造纸废水处理剂及其处理工艺的制作方法

文档序号:5013819阅读:564来源:国知局
专利名称:造纸废水处理剂及其处理工艺的制作方法
技术领域
本发明涉及一种利用粉煤灰处理造纸废水的处理剂及利用该处理剂处理造纸废水的工艺。
目前,用铝盐和粉煤灰处理造纸废水的处理剂,还只有停留在理论阶段,对于大规模的造纸废水处理不相适应,专利号为97103899、名称为含铝盐与粉煤灰污水处理混凝剂及处理造纸厂污水的方法公开了一种污水处理剂,但如果按这种处理剂来处理造纸废水,出来的废水还达不到环保的要求,其COD与SS的含量和处理的废水后其PH值可能都不能完全达到标准,特别是PH值,由于铝盐的比例过大会导致PH值偏高;另外按照其比例处理造纸废水沉降的时间较长,不适合工厂的实际生产过程。
传统的造纸废水处理工艺是多种多样的,以废纸为造纸原料的造纸废水成分较为简单,经过物理处理过程的废水COD的去除率大概70%,SS的去除率大概80%,如

图1所示,它是本厂在技术改造前处理造纸废水的传统工艺,处理后的废水COD、SS含量还不能达到环保的要求,也不能回收再用,处理后废水颜色还较深,而且排放废水还要向环保部门缴纳污水处理费;目前采用粉煤灰和铝盐的处理造纸废水的工艺理论上已经有,其原理是利用粉煤灰中所含的铁、铝离子在酸性条件下离解成为无机混凝剂的特性,将污水中的悬浮物粒子絮凝,而共同沉淀,使污染物与悬浮物与水分离,利用粉煤灰具有活性碳的特性,脱去水中着色物质,从而降低COD和SS的含量;所以采用粉煤灰和铝盐的处理造纸废水具有如下优点处理成本低,处理效果好,处理后的废水已经脱色,COD和SS的含量得到有效的控制,而且可以回收再用;但是目前造纸厂还不能利用该方法处理造纸废水,因为实际生产中还存在主要的问题而一般规模的造纸厂每天排放的废水约20000万至30000吨左右,而沉淀池的容量是有限的,沉淀池中的沉淀物必须每隔一段时间就要清出沉淀池,否则会影响下面的废水处理,导致排出的水COD、SS的严重偏高,工厂又不可能停止生产来先清理沉淀物,因此如何及时清理沉淀池中的粉煤灰渣沉淀物成为关键;另外工厂也不可能建立能容纳20000吨至30000吨废水的沉淀池进行一次处理,因此这样一来投资比较大,一般工厂难以承担,操作起来也困难;专利号为97103899、名称为含铝盐与粉煤灰的污水处理剂及处理造纸厂污水的方法,该专利只是公开了在造纸废水中加入铝盐与粉煤灰充分混合和经过一段时间的混凝、沉降和过滤得到清水,但经过过滤这个工艺步骤在实际生产中是难于实现的;仍然没有解决上述的问题本发明的目的是提供一种造纸废水的处理剂,它处理效果好,成本较低,灰渣沉淀的时间短,适应工厂实际生产中的要求。
本发明的另一目的是提供一种利用上述处理剂处理以废纸为造纸原料造纸废水的工艺,它能够较好地解决实际生产中粉煤灰与水的固液分离的问题,并且改造时投入小,处理效果好,处理废水的成本低,能达到回收再用的要求,实现环保最佳目的,节约了工业用水。
本发明的造纸废水的处理剂是由化学凝聚剂和粉煤灰组成,其用量是每100吨的造纸废水中加入化学凝聚剂的范围是6千克至20千克、粉煤灰的范围是350千克至5190千克。
上述所述的化学凝聚剂可以是硫酸铝或三氯化铝。
本发明利用上述处理剂处理以废纸为造纸原料的造纸废水的工艺,它主要由下面的步骤组成步骤a)筛选排渣利用占生筛将造纸废水中体积较大而又不溶于水的渣筛选出来;步骤b)过滤纤维回收利用园网过滤机对粗纤维进行回收;步骤c)气浮将幼短纤维和体积较小的污泥分离出来;步骤d)混合搅拌将气浮后的造纸废水按上述比例加入粉煤灰和化学凝聚剂,并在快速反应池中混合,常温常压下快速搅拌,然后再流入慢速反应池中慢速搅拌,然后进入平流沉淀池。
步骤e)沉淀;经步骤d处理后的废水在平流沉淀池中经过一段时间的沉淀。
步骤f)刮渣、虹吸排渣利用刮渣机将平流沉淀池中的沉淀物刮进灰渣虹吸集槽中,利用水的压力虹吸排到灰渣集槽。
