专利名称：造纸污水黑液的综合治理方法
技术领域：
本发明涉及造纸污水处理技术，特别是对造纸废水黑液的处理。
背景技术：
制浆造纸工业所用的纤维原料，不论是木材、还是草类都是采用化学制浆。在国内中小型企业中，大部份都采用烧碱和硫化碱混合制取纸浆工艺，然后进行漂洗、漂白、找纸工序。制浆废水中的含量复杂，主要成份是纤维素，含量一般不超过50％，其它为本质素、半纤维素、无机物、可抽提物多糖类等，并形成有可沉降浮物、不可沉降物、易于生物降解的有机物质，还有有毒的有机物松香酸和不饱和的脂肪酸等。此类物质大都存在黑液中，黑液是制浆工序产物。因制浆工序是用烧碱和硫化碱与纤维原料按一定量的比例混合，再加适当的水通过蒸煮后得到粗纸浆和黑液。
我国制浆造纸工业产量已居世界第三位，但对废水处理却落后于发达国家。造纸厂的废水——黑液、白液，特别是黑液的治理较为困难，它是对水体污染的一大污染源。目前造纸厂使用的处理工艺大部分是蒸馏法。虽然，蒸馏法技术比较成熟，但由于蒸馏法处理设备投资大，普通中小型企业在投资上很难接受。而运用其它技术，如化学处理和生物处理，则由于化学处理技术不成熟、生物处理不可靠等原因，导致中小型企业将污水直接排放，严重污染水系。
发明内容
本发明的目的意在克服上述现有技术的不足，通过一系列的试验研究，提出一种设备简单，投资少，不但能对废水黑液进行综合治理，使其不再污染水系，而且可回收大量碱液和木质素的造纸污水黑液的综合治理方法。
实现上述目的的技术方案一种造纸污水黑液的综合治理方法，包括如下工艺步骤1)将蒸煮后的粗纸浆液通过压榨机进行压榨，得到浓黑液；2)向黑液中加入有机高分子助凝剂聚丙烯酰胺；3)向黑液中加入浓硫酸进行酸化，使PH值逐渐降到PH值为4.5---5.0之间；4)黑液中的木质素细粒经聚集、澄清、脱水、分离，回收得到木质素，同时制得淡茶色水溶液；5)将淡茶色水溶液通过活性炭过滤、脱色，去除有机物，制得稀硫酸钠溶液。
向所述稀硫酸钠溶液中加入生石灰进行复分解反应，进一步去除生物需氧量和化学需氧量，制得稀碱液。
将所述稀碱液进行蒸发浓缩。
将蒸发浓缩后的碱液加入下一次蒸煮工序蒸煮。
将制得的稀碱液进行蒸发浓缩一半后的浓缩碱液加入下一次蒸煮工序蒸煮。
将所述制得的稀硫酸钠溶液加入造纸污水白液中，利用化学混凝剂聚合氯化铝进行混凝沉淀，同时加入少量的漂白液进行消毒、澄清、过滤，分别回收细纸浆和水回收使用。
所述黑液中有机高分子助凝剂聚丙烯酰胺的加入量为100～300g/立方米。
所述黑液中浓硫酸的加入量为4～16kg/立方米。
所述白液中聚合氯化铝的加入量为10～15g/立方米。
采用上述技术方案，本实用新型有益的技术效果在于1)造纸污水黑液的处理工序简单，设备投资极少，克服了蒸馏法处理设备投资大的缺点，普通中小型企业在投资上都能接受。2)污水黑液的处理科学、巧妙。通过综合治理，使其不再污染水系，而且可回收大量碱液和木质素。3)本发明通过实验和试验运行，污水黑液的处理效果好，经济效益明显。
具体实施例方式
实施例一一种造纸污水黑液的综合治理方法，以麦草日产5.4吨纸浆，生产7吨书写纸，产生81立方米黑液污水的纸厂为例，处理污水包括如下工艺步骤1)将蒸煮后的麦草粗纸浆液通过压榨机进行压榨，制得黑液。
2)向每立方米黑液中加入有机高分子助凝剂聚丙烯酰胺250g。
3)向每立方米黑液中加入浓硫酸10kg进行酸化，使PH值逐渐降到PH值为4.5---5.0之间。
4)黑液中的木质素细粒经聚集、澄清、脱水、分离，回收得到木质素18.7kg，用作制造活性炭的原料等。同时，制得淡茶色水溶液。
在此过程中，由于压榨速度快，处理水溶液还保持一定的温度，对木质素沉淀有一定的帮助，可使木质素结构紧密，便于分离。
5)将上述淡茶色水溶液通过活性炭过滤、脱色，去除有机物，制得稀硫酸钠溶液。
