr的去除率增加13.71%。微电解反应后再选用8.0g/L的Ca(OH)2混凝处理。以强化铁炭微电解与Ca(OH)2混凝联用深度处理后,水质可以抵达国家造纸工业水污染物排放一级标准(GB3544-2001)。

刘汝鹏等选用H2O2和微电解法联用对造纸中段废水二级生化处理后出水进行深度处理实验。成果标明,在pH为3、铁炭体积比为2、H2O2投量为0.5倍理论用量的条件下,曝气反应45min,中段废水的脱色率可达98%以上,CODCr去除率可达78%。

武道吉等选用铁屑微电解-混凝组合工艺对麦草制浆造纸中段废水进行深度处理。实验标明,在初始pH值5.2、废水与铁屑体积比为3.0条件下,曝气反应20min,然后调理pH值为9.3进行混凝堆积,出水澄清透明,CODCr和色度去除率分别可达68.4%和98.7%。紫外光谱分析标明,出水的吸收峰规划和强度大大减小,共轭双键、芳环等基团许多削减,废水中的特征污染物得到有用去除。

(2)电化学-固定化微生物组合工艺

冯晓静等将电化学技术与固定化微生物技术联合用于制浆造纸废水的深度处理。组合工艺在进水CODCr368~394mg/L、色度320~400倍的情况下,处理后出水的CODCr32~39mg/L、色度8~10倍。该系统在降低废水污染物的一同,还可以降低废水的电导率,拓宽了深度处理废水的回用途径。

王磊等选用电化学催化氧化-曝气生物滤池组合工艺进行了造纸中段废水深度处理中试实验。实验成果标明,该工艺对色度去除率可达92%,对CODCr的去除率可达91.3%,处理出水回用对纸张白度影响不大,纸张白度可达82.2%。

(3)混凝-水解-曝气生物滤池联用工艺

乔启成等选用混凝水解曝气生物滤池工艺对制浆造纸中段废水进行了深度处理。成果标明,该工艺可有用去除中段废水两级生化处理后出水的COD和色度,深度处理出水均匀CODCr和色度分别为60mg/L和55倍,低于国家排放标准。

(4)高档氧化-膜法组合工艺

张克峰等选用膜化学反应器对造纸废水的二级生化出水进行了实验,评论了废水经过膜化学反应器时,温度、pH值、氧化剂的剂量、曝气量等首要影响要素对废水CODCr去除率的影响。成果标明,最佳工艺条件下CODCr、色度的去除率达87.1%、95%,出水CODCr<100mg/L,出水彻底可以回收运用。

(5)磁化-混凝-生物碳组合工艺

山东晨鸣纸业集团选用山东省环科院开发的“磁处理+梯度反应混凝+固定化微生物”组合工艺进行了造纸废水深度处理工程实践。在进CODCr250~300mg/L的条件下,经过该工艺处理出水CODCr40~50mg/L,色度≤10倍,SS≤10mg/L,吨水处理费用为1.2~1.5元/m3,处理出水可回用于全厂造纸进程。

由上述研讨内容可知,现在造纸废水深度处理所选用的仍然是以传统废水深度处理技术及其组合为主的工艺路途,这些工艺虽然经过实验和工程实践验证具有出色的处理效果,能使造纸废水经深度处理合格排放或回用,但却具有如下不足之处:

第一,工艺路途的有用性和适用性存在疑问。例如,由于制浆造纸废水中含有许多水溶性强、难以生物降解的木质素类化合物,传统的混凝和生化处理工艺很难收效,这也是制浆造纸废水深度处理的原因,因此选用传统混凝工艺和深化处理工艺对造纸废水进行深度处理其工艺有用性值得商讨。一同电化学和吸附、膜法等处理工艺虽然可能抵达处理效果,但这些工艺的工程一般会遭到工程规划的约束,而制浆造纸废水一般水量很大、有机物含量很高,因此选用这些工艺对制浆造纸废水进行深度处理其工艺适用性存在问题。

第二,工艺流程凌乱、一次性出资大、操作繁琐。由于单一的传统处理工艺难以收效,所认为了完结制浆造纸废水深度处理的方针,人们一般对这些工艺进行组合,形成了组合工艺路途。组合工艺虽然可以抵达志向的处理效果,但却大大的增加了流程的凌乱性和处理单元数量。关于特定的水质和水量而言,处理单元越多,就意味着一次性出资就越大,工艺操作就越繁琐,因此传统组合工艺路途很难推行运用。

第三,工作费用高。由于组合工艺路途仍然选用传统处理工艺为中心技术,所以秉承了传统处理工艺的高经济价值的缺点,不但一次性出资较大,而且工作费用很高,难认为企业所接受。以山东晨鸣纸业集团所选用的“磁处理+梯度反应混凝+固定化微生物”组合工艺为例,在不考虑活性碳再生的前提下其吨水处理费用仍然高达1.2~1.5元。由于该企业每天排水量为30000吨,则每天的处理费用为3.6~4.5万元。若按年工作360天计,则仅深度处理工段的年工作费用就高达1296~1620万元。这样高昂的水处理费用是难以被企业所接受的。