本发明对处理以废纸为造纸原料的造纸废水的进一步措施是经过步骤f处理后的得到的粉煤灰渣进行二次沉淀和三次沉淀处理,溢出的废水流入快速反应池进入下一个工作循环。
本发明的造纸废水的处理剂与现有技术相比具有如下优点在处理同等的造纸废水时,由于粉煤灰的用量恰当,而化学凝聚剂的用量也合适,处理后的废水COD、SS的完全能达到环保的要求,而且PH值呈近中性,另外灰渣的沉降时间短,适应工厂的实际的生产的要求。
本发明中利用上述的处理剂处理以废纸为造纸原料的造纸废水造纸废水的工艺,与现有技术相比具有如下优点1)通过刮渣机、虹吸管连续的刮渣和排渣,解决了实际生产中沉淀灰渣及时清理的问题,使到粉煤灰处理废水的方法能够实施,使到处理后的水中的COD和SS的含量得到有效的控制,经过粉煤灰处理过程,处理后的废水的色素基本去掉,能够回收再用,本厂实际生产过程中,由于不断将处理后的废水不断回收再用,实际的COD去除率只有40%~60%左右,但由于处理后的废水所含的主要成分是淀粉,造纸过程中也要加入淀粉,所以COD的含量稍为偏高,并不影响正常的造纸生产;2)经过粉煤灰处理过程排出的灰渣中所含的废水进行二次、三次沉淀处理,溢出的废水进入下一个循环,达到零排放的目的,实现环保局的要求;3)经过粉煤灰处理过程溢出的处理后的水,能够为各造纸机循环再用,大概造纸废水中可以溢出80%可以循环再用的水,这样一来节约了工业用水,减轻了经营成本;4)如表1所示,该表是利用粉煤灰和化学凝聚剂日处理20000吨造纸废水的的运行费用估算,经本厂估计,本厂对粉煤灰处理过程的总投资约570万元,日处理能力为36000吨的造纸废水,每年运行所需的费用为207万元,而本厂大概每年产15万的机制纸,每吨机制纸只增加成本13.8元,平均每吨废水运行的费用约0.292元,因此投资较小、处理造纸废水的成本较低
能将污水中悬浮物粒子凝絮与粉煤灰粒子共同沉淀,将污染物与水分离;化学凝聚剂能使造纸废水的污染物形成絮体,但单独使用时絮体质轻,松散沉降速度慢,虽然能降低SS含量,但对去除COD的作用不大,如果把粉煤灰、化学凝聚剂联合作用在造纸废水中,收到较好的结果,不但凝絮快,而且形成的絮体较重,容易沉淀。
本厂的造纸废水经过筛选排渣、过滤纤维回收和气浮等步骤处理后,COD的含量大概由1450mg/l减至400~600mg/l,SS的含量大概由1165mg/l左右减至240~300mg/l,然后再用粉煤灰来处理,如表2、表3(表2、表3是本厂的实验数据)所示,通过本厂的大量的试验,可以得出以下结论1)在没有加入化学凝聚剂的情况下,粉煤灰的用量较大,沉降的时间较长,给大型处理带来困难;2)处理后的灰渣沉降物需及时清理排出的,否则COD的含量会回升,因为活性碳的吸附反应是一个可逆的过程;3)COD的去除能力随粉煤灰的用量减小而下降,过量的化学凝聚剂加入,会使PH值变化且增加成本,没有必要;因此通过表2、表3的测试可以得出当沉降时间为25分钟时,粉煤灰用量是每一百吨造纸废水加入350千克,硫酸铝的用量是8千克时,COD的去除率为59%,SS的去除率为82%以上;在生产过程中,由于沉降时间较长,COD与SS的去除率会提高,但由于废水不断处理循环再用,COD的含量会积累升高,COD在实际生产中的去除率大概只有40%~60%,但经过粉煤灰处理后将短纤维和其它沉淀物与粉煤灰渣一起排出后,可以循环再用的废水中COD主要成分是淀粉,而且已经脱色,而造纸生产过程中也需要加入一定量的淀粉,所以虽然处理后的造纸废水COD的含量高达280mg/l~400mg/l左右,经过处理后的废水循环再用并不影响实际的造纸生产;根据表1中的COD去除率的大小以及允许处理后的废水的COD的含量高达280mg/l~400mg/l左右和本厂实际生产过程中的情况,每100吨的造纸废水中的粉煤灰的最低用量350千克,化学凝聚剂的最低用量是6千克,由于COD的去除能力随粉煤灰的用量增加而增大,所以从表2和表3的数据得到,每100吨的造纸废水中的粉煤灰的最高用量是5190千克,化学凝聚剂的最高用量是20千克。因此得出废水处理剂是在每100吨的造纸废水中含有化学凝聚剂的范围是6千克至20千克、粉煤灰的范围是350千克至5190千克。所用的化学凝聚剂可以是硫酸铝或三氯化铝。
