一种造纸生化出水的深度处理方法与流程

本发明涉及造纸废水处理领域，尤其是涉及一种造纸生化出水的深度处理方法。

背景技术：

造纸行业是我国用水及废水产生量大户，给环境造成了严重污染。制浆造纸废水水质复杂、色度高、可生化性差，经过传统一、二级处理方法可在很大程度上去除水中的悬浮物质及易生物降解的可溶性污染物，出水cod、悬浮物和色度都大幅度下降，但对难生物降解的可溶性物质(如木质素及其降解碎片等)处理效率不好，脱色效果也很难达标。目前部分造纸企业的废水经过二级生化处理后，虽然其出水的部分指标可达到排放标准，但仍含有一些有生物毒性的物质，如氯代芳香族化合物和有机氯化物等。通常这类物质对微生物具有毒性或“三致”效应，很难被生物降解。随着国家的重视和造纸行业污染物排放新标准的颁布与实施，造纸废水深度处理在新形势下逐渐成为备受瞩目的环境治理工程。

目前常用芬顿氧化工艺对造纸生化出水进行深度处理，该法是在酸性条件下，用fe²⁺离子催化双氧水生成强氧化性的·oh基团，从而氧化去除污染物，虽然具有较高的去除效率，但是调节ph的过程中需要耗费大量的酸和碱，运行费用昂贵，大幅增加造纸废水处理成本，不利于推广应用，需要寻求一种高效、经济的工艺来满足污水处理需求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题：提供一种废水深度处理方法，能够有效降低造纸生化废水中的bod值、codcr值、ss值和色度，降低废水处理成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种造纸生化出水的深度处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1、铁碳填料进行预处理，包括铁屑预处理和活性炭预处理，铁碳填料预处理后，将其置于反应容器中以形成填料层；

s2、将造纸生化出水用稀硫酸溶液酸化处理调节ph为2.5～3.5，处理后加入到装有预处理后铁碳填料的反应容器中；

s3、向反应容器中的经过酸化处理的造纸生化出水中加入25wt％～32wt％的双氧水；

s4、将连接有曝气泵的砂芯曝气头埋入填料层中，启动曝气泵，通过曝气充分搅动造纸生化出水，以使铁碳填料在造纸生化出水中微电解产生的fe²⁺更均匀地扩散到水体中；

s5、停止曝气后，往反应后的造纸生化出水中加入碱溶液将ph调至6.5～8.0，然后添加聚丙烯酰胺溶液；

s6、快速搅拌和慢速搅拌，自然沉降并静置，固液分离后的上清液为最终处理后水。

优选地，所述s1中所述铁屑预处理包括：将铁屑置于装有1mol·l^-1naoh烧杯中，50℃下水浴加热30min，洗净后置于体积分数为10％稀硫酸中浸泡15min，用蒸馏水洗净烘干备用；

所述活性炭预处理包括：将待用活性炭置于试验废水中浸泡48h，每隔24h换一次水，直至吸附饱和。

优选地，所述s1中铁屑粒径为20～50目，柱状活性炭直径为1.5mm～3.0mm，铁屑和活性炭的质量比为1:2.5。

优选地，所述s3中双氧水的质量浓度为272～306mg·l^-1，质量分数为27～30％。

优选地，所述s4中曝气反应时间设置为80～100min，曝气泵提供气量为3～5l/min。

优选地，所述s5中碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液。

优选地，所述s5中氢氧化钠溶液的质量浓度为4.5～5.0g/l，氢氧化钙溶液的质量浓度为8～10g/l，聚丙烯酰胺的质量浓度为0.8～1.0g/l。

优选地，所述s6中快速搅拌的搅拌速度为250～300r·min^-1，快速搅拌的搅拌时间为4～10min；慢速搅拌的搅拌速度为50～100r·min^-1，慢速搅拌的搅拌时间为15～20min。

优选地，所述s2中稀硫酸溶液酸化处理调节ph为2.8～3.0。

优选地，所述s5中加入氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液将ph调至7.0～7.5。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

