专利名称：一种麦草制浆黑液的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种麦草制浆黑液的处理方法，特别适用于高浓度制浆黑液的处理，属于化工和环保技术领域。
背景技术：
造纸行业产生的废水水量大，处理难度高，尤其是制浆过程产生的黑液，该废水COD浓度高、含碱量大、色度高、可生化性差，处理相当困难。目前，制浆黑液的处理方法也很多，例如，比较成熟的碱回收处理技术、多效蒸发技术、废水厌氧消化回收沼气技术等，但是这些技术一次性投资大、运行费用高，对于大多数中小型的造纸企业很难承受。而像普通的生化法以及絮凝沉淀法、气浮法、膜技术等对于制浆黑液来说，很难达到处理效果。因此，探索技术和经济上可行的制浆黑液废水处理方法是个亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理效果好、运行费用低的麦草制浆黑液的处理方法，通过混凝预处理、铁碳微电解处理和SBR生化处理相结合的方式，对制浆黑液进行处理，达到企业回用水标准。本发明采用的技术方案是:一种麦草制浆黑液的处理方法，在深入研究废水成分和特性基础上，采用物化、生化结合方法处理废水，包括如下步骤:(I)加酸酸析:向制浆黑液中加入硫酸，硫酸的投加量为8 12L/t，使废水pH由12 14降到2 4，酸性条件下木质素、半纤维素等大分子不溶性物质析出；(2)加热脱水:将酸析后的废水加热到55 65°C，使木质素中大量的游离水充分析出，有利于后续处理中木质素提取；
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(3)混凝压滤:对加热后的废水进行混凝处理，向所述需要混凝的废水中湿法投加混凝药剂，投加量为15 30L/t，机械搅拌混合反应10 15min，然后向废水中投加助凝药剂，投加量为10 20L/t，机械搅拌混合时间为5 8min，因絮体比重与水相近，混凝好的废水直接进入叠螺压滤机进行污泥脱水；(4)铁碳微电解处理:上述压滤后废水pH仍为2 5，直接进入铁碳微电解塔进行物化处理，水力停留时间为50 70min，铁碳微电解出水加0.1 0.2L/m3的碱液调节pH为7 9，投加混凝药剂，投加量为8 12L/t，搅拌混合7 15min，然后投加助凝药剂，投加量为3 6L/t，停留4 5min，混凝后的出水进行沉淀处理阶段，沉降时间为18 24min。上清液进入下一级处理流程，沉降污泥脱水外排；(5) SBR好氧生化处理:铁碳微电解的出水进入SBR好氧池中进行生化处理阶段，好氧活性污泥中干法投加高效EM菌种，将培养驯化好的含EM菌的好氧污泥投入好氧池中，投加量为I 1.5g/L。经过培养和驯化后的含EM菌群的好氧活性污泥去除废水中剩余的小分子有机物，处理时间为8 12h，处理完的废水COD为400 500mg/L，pH为6.9 7.2，色度为55 60度，达到排放和回用的标准。
所述加酸酸析阶段用硫酸为工业废酸，质量浓度为25 35%。所述混凝药剂为聚合氯化铝(PAC)溶液，浓度为1.8 2.4% ;助凝药剂均为阴离子聚丙烯酰胺(PAM)溶液，浓度为1.8 2.2%0。所述铁碳微电解阶段用碱液为工业用碱，质量浓度为25 35%。所述铁碳填料为新型微电解填料，通过1050°C的严格控温技术将铁及金属催化剂与炭包容在一起形成的架构式铁碳结构。所述微电解塔为固定流化床运行，底部进水，上部出水，水力停留时间为60min，同时底部加有曝气装置，曝气量为0.5 1.5m3/h。所述EM菌好氧生化处理用EM菌为混合菌包括芽孢菌、酵母菌、乳酸菌等，投加的为固体菌种，含EM菌群的活性污泥经培养驯化后各项指标均正常。本发明的麦草制浆黑液的处理方法通过物化、生化方法去除废水中的大部分木质素、半纤维素等物质，降低废水浓度，提高可生化性，达到企业回用水标准，改变了单纯的物理或生化处理工艺，提高了处理效率，降低了废水的处理成本，减少了废水的排放。
图1:制浆黑液处理工艺流程图；图2:铁碳微电解塔结构图。