表2<
<p>实施例1如图2所示,是本厂处理以废纸为造纸原料造纸的废水处理工艺流程图,它由如下步骤组成步骤a)筛选排渣利用占生筛将造纸废水中体积较大而又不溶于水的渣筛选出来;步骤b)过滤纤维回收利用园网过滤机对粗纤维进行回收;步骤c)气浮将幼短纤维和体积较小的污泥分离出来;步骤d)混合搅拌将气浮后的造纸废水按上述比例加入粉煤灰和化学凝聚剂,并在快速反应池中混合,常温常压下快速搅拌,然后再流入慢速反应池中慢速搅拌,然后进入平流沉淀池;步骤e)沉淀;经步骤d处理后的废水在平流沉淀池中经过一段时间的沉淀。
步骤f)刮渣、虹吸排渣利用刮渣机将平流沉淀池中的沉淀物刮进灰渣虹吸集槽中,利用水的压力虹吸排到灰渣集槽。
本发明实施上述利用粉煤灰处理造纸废水的的工艺,专门为步骤d至步骤f设置相应的设备,如图3所示,该设备由快速反应池1、慢速反应池2、平流沉淀池3、灰渣虹吸集槽4、虹吸管5、灰渣集槽6、挡流板7,浮渣集槽8,在平流沉淀池上安装有刮渣机,虹吸管5上安装有控制阀门,快速反应池1、慢速反应池2各安装有搅拌机;以下是各设备的工艺参数快速反应池1的规格直径是2500mm,高3650mm,废水通过量约14~25m3/秒,搅拌机转速约每分钟50~60转,化学凝聚剂、电除尘粉煤灰与造纸废水的反应时间约40~60秒。
慢速反应池2的的规格直径是4000mm,高3650mm,,废水通过量约14~25m3/秒,搅拌机转速约每分钟20~30转,化学凝聚剂、电除尘粉煤灰与造纸废水的反应时间约120~150秒。
平流沉淀池的规格3的规格长36000mm、宽12000mm、高3650mm,废水处理量12000吨/天,废水逗留时间2小时20分至3小时20分。
虹吸管的规格是2寸,每个池用18支,流量用流量阀控制;刮渣机的转速0.8~1.0m/分。
造纸废水通过筛选排渣、过滤纤维回收和气浮等步骤处理后,COD的含量大概由1450mg/l左右减至400mg/l~600mg/l左右,SS的含量大概由1165mg/l左右减至240mg/l~400mg/l左右,本厂实际生产中,日处理废水约为20000吨,粉煤灰其流量约3000m3/日,平均浓度3.5%,绝干灰量为100~105吨/日,经过粉煤灰处理后,由于废水经过处理后不断的循环在用,COD的去除率只有40%~60%,但经过粉煤灰处理后将短纤维和其它沉淀物与粉煤灰渣一起排出后,可以循环再用的废水中COD主要成分是淀粉,而且已经脱色,而造纸生产过程中也需要加入一定量的淀粉,所以虽然处理后的造纸废水COD的含量高达280mg/l~400mg/l左右,但回收再用后仍然并不影响实际的造纸生产;经过粉煤灰处理后,由于SS的去除率较高,所以一般可以达到环保的要求。
工作时气浮池的废水一部分流入快速反应池,另一部分将粉煤灰冲入快速反应池,粉煤灰是从本厂中的发电锅炉燃烧后出来的电除尘粉煤灰,其流量约3000m3/日,平均浓度3.5%,绝干灰量为100~105吨/日,化学凝聚剂自流入快速反应池,用量为每分钟0.8kg至1.4kg,化学凝聚剂、粉煤灰与造纸废水在快速反应池1搅拌约40~60秒后流入慢速反应池2,化学凝聚剂、粉煤灰与造纸废水在慢速反应池2搅拌约120~150秒后流入平流沉淀池3,通过快速反应池1和慢速反应池2的搅拌使到化学凝聚剂、电除尘粉煤灰与造纸废水充分混合,造纸废水在平流沉淀池3中大概逗留2小时20分至3小时20分左右,而平流沉淀池3中刮渣机大概每一个小时刮渣一次,当刮渣机往左移动时,将浮渣刮进浮渣收集槽8里面,当刮渣机往左移动时,将平流沉淀池3的底部的沉淀灰渣刮到灰渣虹吸集槽4里面,当打开虹吸管5上的控制阀时,利用平流沉淀池3中水的重力将灰渣虹吸集槽4里面的灰渣虹吸到灰渣集槽6,浮渣收集槽8里面的浮渣也流入到灰渣集槽6里面,平流沉淀池3中的水溢出并流到清水池里面,然后利用泵将清水输送到各造纸机使用。