将铁碳微电解法和芬顿反应法结合用于造纸生化废水的深度处理，是基于经过预处理的铁碳填料和酸化的废水混合后，会在电解质溶液中时形成无数个腐蚀微电池，在其表面有电流流动，铁碳填料中的铁作为阳极被腐蚀消耗；电极反应生成的新生态fe²⁺与后续投加的双氧水组成芬顿试剂，通过曝气、加碱和添加聚丙烯酰胺对造纸生化出水进行深度处理，并且需要通过快速搅拌和慢速搅拌的配合进一步提高处理效果，且无需另外投加芬顿反应过程所需的fe²⁺药剂，有效降低了生产成本，达到了“以废治废”的目的。

附图说明

图1是本发明一种造纸生化出水的深度处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明要解决的技术问题是提供一种废水深度处理方法，能够有效降低造纸生化废水中的bod值、codcr值、ss值和色度，降低废水处理成本。

如图1所示，为解决上述技术问题，本发明提供一种造纸生化出水的深度处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1、铁碳填料进行预处理，包括铁屑预处理和活性炭预处理，铁碳填料预处理后，将其置于反应容器中以形成填料层；

s2、将造纸生化出水用稀硫酸溶液酸化处理调节ph为2.5～3.5，处理后加入到装有预处理后铁碳填料的反应容器中；

s3、向反应容器中的经过酸化处理的造纸生化出水中加入25wt％～32wt％的双氧水；

s4、将连接有曝气泵的砂芯曝气头埋入填料层中，启动曝气泵，通过曝气充分搅动造纸生化出水，以使铁碳填料在造纸生化出水中微电解产生的fe²⁺更均匀地扩散到水体中；

s5、停止曝气后，往反应后的造纸生化出水中加入氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液将ph调至6.5～8.0，然后添加聚丙烯酰胺溶液；

s6、快速搅拌和慢速搅拌，自然沉降并静置，固液分离后的上清液为最终处理后水。

具体造纸生化出水的深度处理方法结合以下实施例进行说明：

实施例1

一种造纸生化出水的深度处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1、铁碳填料进行预处理，包括铁屑预处理和活性炭预处理；

铁屑预处理包括：将铁屑置于装有1mol·l^-1naoh烧杯中，50℃下水浴加热30min，洗净后置于体积分数为10％稀硫酸中浸泡15min，用蒸馏水洗净烘干备用；

所述活性炭预处理包括：将待用活性炭置于试验废水中浸泡48h，每隔24h换一次水，直至吸附饱和；

铁屑粒径为30目，柱状活性炭直径为2.5mm，铁屑和活性炭的质量比为1:2.5；

铁碳材料预处理后，将其置于反应容器中以形成填料层；

s2、将造纸生化出水用稀硫酸溶液酸化处理调节ph为2.8，处理后加入到装有预处理后铁碳填料的反应容器中；

s3、向反应容器中的经过酸化处理的造纸生化出水中加入30wt％的双氧水，双氧水的质量浓度为280mg·l^-1；

s4、将连接有曝气泵的砂芯曝气头埋入填料层中，启动曝气泵，曝气反应时间设置为100min，曝气泵提供气量为5l/min；通过曝气充分搅动造纸生化出水，以使铁碳填料在造纸生化出水中微电解产生的fe²⁺更均匀地扩散到水体中；

s5、停止曝气后，往反应后的造纸生化出水中加入氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液将ph调至7.5，然后添加聚丙烯酰胺溶液，其中：氢氧化钠溶液的质量浓度为4.5g/l，氢氧化钙溶液的质量浓度为8～10g/l，聚丙烯酰胺的质量浓度为1.0g/l；

s6、快速搅拌和慢速搅拌，快速搅拌的搅拌速度为260r·min^-1，快速搅拌的搅拌时间为7min；慢速搅拌的搅拌速度为80r·min^-1，慢速搅拌的搅拌时间为18min；自然沉降并静置，固液分离后的上清液为最终处理后水。

实施例2

一种造纸生化出水的深度处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1、铁碳填料进行预处理，包括铁屑预处理和活性炭预处理；

铁屑预处理包括：将铁屑置于装有1mol·l^-1naoh烧杯中，50℃下水浴加热30min，洗净后置于体积分数为10％稀硫酸中浸泡15min，用蒸馏水洗净烘干备用；

