一种制浆造纸废水深度处理的方法与流程

本发明涉及一种制浆造纸废水深度处理的方法，属于造纸技术领域。

背景技术：

制浆造纸行业在所有工业中一直都存在高水耗、高污染的问题，其废水处理排放目前普遍要求达到《制浆造纸工业水污染物排放标准（gb3544-2008）中“表2”的要求，部分区域要求达到“表3水污染物特别排放限值”甚至更高的要求。废水经过生化处理后，废水中cod浓度较高、bod浓度较低、色度高，行业内普遍采用芬顿类高级氧化处理技术进行深度处理，以满足废水达标排放的需求。

芬顿氧化技术主要利用fe2+(硫酸亚铁)与双氧水反应生成羟基自由基来氧化水中有机物。先在废水中投加浓硫酸调整废水ph至3.5左右，再先后投加双氧水（≥27.5%）、硫酸亚铁对废水中有机物进行氧化，氧化完成后再投加氢氧化钠对废水ph回调至6~9范围，随后利用曝气的方法对水中残余的双氧水进行去除。双氧水去除后投加pam对废水中残余的悬浮物进行絮凝并进入后续的沉淀池，沉淀后再外排。沉淀的污泥通常送往带式压滤机、隔膜式压滤机进行脱水处理，脱水后的污泥送往热电锅炉掺烧。由于芬顿氧化技术的成本用户可接受，出水水质基本能满足gb3544中“表3特别排放限值”的要求，该技术在国内大中型制浆、造纸厂的废水深度处理中应用广泛。

现有技术的缺陷和不足：

（1）技术有不足。以前制浆造纸厂排水指标普遍要求在cod≤60mg/l，现在很多区域要求排水水质达到《地表水环境质量标准》（gb3838-2002）中“v类水”要求，即cod≤40mg/l，甚至北京、天津等区域要求排水cod≤30mg/l。由于芬顿试剂主要是化学方法，对溶解性、大分子cod进行氧化，对于氧化后的小分子cod去除率不高，不能有效保障出水达标排放。

（2）不经济。芬顿氧化技术在运行过程中普遍存在占地面积大、投资成本大、运行费用高的问题。

（3）不环保。投加的芬顿试剂及酸、碱在水中进行化学反应，一部分物质作为铁泥沉淀，一部分溶解入水中。①芬顿试剂虽然对水中有机物进行了去除，但是反应后大量物质溶解入水中，造成出水电导率、总的溶解性固体（tds）等指标增加，不利于后续利用超滤膜、反渗透膜进行废水回用，排入水体又增加了新的污染物质。②芬顿试剂反应后沉淀的主要是铁泥，这些铁泥在后续进行脱水时困难，造成脱水后的污泥含水率高。同时脱水后的污泥在进热电锅炉掺烧后铁盐呈现红褐色，与原有炉渣形成色差，影响后续炉渣的资源化利用。

（4）不安全。芬顿氧化前后投加的浓硫酸（≥98%）、氢氧化钠、双氧水（≥27.5%）均属于危化品，在使用过程中用量大，安全管控要求程度高，稍有不慎易造成安全事故发生光。

技术实现要素：

本发明的目的是针对以上问题，在保证系统安全环保运行的基础上，通过絮凝、吸附、沉淀、过滤的方法，对制浆造纸废水进行深度处理，确保出水水质满足更高的排放要求，降低投资及运行成本，为以后回用废水创造有利的条件。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种制浆造纸废水深度处理的方法，包括以下步骤：

（1）建设一个絮凝反应池（分三格，其中1格混凝池、1格絮凝池、1格反应池）、一个斜板沉淀池、一个v型滤池、一个清水池。配套建设混凝剂池1个、絮凝剂溶解池1个、吸附剂溶解池1个及配套的投加系统；

（2）取废水样品若干，通过烧杯试验选择合适的混凝剂添加量、pam添加量及粉末活性炭添加量，将筛选好的粉末活性炭配制成溶液；

（3）废水进入混凝池，与混凝剂、粉末活性炭在搅拌的作用下进行混合并发生混凝反应，随后进入絮凝池，与pam及回流的污泥进行混合搅拌；

（4）废水进入反应池形成矾花，流入斜板沉淀池，絮凝体被截留在斜板上，随后沉淀入集泥池，并由污泥回流泵进行提升，大部分回用至絮凝池，少部分进行外排，外排量可根据出水cod值进行调整；