6)向上述稀硫酸钠溶液中加入生石灰10kg，进行复分解反应，去除沉淀物，制得稀碱液。
将稀硫酸钠溶液用石灰进行复分解反应得到烧碱的反应方程式如下
通过上述步骤，用浓硫酸和石灰水对黑液处理，可将黑液中的化学耗氧量和生物耗氧量全部去除。
6)将上述稀碱液进行蒸发浓缩。稀碱液蒸发浓缩时，不必要完全浓缩，只需将稀碱液体积浓缩一半即可(若完全浓缩，可制得烧碱10kg。)。此浓缩稀碱液可加入下次蒸煮工序蒸煮时，可减少加水量，只需补充碱，这样做减少了浓缩需要的能量，降低了运行成本。
聚丙烯酰胺和浓硫酸的加入量与木质素含量而定，木质素含量越高，聚丙烯酰胺和浓硫酸加入量同时增大。
如果黑液处理后的碱液不需回收，在通过活性炭过滤后得到的稀硫酸钠溶液逐渐加入造纸污水白液中，也可使白水处理后的PH值保持在6-8之间，和白液一起回收利用。
白液处理工艺过程为白液中含有细纸浆，滑石粉等，利用化学混凝剂聚合氯化铝进行混凝沉淀，聚合氯化铝加入量以10～15g/每立方米为宜。同时，加入少量的漂白液进行消毒、澄清、过滤，过滤采用圆网纸机每立方米白液回收细纸浆250g，过滤回收后的水符合工业用水标准GB12941-91。
本实施例造纸污水处理经济分析日产7立方米纸，可回收木质素1512公斤，每立方米木质素价为2000元每天回收价值3024元；碱回收810公斤，回收价值1296元；纸浆回收，日产3400立方米白水，每立方米白水中纸浆250克，日回收850公斤纸浆，每立方米纸浆按2000元，回收价值1750元/天；合计回收价值6070元，处理总成本约2312元。回收收入减去处理费用后盈利3758元，回收价值超过运行费用。不但未增加企业负担，而且还创收明显。环境保护与经济效益一举两得，此法可行。
实施例二一种造纸污水黑液的综合治理方法，以木浆日产5.4吨纸浆，生产7吨书写纸，产生81立方米黑液污水的纸厂为例，处理污水包括如下工艺步骤1)将蒸煮后的麦草粗纸浆液通过压榨机进行压榨，制得黑液。
2)向每立方米黑液中加入有机高分子助凝剂聚丙烯酰胺100g。
3)向每立方米黑液中加入浓硫酸4kg进行酸化，使PH值逐渐降到PH值为4.5---5.0之间。
4)黑液中的木质素细粒经聚集、澄清、脱水、分离，回收得到木质素13.7kg，用作制造活性炭的原料等。同时，制得淡茶色水溶液。
在此过程中，由于压榨速度快，处理水溶液还保持一定的温度，对木质素沉淀有一定的帮助，可使木质素结构紧密，便于分离。
5)将上述淡茶色水溶液通过活性炭过滤、脱色，去除有机物，制得稀硫酸钠溶液。
6)向上述稀硫酸钠溶液中加入生石灰3kg，进行复分解反应，去除沉淀物，制得稀碱液。
将稀硫酸钠溶液用石灰进行复分解反应得到烧碱的反应方程式如下
通过上述步骤，用浓硫酸和石灰水对黑液处理，可将黑液中的化学耗氧量和生物耗氧量全部去除。
7)将上述稀碱液进行蒸发浓缩。稀碱液蒸发浓缩时，不必要完全浓缩，只需将稀碱液体积浓缩一半即可(若完全浓缩，可制得烧碱2.8kg。此浓缩稀碱液可加入下次蒸煮工序蒸煮时，可减少加水量，只需补充碱，这样做减少了浓缩需要的能量，降低了运行成本。
如果黑液处理后的碱液不需回收，在通过活性炭过滤后得到的稀硫酸钠溶液逐渐加入造纸污水白液中，也可使白水处理后的PH值保持在6-8之间，和白液一起回收利用。其工艺过程同实施例一。
实施例三一种造纸污水黑液的综合治理方法，以禾草为原料，日产5.4吨纸浆，生产7吨书写纸，产生81立方米黑液污水的纸厂为例，处理污水包括如下工艺步骤1)将蒸煮后的麦草粗纸浆液通过压榨机进行压榨，制得黑液。
2)向每立方米黑液中加入有机高分子助凝剂聚丙烯酰胺300g。
3)向每立方米黑液中加入浓硫酸16kg进行酸化，使PH值逐渐降到PH值为4.5---5.0之间。