所述活性炭预处理包括：将待用活性炭置于试验废水中浸泡48h，每隔24h换一次水，直至吸附饱和；

铁屑粒径为20目，柱状活性炭直径为3.0mm，铁屑和活性炭的质量比为1:2.5；

铁碳材料预处理后，将其置于反应容器中以形成填料层；

s2、将造纸生化出水用稀硫酸溶液酸化处理调节ph为2.5，处理后加入到装有预处理后铁碳填料的反应容器中；

s3、向反应容器中的经过酸化处理的造纸生化出水中加入25wt％的双氧水，双氧水的质量浓度为306mg·l^-1；

s4、将连接有曝气泵的砂芯曝气头埋入填料层中，启动曝气泵，曝气反应时间设置为80min，曝气泵提供气量为5l/min；通过曝气充分搅动造纸生化出水，以使铁碳填料在造纸生化出水中微电解产生的fe²⁺更均匀地扩散到水体中；

s5、停止曝气后，往反应后的造纸生化出水中加入氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液将ph调至8.0，然后添加聚丙烯酰胺溶液，其中：氢氧化钠溶液的质量浓度为5g/l，氢氧化钙溶液的质量浓度为8g/l，聚丙烯酰胺的质量浓度为0.8g/l；

s6、快速搅拌和慢速搅拌，快速搅拌的搅拌速度为300r·min^-1，快速搅拌的搅拌时间为4min；慢速搅拌的搅拌速度为50r·min^-1，慢速搅拌的搅拌时间为20min；自然沉降并静置，固液分离后的上清液为最终处理后水。

实施例3

一种造纸生化出水的深度处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1、铁碳填料进行预处理，包括铁屑预处理和活性炭预处理；

铁屑预处理包括：将铁屑置于装有1mol·l^-1naoh烧杯中，50℃下水浴加热30min，洗净后置于体积分数为10％稀硫酸中浸泡15min，用蒸馏水洗净烘干备用；

所述活性炭预处理包括：将待用活性炭置于试验废水中浸泡48h，每隔24h换一次水，直至吸附饱和；

铁屑粒径为20目，柱状活性炭直径为1.5mm，铁屑和活性炭的质量比为1:2.5；

铁碳材料预处理后，将其置于反应容器中以形成填料层；

s2、将造纸生化出水用稀硫酸溶液酸化处理调节ph为2.5，处理后加入到装有预处理后铁碳填料的反应容器中；

s3、向反应容器中的经过酸化处理的造纸生化出水中加入25wt％的双氧水，双氧水的质量浓度为272mg·l^-1；

s4、将连接有曝气泵的砂芯曝气头埋入填料层中，启动曝气泵，曝气反应时间设置为80min，曝气泵提供气量为3l/min；通过曝气充分搅动造纸生化出水，以使铁碳填料在造纸生化出水中微电解产生的fe²⁺更均匀地扩散到水体中；

s5、停止曝气后，往反应后的造纸生化出水中加入氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液将ph调至6.5，然后添加聚丙烯酰胺溶液，其中：氢氧化钠溶液的质量浓度为4.5g/l，氢氧化钙溶液的质量浓度为8g/l，聚丙烯酰胺的质量浓度为0.8g/l；

s6、快速搅拌和慢速搅拌，快速搅拌的搅拌速度为250r·min^-1，快速搅拌的搅拌时间为4min；慢速搅拌的搅拌速度为50r·min^-1，慢速搅拌的搅拌时间为15min；自然沉降并静置，固液分离后的上清液为最终处理后水。

实施例4

一种造纸生化出水的深度处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1、铁碳填料进行预处理，包括铁屑预处理和活性炭预处理；

铁屑预处理包括：将铁屑置于装有1mol·l^-1naoh烧杯中，50℃下水浴加热30min，洗净后置于体积分数为10％稀硫酸中浸泡15min，用蒸馏水洗净烘干备用；