（5）废水澄清后进入滤池进行过滤，在清水池中进行收集；清水池一部分水在反洗水泵加压下送往滤池作反洗水，一部分水作回用或外排。

进一步的，步骤（1）中废水样品cod≤200mg/l，ph超出范围时要提前调进一步的，步骤（1）中所述混凝剂为铝盐混凝剂。

进一步的，步骤（1）中制成溶液的浓度3%~10%。

进一步的，步骤（2）中废水进入混凝池，其中水力停留时间1~3分钟。

进一步的，步骤（2）中进入絮凝池，其中水力停留时间0.5~3分钟。

进一步的，步骤（3）中废水进入反应池，其中水力停留时间1~5分钟。

进一步的，步骤（3）中流入斜板沉淀池，其中水力停留时间20~30分钟。

进一步的，步骤（4）中一部分水作回用或外排中水的cod≤40mg/l。

本发明的有益效果：

（1）本发明通过混凝剂（主要是铝盐混凝剂）、絮凝剂（主要是pam）对水中非溶解性的cod进行絮凝沉淀以去除，利用吸附剂（主要是粉末活性炭）对水中溶解性的cod进行吸附去除，全面满足各制浆造纸厂出水排放提标改造，出水指标可以通过调整粉末活性炭的投加量来灵活调控。

（2）本发明系统停留时间短、所需土建成本低，可有效降低投资费用。粉末活性炭在使用过程中重复利用至饱和，降低运行成。

（3）本发明仅使用铝盐混凝剂、pam、粉末活性炭，均为非危化品，反应过程以物理反应为主，过程操作简单可控，满足安全要求。

（4）本发明粉末活性炭可吸附cod，同时可吸附溶解性的色度，出水色度可明显改善，同时对水中电导率、tds基本不增加，处理过的废水有利于通过双膜法进行回用，有效降低制浆造纸厂单位产品水耗。

（5）本发明系统中产生的污泥主要为铝盐形成的絮凝体及大量含有粉末活性炭的污泥，这些污泥有利于后续的污泥脱水，脱水后的污泥在进热电锅炉掺烧时由于活性炭的加入可贡献大量的热值，满足固废的资源化利用等。

附图说明

图1为本发明废水深度处理系统剖面示意图。

图2为本发明废水深度处理系统平面示意图。

图中所述文字标注表示为：1、pam；2、粉末活性炭；3、混凝剂；4、废水；5、混凝池；6、絮凝池；7、反应池；8、搅拌器；9、斜板沉淀池；10、集泥池；11、沉淀池刮泥机驱动；12、斜板；13、出水溢流堰；14、v型滤池；15、反洗出水槽；16、滤料；17、滤池反洗泵；18、清水池；19、污泥回流泵；20、污泥回流；21、污泥外排。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

一种制浆造纸废水深度处理的方法，包括以下步骤：

（1）建设一个絮凝反应池（分三格，其中1格为混凝池5、1格为絮凝池6、1格为反应池7）、一个斜板沉淀池9、一个v型滤池14、一个清水池18。配套建设混凝剂池1个、絮凝剂溶解池1个、吸附剂溶解池1个及配套的投加系统；

（2）取废水4样品若干，通过烧杯试验选择合适的混凝剂3添加量、pam1添加量及粉末活性炭2添加量，将筛选好的粉末活性炭配制成溶液；

（3）废水4进入混凝池5，与混凝剂3、粉末活性炭2在搅拌器8的作用下进行混合并发生混凝反应，随后进入絮凝池6，与pam1及回流的污泥进行混合搅拌；

（4）废水进入反应池形成矾花，流入斜板沉淀池9，絮凝体被截留在斜板12上，随后沉淀入集泥池10（集泥池10的上端设置有出水溢流堰13），集泥池10m内设置有沉淀池刮泥机驱动11，并由污泥回流泵19进行提升，大部分回用至絮凝池6，少部分进行外排，外排量可根据出水cod值进行调整；

（5）废水4澄清后进入v型滤池14进行过滤（v型滤池14的外侧设置有滤池反洗泵17，v型滤池14的侧端间距设置有滤料16，v型滤池14与滤料16之间设置有反洗出水槽15），在清水池18中进行收集；清水池18一部分水在反洗水泵加压下送往v型滤池14作反洗水，一部分水作回用（污泥回流20）或外排（污泥外排21）。

优选的，步骤（1）中废水样品cod≤200mg/l，ph超出范围时要提前调优选的，步骤（1）中所述混凝剂为铝盐混凝剂。

优选的，步骤（1）中制成溶液的浓度3%~10%。

优选的，步骤（2）中废水进入混凝池，其中水力停留时间1~3分钟。

优选的，步骤（2）中进入絮凝池，其中水力停留时间0.5~3分钟。

优选的，步骤（3）中废水进入反应池，其中水力停留时间1~5分钟。

优选的，步骤（3）中流入斜板沉淀池，其中水力停留时间20~30分钟。

优选的，步骤（4）中一部分水作回用或外排中水的cod≤40mg/l。

实验结果对比表：

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。