专利名称：一种处理以废纸为原料造纸废水的方法
技术领域：
本发明涉及一种处理以废纸为原料造纸废水的方法，特别是一种利用复合改性矿物粉体作为水处理剂处理废纸造纸废水的方法。属于造纸领域。
背景技术：
由于国内以废纸为原料的再生纸板生产企业规模大多为5万t/年以下的中小纸厂，总数有1000余家，如此众多的中小企业每年排出大量的生产废水和固体废弃物，严重地污染水质和土地，也是多年来难以从根本上治理环境污染的一类造纸企业。随着国家对造纸废水和废弃固体排放物的治理力度日益加大，大量资金不足、技术短缺、没有能力解决生产废水和固体废弃物排放的中小造纸企业面临着被迫关闭的处境；在经济利益驱动下， 一些地区出现的已关闭企业死灰复燃现象也屡见不鲜。为了解决上述中小废纸造纸企业的环境保护和清洁生产问题，有必要开发一种废水处理投资成本低并可实现净化废水和污泥循环利用的新技术。
发明内容
本发明提出了一种利用功能性矿物粉体作为水处理剂处理以废纸为原料造纸废水的方法。与传统造纸废水的处理工艺相比，采用本发明处理废纸造纸废水工艺简单，设备投资成本低，不仅可以实现再生水100 %的循环利用，还可以将废水污泥直接用于再生纸板填料，实现纸厂废弃固体物的再利用。本发明处理废纸造纸废水的原理是这样的储存于造纸废水储存池中的废水通过计量泵注入特制的带有搅拌和液位控制装置的废水固液分离塔；置于复合改性矿物粉体储仓中的水处理剂通过螺旋输送器，计量进入固液分离塔与废水混合；再将储存于药剂储罐中质量百分比浓度为0. -0.2%的阳离子型或阴离子型聚丙烯酰胺稀释液通过计量泵注入固液分离塔内，继续混合均勻；停止固液分离塔中的搅拌装置使固液分离塔中相对静止的废水与复合改性矿物水处理剂和聚丙烯酰胺稀释液充分有效反应；根据重力沉降原理，废水中的固形物迅速絮凝成大团粒并沉积至固液分离塔锥形底部，实现废水的固液分离；固液分离塔上部分离出的洁净水，通过设置于固液分离塔中部带有电磁阀控制装置的清水排出管道流入清水储存池，通过泵送至造纸车间，用于造纸抄造用水；沉积于固液分离塔底部的污泥浆料通过固液分离塔锥体底部带有电磁阀控制装置的排出管道，经筛选净化预处理，进入带有搅拌的污泥槽，通过泵送至造纸车间，用于再生纸板填料。一种处理以废纸为原料造纸废水的方法，其特征在于水处理系统主要由废水储池、固液分离塔、矿物粉体水处理剂储仓、药剂储罐、清水储池、污泥浆料储池，以及与其关联的计量泵和粉体计量输送装置、阀门、控制系统等部分组成。本发明设计的固液分离塔是由圆柱锥形罐体以及设置于罐体中央内部的搅拌器组成，搅拌器转速为每分钟250-300转；罐体材料可以选择金属板、工程塑料或钢筋混凝土制成；罐体的高径比大于3 1 ；沿塔体上部圆柱形罐体内壁设置了 2-3组液位传感器，以及由微机控制的清洁水排出口阀门，以控制废水固液分离后清洁水的排出；塔体锥体底部设有由微机控制的污泥排除阀门，以控制固液分离后沉积污泥浆料的排出。根据本发明，固液分离塔是根据纸厂废水处理量，由若干座并联的固液分离塔组成，并与相关联的管线、阀门、微机控制系统联接，以保障废水处理的连续性和稳定性。一种处理以废纸为原料造纸废水的方法，其特征在于利用复合功能性矿物粉体作为水处理剂。本发明可以根据不同纸厂废水的理化特性，选择性地采用具有功能特性的多种非金属矿物中的粉体进行复配，并经化学改性处理后的复合粉体作为水处理剂，从而大大提高了废水净化效果和效率。