具体实施例方式实施例1 一种麦草制浆黑液的处理方法，以年产I万吨酶法麦草制浆的制浆黑液处理为例，废水量为240 吨/天，工艺流程如图1所示，具体步骤如下:(I)废水收集:制浆废水通过管道流入体积为50m3的废水池，该池体积满足5个小时生产废水排放量。废水水质如下=CODCr为48800mg/L，pH为13.35，色度为2500倍；(2)加酸酸析:收集的50L废水中加入0.4L含硫酸质量分数为30%的工业废酸，机械搅拌混匀，调节pH为2.5 ;(3)加热、混凝压滤:提前配制好浓度为1.8%的聚合氯化铝溶液和1.8%。的聚丙烯酰胺溶液，压滤用叠螺压滤机；废水通过管道蒸汽加热至55°C，通过管道混合器投加聚合氯化铝，在压滤机前絮凝斗内投加聚丙烯酰胺絮凝成絮体压滤；废水流量为10L/h，聚合氯化铝溶液的投加流量为0.15L/h，聚丙烯酰胺溶液的投加流量为0.lL/h ;混凝压滤后废水的 CODCr 降到 18250mg/L ；(4)铁碳微电解:压滤后的废水pH仍为3左右，直接进铁碳微电解塔进行处理，微电解塔结构见图2。铁碳塔容积为10m3，进水量为10m3/h，停留时间为lh，底部曝气管曝气量为lm3/h ；(5)微电解出水絮凝:微电解出水进入絮凝池内，废水pH值在6.5，加IL质量浓度为30%的工业用碱碱液调节pH为8 ;在絮凝池内加0.4L浓度为1.8%的聚合氯化铝溶液，0.15L浓度为1.8%。的聚丙烯酰胺溶液搅拌絮凝沉淀，上清液进入清水池，清水池容积100L。出水 CODCr 浓度为 3150mg/L ；(6) SBR好氧生化处理:微电解出水可生化性提高，pH值为7，进入SBR生化处理阶段，好氧池内加入50g培养驯化好的含EM菌(芽孢菌、酵母菌、乳酸菌)的好氧污泥，将清水池内微电解出水打入好氧池生化处理，设计SBR好氧阶段时间控制为:进水I小时，曝气6小时，沉淀I小时，滗水I小时，闲置I小时。处理完的废水CODCr为450mg/L，pH值为
7.05，色度为56倍，达到了企业回用洗浆或漂浆的用水标准。实施例2 —种麦草制浆黑液的处理方法，以年产10万吨化学麦草制浆的制浆黑液处理为例，废水量为2400吨/天，工艺流程如图1所示，具体步骤如下:(I)废水收集:制浆废水通过管道流入体积为500m3的废水池，该池体积满足5个小时生产废水排放量。废水水质如下=CODCr为50800mg/L，pH为13.85色度为2500倍；(2)加酸酸析:收集的500L废水加入5L含硫酸质量分数为30%的工业废酸，机械搅拌混匀，调节pH为3.2 ;(3)加热、混凝压滤:提前配制好浓度为2%的聚合氯化铝溶液和浓度为2%。的聚丙烯酰胺溶液，压滤用叠螺压滤机；废水通过管道蒸汽加热至60°C，通过管道混合器投加聚合氯化铝，在压滤机前絮凝斗内投加聚丙烯酰胺溶液絮凝成絮体压滤；废水流量为100L/h，聚合氯化铝溶液的投加流量为2L/h，聚丙烯酰胺溶液的投加流量为1.5L/h ;混凝压滤后废水的COD降到19050mg/L ；(4)铁碳微电解:压滤后的废水pH仍为3左右，直接进铁碳微电解塔进行处理。铁碳塔容积为100m3，进水量为100m3/h，停留时间为lh，底部曝气管曝气量为10m3/h ；(5)微电解出水絮凝:微电解出水进入絮凝池内，废水pH在7.3，加15L浓度为30%的工业用碱碱液调节pH为8.3 ;在絮凝池内加5L浓度为2%的聚合氯化铝溶液，2.5L浓度为2%。聚丙烯酰胺溶液搅拌絮凝沉淀，上清液进入清水池，清水池容积1000L。出水COD浓度为3350mg/L ；
(6) SBR好氧生化处理:微电解出水可生化性提高，pH7.5，进入SBR生化处理阶段，好氧池内加入700g培养驯化好的含EM菌(芽孢菌、酵母菌、乳酸菌)的好氧污泥，将清水池内微电解出水打入好氧池生化处理，设计SBR好氧阶段时间控制为:进水I小时，曝气6小时，沉淀I小时，滗水I小时，闲置I小时。处理完的废水COD为480mg/L，pH为7.1，色度为58倍，达到了企业回用洗浆或漂浆的用水标准。实施例3 —种麦草制浆黑液的处理方法，以年产10万吨化学麦草制浆的制浆黑液处理为例，废水量为2400吨/天，工艺流程如图1所示，具体步骤如下:(I)废水收集:制浆废水通过管道流入体积为500m3的废水池，该池体积满足5个小时生产废水排放量。废水水质如下=CODCr为50600mg/L，pH为13.6，色度为2500倍；(2)加酸酸析:收集的500L废水加入6L含硫酸质量分数为30%的工业废酸，机械搅拌混匀，调节pH为3.2 ;(3)加热、混凝压滤:提前配制好浓度为2.3%的聚合氯化铝溶液和浓度为2.2%。的聚丙烯酰胺溶液，压滤用叠螺压滤机；废水通过管道蒸汽加热至65°C，通过管道混合器投加聚合氯化铝溶液，在压滤机前絮凝斗内投加聚丙烯酰胺絮溶液凝成絮体压滤；废水流量为100L/h，聚合氯化铝溶液的投加流量为3L/h，聚丙烯酰胺溶液的投加流量为2L/h ;混凝压滤后废水的COD降到19050mg/L ；(4)铁碳微电解:压滤后的废水pH仍为3左右，直接进铁碳微电解塔进行处理；铁碳塔容积为100m3，进水量为100m3/h，停留时间为lh，底部曝气管曝气量为10m3/h。