4)每立方米黑液中的木质素细粒经聚集、澄清、脱水、分离，回收得到木质素31kg，用作制造活性炭的原料等。同时，制得淡茶色水溶液。在此过程中，由于压榨速度快，处理水溶液还保持一定的温度，对木质素沉淀有一定的帮助，可使木质素结构紧密，便于分离。
5)将上述淡茶色水溶液通过活性炭过滤、脱色，去除有机物，制得稀硫酸钠溶液。
6)向上述稀硫酸钠溶液中加入生石灰12kg，进行复分解反应，去除沉淀物，制得稀碱液。
将稀硫酸钠溶液用石灰进行复分解反应得到烧碱的反应方程式如下
通过上述步骤，用浓硫酸和石灰水对黑液处理，可将黑液中的化学耗氧量和生物耗氧量全部去除。
7)将上述稀碱液进行蒸发浓缩。稀碱液蒸发浓缩时，不必要完全浓缩，只需将稀碱液体积浓缩一半即可(若完全浓缩，可制得烧碱13kg。此浓缩稀碱液可加入下次蒸煮工序蒸煮时，可减少加水量，只需补充碱，这样做减少了浓缩需要的能量，降低了运行成本。
如果黑液处理后的碱液不需回收，在通过活性炭过滤后得到的稀硫酸钠溶液逐渐加入造纸污水白液中，也可使白水处理后的PH值保持在6-8之间，和白液一起回收利用。其工艺过程同实施例一。
权利要求
1.一种造纸污水黑液的综合治理方法，其特征在于包括如下工艺步骤1)将蒸煮后的粗纸浆液通过压榨机进行压榨，得到浓黑液；2)向黑液中加入有机高分子助凝剂聚丙烯酰胺；3)向黑液中加入浓硫酸进行酸化，使PH值逐渐降到PH值为4.5-5.0之间；4)黑液中的木质素细粒经聚集、澄清、脱水、分离，回收得到木质素，同时制得淡茶色水溶液；5)将淡茶色水溶液通过活性炭过滤、脱色，去除有机物，制得稀硫酸纳溶液。
2.根据权利要求1所述造纸污水黑液的综合治理方法，其特征在于向所述稀硫酸钠溶液中加入生石灰进行复分解反应，进一步去除生物需氧量和化学需氧量，制得稀碱液。
3.根据权利要求2所述造纸污水黑液的综合治理方法，其特征在于将所述稀碱液进行蒸发浓缩。
4.根据权利要求3所述造纸污水黑液的综合治理方法，其特征在于将蒸发浓缩后的碱液加入下一次蒸煮工序蒸煮。
5.根据权利要求3所述造纸污水黑液的综合治理方法，其特征在于将制得的稀碱液进行蒸发浓缩一半后的浓缩碱液加入下一次蒸煮工序蒸煮。
6.根据权利要求1所述造纸污水黑液的综合治理方法，其特征在于将所述稀硫酸纳溶液加入造纸污水白液中，利用化学混凝剂聚合氯化铝进行混凝沉淀，同时加入少量的漂白液进行消毒、澄清、过滤，分别回收细纸浆和水回收利用。
7.根据权利要求1所述造纸污水黑液的综合治理方法，其特征在于所述黑液中有机高分子助凝剂聚丙烯酰胺的加入量为100～300g/立方米。
8.根据权利要求1所述造纸污水黑液的综合治理方法，其特征在于所述黑液中浓硫酸的加入量为4～16Kg/立方米。
9.根据权利要求6所述造纸污水黑液的综合治理方法，其特征在于所述白液中聚合氯化铝的加入量为10～15g/立方米。
全文摘要
一种造纸污水黑液的综合治理方法，包括如下工艺步骤1)将蒸煮后的粗纸浆液通过压榨机进行压榨制黑液；2)向黑液中加入有机高分子助凝剂聚丙烯酰胺；3)向黑液中加入浓硫酸进行酸化，使pH值逐渐降到pH值为4.5－5.0之间；4)黑液中的木质素细粒经聚集、澄清、脱水、分离，回收得到木质素，同时制得淡茶色水溶液；5)将淡茶色水溶液通过活性炭过滤、脱色，去除有机物，制得稀硫酸钠溶液。6)向所述稀硫酸钠溶液中加入生石灰进行复分解反应，进一步去除生物需氧量和化学需氧量，制得稀碱液。7)将制得的稀碱液进行蒸发浓缩一半后的浓缩碱液加入下一次蒸煮工序蒸煮。也可将所述制得的稀硫酸钠溶液加入造纸污水白液中一起作水回收利用。
文档编号D21C11/00GK1755012SQ0213451
公开日2006年4月5日 申请日期2002年8月6日 优先权日2002年8月6日
发明者周永康 申请人:周心光, 周永康