根据本发明，水处理剂的矿物组成主要由纤维状矿物和具有高孔隙率、高吸附性、 离子交换性的两类矿物组成，化学改性剂主要由对废水起到电离平衡和絮凝作用的铝盐和有机高分子化合物组成。充分利用不同矿物粉体的比重、形态比、离子交换性、电化学性、高吸附性，相互取长补短，同时借助改性剂对废水中的细小固形物的絮凝络合作用，使废水中的固形物迅速形成较大的絮聚团粒，大大提高絮凝团粒与水的沉降分离效率。具有高孔隙率、高吸附性、离子交换性的矿物粉体对废水中的盐类和阴离子黏性物等有害物质同时起到脱色、除异味，以及明显降低再生水中的氨、氮、磷含量等净化水质的效果，更加适用杂质含量高的以废纸为原料造纸废水的净化。根据本发明，复合改性矿物粉体中的功能性矿物种类可以是合成硅酸钙，天然硅藻土、沸石、火山灰、膨润土，凹凸棒土、海泡石、硅灰石中的2-5种组成；矿物种类的选择和配比是根据不同纸厂废水的品质特性决定。复合改性矿物粉体水处理剂的细度为> 150 目，每IOOg复合改性水处理剂以蓖麻油表示的吸油值彡30g。根据本发明，复合改性矿物粉体中的化学改性剂包括对废水起到电离平衡和絮凝作用的铝盐(如硫酸铝、聚合氯化铝)和有机高分子化合物(如阳离子或阴离子型聚丙烯酰胺、阳离子聚乙烯亚胺等)组成。一种处理以废纸为原料造纸废水的方法，其特征在于经固液分离后的浓缩污泥浆料可用于再生纸板的填料。根据本发明，由固液分离塔排出的污泥浆料通过60-120目筛网过筛后，直接通过计量泵送至造纸车间的配浆池，污泥填料的加入量为以绝干再生纸料为基准5% -20%的质量百分比。由于复合改性矿物粉体水处理剂中含有长径比较大的纤维状矿种，以及有机高分子聚合物，从而有助于矿物粉体填料的保留率，提高纸张灰分和改善纸板质量，如纸板的环压指数、挺度、吸水性等指标。传统的造纸水处理工艺系统包含纤维分离、浮选、生化处理、曝气、污泥浓缩脱水等工艺装置。采用本发明水处理系统，工艺简单；占地面积小，约为传统设施占地面积的 1/3 ；设备投资小，只相当传统装备投资的1/2。以废纸为原料制浆造纸产生的废水，采用本发明处理后，分离的清洁水可100%循环用于抄纸过程，排出的污泥则用于再生纸板填料从而实现了以废纸为原料造纸厂废水和污泥的双零排放。
图1为污水处理系统工艺流程示意图。
图2为固液分离塔结构示意图。
具体实施例方式以下实施例仅为了进一步说明本发明，并不限制本发明的内容。实施例1 以回收废纸为原料，长网纸机生产再生瓦楞纸的某纸厂。通过计量泵，将纸厂废水储池中储存了 15天以上的废水，注入至300m3容积的固液分离塔中；启动固液分离塔中的搅拌器，同时将复合改性矿物粉体储仓中的水处理剂通过螺旋输送器计量加入到固液分离塔中的废水中，水处理剂加入量为每立方废水1. ^cg,共混；再将储存于药剂储罐中预先稀释至0. 1% -0. 2%质量浓度的阳离子型聚丙烯酰胺稀释液，通过计量泵注入固液分离塔中，混合均勻，聚丙烯酰胺稀释液加入量为每立方废水120mL;继续混合搅拌5min后，停止搅拌；待固液分离塔中的废水静止约30min后，依次打开塔体上部、中部和下部的清水排出阀，排出塔体上部的清洁水至清洁水储池，根据造纸车间的需要，通过输水泵将清洁水输送至造纸车间，用于抄造生产用水。沉积于固液分离塔锥体底部的污泥，通过污泥浆料排出阀，经过80目筛网后，排入污泥浆料储池；根据造纸车间的工艺需要，通过输浆泵将污泥输送至造纸车间的配浆池，用于纸张填料。选择两种复合改性矿物粉体水处理剂，其配方分别为1#水处理剂中含合成硅酸钙35份，针状凹凸棒土 25份，海泡石20份，沸石15份，硅灰石15份，以五种复合矿物粉体质量为基准的硫酸铝改性剂添加量为0. 02%的质量百分比。2#水处理剂中针状凹凸棒土 50份，海泡石30份，火山灰20份，以3种复合矿物粉体质量为基准的阳离子聚乙烯亚胺改性剂添加量为0. 02%的质量百分比。两种复合改性矿物粉体水处理剂的性能如下表1所示表1、两种复合改性粉体水处理剂性能