(5)微电解出水絮凝:微电解出水进入絮凝池内，废水pH在6.7，加IOL浓度为30%的工业用碱碱液调节pH为8.3 ;在絮凝池内加6L浓度为2.3%的聚合氯化铝溶液，3L浓度为2.2%。的聚丙烯酰胺溶液搅拌絮凝沉淀，上清液进入清水池，清水池容积1000L ;出水COD浓度为3250mg/L ；(6) SBR好氧生化处理:微电解出水可生化性提高，pH7.5，进入SBR生化处理阶段，好氧池内加入750g培养驯化好的含EM菌(芽孢菌、酵母菌、乳酸菌)的好氧污泥，将清水池内微电解出水打入好氧池生化处理，设计SBR好氧阶段时间控制为:进水I小时，曝气6小时，沉淀I小时，滗水I小时，闲置I小时。处理完的废水COD为500mg/L，pH为7.1，色度为60倍，达到了企业回用洗浆或漂浆的用水标准。本发明的麦草制浆黑液的处理方法通过物化、生化方法去除废水中的大部分木质素、半纤维素等物质，降低废水浓度，提高可生化性，达到企业回用水标准，改变了单纯的物理或生化处理工艺 ，提高了处理效率，降低了废水的处理成本，减少了废水的排放。
权利要求
1.一种麦草制浆黑液的处理方法，其特征在于:包括下列步骤: (1)加酸酸析:向制浆黑液中加入硫酸，投加量为8 12L/t，使废水pH由12 14降到2 4，酸性条件下木质素、半纤维素等大分子不溶性物质析出； (2)加热脱水:将酸析后废水加热，使木质素中大量的游离水充分析出； (3)混凝压滤:对加热后的废水进行混凝处理，向所述需要混凝的废水中湿法投加混凝药剂，投加量为15 30L/t，机械搅拌混合反应10 15min，然后向废水中投加助凝药齐U，投加量为10 20L/t，机械搅拌混合时间为5 8min，因絮体比重与水相近，混凝好的废水直接进入叠螺压滤机进行污泥脱水； (4)铁碳微电解处理:上述压滤后废水pH仍为2 5，直接进入铁碳微电解塔进行物化处理，铁碳微电解出水加0.1 0.2L/L的碱液调节pH至7 9 ;投加混凝药剂，投加量为8 12L/t，搅拌混合7 15min，然后投加助凝药剂，投加量为3 6L/t，停留4 5min，混凝后的出水进行沉淀处理阶段，沉降时间为18 24min ;上清液进入下一级处理流程，沉降污泥脱水外排； (5)SBR好氧生化处理:铁碳微电解的出水进入SBR好氧池中进行生化处理阶段，好氧活性污泥中干法投加高效EM菌种，将培养驯化好的含EM菌的好氧污泥投入好氧池中，投加量为I 1.5g/L ;经过培养和驯化后的含EM菌群的活性污泥去除废水中剩余的小分子有机物，处理时间为8 12h ;处理完的废水COD为400 500mg/L，pH为6.9 7.2，色度为55 60度，达到排放和回用的标准。
2.根据权利要求1所述的麦草制浆黑液处理方法，其特征在于:所述加酸酸析阶段用硫酸为工业废酸，该工业废酸中硫酸的质量浓度为25 35%。
3.根据权利要求1所述的麦草制浆黑液处理方法，其特征在于:所述铁碳微电解阶段用碱液为质量浓度为25 35%的工业用碱。`
4.根据权利要求1所述的麦草制浆黑液处理方法，其特征在于:所述加热脱水阶段，力口热温度为55 65°C。
5.根据权利要求1所述所述的麦草制浆黑液处理方法，其特征在于:所述混凝压滤和铁碳微电解阶段，所用混凝药剂为聚合氯化铝溶液，浓度为1.8 2.4% ;助凝药剂为阴离子聚丙烯酰胺溶液，浓度为1.8 2.2%。
6.根据权利要求1所述所述的麦草制浆黑液的处理方法，其特征在于:所述SBR好氧生化处理中用EM菌为一种混合菌，包括芽孢菌、酵母菌、乳酸菌。
全文摘要
本发明公开了一种麦草制浆黑液的处理方法，属于化工和环保技术领域。本发明的麦草黑也液的处理方法主要包括调酸酸析、加温系统、混凝压滤、铁碳微电解物化处理、SBR工艺EM菌好氧生化处理等步骤。通过物化、生化方法去除废水中的大部分木质素、半纤维素等物质，降低废水浓度，提高可生化性；废水经过进一步的生化处理，达到企业回用水标准，改变了单纯的物理或生化处理工艺，提高了处理效率，降低了废水的处理成本，减少了废水的排放。
文档编号C02F9/14GK103159372SQ20111040794
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者周贵忠, 刘建庭, 王绚 申请人:青岛科技大学