综上所述,现有的制浆造纸废水深度处理工艺不但流程凌乱、操作繁琐,而且一次性出资大、工作本钱过高,难认为企业所接受和推行运用。所认为了完结制浆造纸废水合格排放,以保证制浆造纸工作的可持续发展,有必要研讨全新的低本钱制浆造纸废水深度处理工艺。

发明内容

本发明针对现有制浆造纸废水深度处理工艺流程凌乱、操作繁琐、一次性出资大,尤其是工作本钱过高、难以推行运用等问题,提出一种流程简略、低本钱的制浆造纸废水深度处理工艺。

本发明供给一种低本钱的制浆造纸废水深度处理工艺,其技术方案如下:

1)用酸(一般选用硫酸)将制浆造纸废水生物处理工艺出水pH值调理至酸性规划,一般pH为3~5左右;

2)参与组合氧化剂AB,其间A为硫酸亚铁或氯化亚铁,B为双氧水,铁离子与双氧水的物质的量比值为1∶5到1∶20,双氧水的投加量一般是按COD去除量计算的理论值的1/5到1/10;

3)拌和反应必定时间,具体时间根据双氧水投加量确认,一般在15~30min;

4)用石灰乳将废水调至中性规划,pH6~9;

5)参与混凝剂拌和反应必定时间;

6)堆积后合格排放或经过滤后回用。

本发明对现有制浆造纸废水深度处理工艺做出了重要改进,其特征在于:

1)本发明的工艺原理是运用酸性条件下木质素等大分子有机物的凝聚现象和组合氧化剂的强氧化效果,用废酸将制浆造纸废水的生物处理工艺出水pH调至酸性并参与组合氧化剂,在凝聚分别制浆造纸废水中的木质素等大分子有机污染物的一同氧化降解废水中低分子有机污染物,上述两个反应能在同一反应进程中协同完结,并相互促进,故本发明称之为“氧化凝聚一体化”工艺。从反应机理的分析可知,本发面所选用的工艺与现有制浆造纸废水深度处理技术天壤之别,是一种根据新的反应机理的全新处理工艺。

2)本发明在技术层面临现有制浆造纸废水处理工艺的一项重要改进是以极低的药剂用量抵达优于现有工艺处理效果,从而极大的降低了工作费用。本工艺的组合氧化剂投加量是原有高档氧化技术所运用剂量的1/5到1/10,而全体处理效果却明显优于传统处理技术,经中和及混凝堆积后即可合格排放,如进一步进行过滤,则可回用。以如此低的药剂消耗量抵达志向的处理效果,其最直接的效益就是大幅削减了制浆造纸废水深度处理的工作费用,据开始估计吨水处理本钱为传统组合工艺的1/5到1/10,仅为0.2~0.5元。因此本发明最大的特征就在于,其所选用的技术路途是一种低本钱的制浆造纸废水深度处理工艺。

3)本发明与传统制浆造纸废水深度处理技术的另一项差异在于所选用的工艺路途对进水水质要求不高,具有较强的抗冲击负荷才能,出水水质安稳。由于进水颗粒物和有机物浓度对本处理工艺影响不大,因此制浆造纸废水生物处理工艺的出水可以不必进行混凝进一步处理,而直接选用本工艺进行处理也能抵达同样的处理效果。这不只简化了整个制浆造纸废水处理流程,而且节约了混凝剂的用量,进一步降低了制浆造纸废水处理的工程造价和工作费用。

 

本发明与现有工艺比较具有如下明显优势和效益:

1)工艺流程简略,适用性强。本发明所选用的工艺只包括氧化与混凝两个单元进程,流程简略,具有较强的适用性。

2)所需设备较少,操作和工作保护简练。本发明所选用的工艺只包括了投药、拌和两个单元操作(假设出水要求回用,则需求过滤单元),所需机械设备较少。假设选用曝气拌和,则可以运用先用供气设备,而只需求投药设备即可,操作简练、便利工作保护。

3)处理效果好、出水水质安稳、工作办法活络、易于完结自动控制。本发明所选用的工艺路途能完结制浆造纸废水的合格排放,假设设置过滤单元则能完结废水回用,节约许多水资源。一同,本工艺还可以根据进水水质和水量不坚定任意调理药剂投加量,以坚持出水水质安稳,并能根据企业需求选用堆积排放或过滤回用,工艺工作办法活络多样。其他,本工艺所触及的pH调理、投药、氧化、混凝和过滤等单元进程自动控制手段老练,易于完结自动化办理。

4)固定出资省、占地面积小、工作费用低。本工艺流程简略,所需构筑物和设备较少,因此固定出资省、占地面积小。由于药剂用量极低,工作费用很低,仅为传统工艺的1/5到1/10。

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