指标1#复合改性水处理剂2#复合改性水处理剂吸油值(g/100g)6346细度，I5O目筛通过率(％)100100pH 值(20% )89造纸废水净化前后的理化特性分析测定结果列入表2。采用1#水处理剂进行废水处理后的污泥用于抄造瓦楞芯纸板填料的纸板特性测试结果列入表3。表2、造纸废水净化前后理化特性分析结果
测试项目COD (mg/L)BOD (mg/L)色度 (倍)固形物 (mg/ L)浊度 (NT U)PH总氮 (mg/ L)总磷 Cmg/ L)氨氮 (mg/ L)处理前废水1.05x1043.59x1032000338627006.9205.72.权利要求
1.一种处理以废纸为原料造纸废水的方法，其特征在于采用复合改性矿物粉体作为水处理剂，并通过与水处理剂相配合的由废水储池、固液分离塔、水处理剂储仓、药剂储罐、清水储池、污泥储池等装置集成的水处理系统组成。
2.如权利要求1所述的一种处理以废纸为原料造纸废水的方法，其特征在于复合改性矿物粉体水处理剂中的功能性矿物粉体包括合成硅酸钙，天然硅藻土、沸石、凹凸棒土、膨润土、火山灰、海泡石、硅灰石中的两种以上的矿物组成。
3.如权利要求1所述的一种处理以废纸为原料造纸废水的方法，其特征在于复合矿物粉体中的化学改性剂包括对废水起到电离平衡和絮凝作用的铝盐和有机高分子化合物组成。
4.如权利要求1所述的一种处理以废纸为原料造纸废水的方法，其特征在于复合改性矿物粉体水处理剂的细度为> 150目标准筛，每IOOg水处理剂的吸油值> 30g。
5.如权利要求1所述的一种处理以废纸为原料造纸废水的方法，其特征在于固液分离塔是由圆柱锥形罐体以及设置于罐体中央内部的搅拌器组成，搅拌器转速为每分钟 250-300转，罐体材料由金属板、工程塑料、钢筋混凝土中的任何一种材料制成，罐体的高径比大于3 1，沿塔体上部圆柱形罐体内壁设置了 2-3组液位传感器，以及由微机控制的清洁水排出口阀门，塔体锥底部设有固液分离后由微机控制的污泥排出阀门。
6.如权利要求1所述的一种处理以废纸为原料造纸废水的方法，其特征在于经净化的清洁水质量可100%用于再生纸和纸板的生产用水，排出的污泥直接用于再生纸板填料，其污泥填料加填量为以绝干再生纸料为基准5% -20%的质量百分比。
全文摘要
本发明公开了一种处理以废纸为原料造纸废水的方法。属于造纸领域。利用复合改性矿物粉体作为水处理剂处理废纸造纸废水的方法。采用本发明的水处理剂具有除臭、脱色、提高固液分离速率，降低水中氨、氮、磷等的效果，处理造纸废水工艺简单、设备投资成本低、占地面积小，不仅可以实现废水100％的循环利用，还可将废水污泥用于再生纸板填料，改善纸张性能，实现污泥固体物的再利用。
文档编号C02F103/28GK102259966SQ20111014118
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者孙德文, 宋宝祥, 徐清明, 狄宏伟, 王成海, 苏艳群, 许泽红 申请人:中国制浆造纸研究院