在灰渣集槽6里面的灰渣一般浓度大概是3%~6%左右,如果日处理量为20000吨造纸废水,需要排出的灰渣约105吨,则排出灰渣所需要的水约1600~3400吨左右,为了不让这大量的水流入江河,通过泵输送到二次灰渣沉淀池中进行沉淀处理,溢出的废水经过集水池,再流进三次灰水沉淀池再进行一次沉淀处理,从三次灰水沉淀池溢出的废水流入快速反应池进入下一个循环,这样一来基本上实现封闭循环处理,污水不再排出江河。
本发明充分利用本厂发电锅炉燃烧后出来的电除尘粉煤灰,用来处理造纸废水,以废治废,降低运行的成本,另外粉煤灰处理过程的工艺总投资500多万元,运行费用也较低,每吨废水处理费用约0.292元,并且处理后的废水可以回收再用,并完全符合环保要求,为了尽可能减小污染,本厂基本上实现零排放。
实施例2如图4所示,对以木材和草类为原料造纸所得到的造纸废水,本发明采用如下工艺它包括预处理工序、一级处理工序和二级处理工序,另外它还包括粉煤灰处理工序。对以木材和草类为造纸原料的造纸所得到的造纸废水(俗称黑液),它所含的成分较复杂,必须先进行碱回收,再预处理、一级处理、二级处理或三级处理;但对于三级处理过程,由于投资较大,实际操作过程复杂,所以省略掉三级处理过程,但就目前的处理过程总投资大概也要5000万以上,但处理后的废水COD含量仍然高达450mg/l左右,SS含量大概在300mg/l左右,且处理后的废水没有脱色,颜色较深,勉强达到国家二级排放标准,处理后废水不能循环再用,而且因排出废水导致每月要向环保局缴纳6到7万的费用,所以效果也不算太好,将本发明粉煤灰处理过程代替传统的三级处理过程,因为粉煤灰处理过程投资较小、处理效果较好,运行费用较小,并且处理后的废水的色素基本去掉,并能回收再用,大大减小了运行的费用。
权利要求
1.一种造纸废水的处理剂,其特征在于它由化学凝聚剂和粉煤灰组成,其用量是每100吨的造纸废水中加入化学凝聚剂的范围是6千克至20千克、粉煤灰的范围是350千克至5190千克。
2.根据权利要求1所述的造纸废水的处理剂,其特征在于所述的化学凝聚剂可以是硫酸铝或三氯化铝。
3.利用权利要求1所述的处理剂处理以废纸为造纸原料的造纸废水的工艺,特征在于它主要由如下步骤组成步骤a)筛选排渣利用占生筛将造纸废水中体积较大而又不溶于水的渣筛选出来;步骤b)过滤纤维回收利用园网过滤机对粗纤维进行回收;步骤c)气浮将幼短纤唯和体积较小的污泥分离出来;步骤d)混合搅拌将气浮后的造纸废水按上述比例加入粉煤灰和化学凝聚剂,并在快速反应池中混合,常温常压下快速搅拌,然后再流入慢速反应池中慢速搅拌,然后进入平流沉淀池。步骤e)沉淀;经步骤d处理后的废水在平流沉淀池中经过一段时间的沉淀。步骤f)刮渣、虹吸排渣利用刮渣机将平流沉淀池中的沉淀物刮进灰渣虹吸集槽中,利用水的压力虹吸排到灰渣集槽。
4.根据权利要求3所述的粉煤灰处理造纸废水的工艺,其特征在于经过步骤f处理后的得到的粉煤灰渣进行二次沉淀和三次沉淀处理,溢出的废水流入快速反应池进入下一个工作循环。
全文摘要
造纸废水处理剂及其处理工艺,该处理剂是每100吨的造纸废水中加入化学凝聚剂的范围是6千克至20千克、粉煤灰的范围是350千克至5190千克;该处理工艺是由包括步骤:筛选排渣、过滤纤维回收、气浮、混合搅拌、沉淀、刮渣、虹吸排渣;利用该处理剂处理废水的效果好,利用该处理工艺处理解决了实际生产中沉淀灰渣及时清理的问题,使到粉使COD和SS的含量得到有效的控制,且色素基本去掉,能够回收再用,这样节约了工业用水,减轻了经营成本;且投资小、处理成本低。
文档编号B01D21/01GK1265378SQ99117180
公开日2000年9月6日 申请日期1999年10月29日 优先权日1999年10月29日
发明者陈应福, 黄泓 申请人:中山联合鸿兴造纸有限公司
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