所述活性炭预处理包括：将待用活性炭置于试验废水中浸泡48h，每隔24h换一次水，直至吸附饱和；

铁屑粒径为50目，柱状活性炭直径为3.0mm，铁屑和活性炭的质量比为1:2.5；

铁碳材料预处理后，将其置于反应容器中以形成填料层；

s2、将造纸生化出水用稀硫酸溶液酸化处理调节ph为3.5，处理后加入到装有预处理后铁碳填料的反应容器中；

s3、向反应容器中的经过酸化处理的造纸生化出水中加入32wt％的双氧水，双氧水的质量浓度为306mg·l^-1；

s4、将连接有曝气泵的砂芯曝气头埋入填料层中，启动曝气泵，曝气反应时间设置为100min，曝气泵提供气量为5l/min；通过曝气充分搅动造纸生化出水，以使铁碳填料在造纸生化出水中微电解产生的fe²⁺更均匀地扩散到水体中；

s5、停止曝气后，往反应后的造纸生化出水中加入氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液将ph调至8.0，然后添加聚丙烯酰胺溶液，其中：氢氧化钠溶液的质量浓度为5g/l，氢氧化钙溶液的质量浓度为10g/l，聚丙烯酰胺的质量浓度为1.0g/l；

s6、快速搅拌和慢速搅拌，快速搅拌的搅拌速度为300r·min^-1，快速搅拌的搅拌时间为10min；慢速搅拌的搅拌速度为100r·min^-1，慢速搅拌的搅拌时间为20min；自然沉降并静置，固液分离后的上清液为最终处理后水。

实施例5

一种造纸生化出水的深度处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1、铁碳填料进行预处理，包括铁屑预处理和活性炭预处理；

铁屑预处理包括：将铁屑置于装有1mol·l^-1naoh烧杯中，50℃下水浴加热30min，洗净后置于体积分数为10％稀硫酸中浸泡15min，用蒸馏水洗净烘干备用；

所述活性炭预处理包括：将待用活性炭置于试验废水中浸泡48h，每隔24h换一次水，直至吸附饱和；

铁屑粒径为40目，柱状活性炭直径为2.0mm，铁屑和活性炭的质量比为1:2.5；

铁碳材料预处理后，将其置于反应容器中以形成填料层；

s2、将造纸生化出水用稀硫酸溶液酸化处理调节ph为3.0，处理后加入到装有预处理后铁碳填料的反应容器中；

s3、向反应容器中的经过酸化处理的造纸生化出水中加入27wt％的双氧水，双氧水的质量浓度为290mg·l^-1；

s4、将连接有曝气泵的砂芯曝气头埋入填料层中，启动曝气泵，曝气反应时间设置为90min，曝气泵提供气量为4l/min；通过曝气充分搅动造纸生化出水，以使铁碳填料在造纸生化出水中微电解产生的fe²⁺更均匀地扩散到水体中；

s5、停止曝气后，往反应后的造纸生化出水中加入氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液将ph调至7.0，然后添加聚丙烯酰胺溶液，其中：氢氧化钠溶液的质量浓度为4.75g/l，氢氧化钙溶液的质量浓度为9g/l，聚丙烯酰胺的质量浓度为0.9g/l；

s6、快速搅拌和慢速搅拌，快速搅拌的搅拌速度为270r·min^-1，快速搅拌的搅拌时间为7min；慢速搅拌的搅拌速度为70r·min^-1，慢速搅拌的搅拌时间为18min；自然沉降并静置，固液分离后的上清液为最终处理后水。

实施例6

一种造纸生化出水的深度处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1、铁碳填料进行预处理，包括铁屑预处理和活性炭预处理；

铁屑预处理包括：将铁屑置于装有1mol·l^-1naoh烧杯中，50℃下水浴加热30min，洗净后置于体积分数为10％稀硫酸中浸泡15min，用蒸馏水洗净烘干备用；

所述活性炭预处理包括：将待用活性炭置于试验废水中浸泡48h，每隔24h换一次水，直至吸附饱和；

铁屑粒径为50目，柱状活性炭直径为1.5mm，铁屑和活性炭的质量比为1:2.5；

铁碳材料预处理后，将其置于反应容器中以形成填料层；

s2、将造纸生化出水用稀硫酸溶液酸化处理调节ph为2.5，处理后加入到装有预处理后铁碳填料的反应容器中；

s3、向反应容器中的经过酸化处理的造纸生化出水中加入25wt％的双氧水，双氧水的质量浓度为272mg·l^-1；

s4、将连接有曝气泵的砂芯曝气头埋入填料层中，启动曝气泵，曝气反应时间设置为80min，曝气泵提供气量为3l/min；通过曝气充分搅动造纸生化出水，以使铁碳填料在造纸生化出水中微电解产生的fe²⁺更均匀地扩散到水体中；

s5、停止曝气后，往反应后的造纸生化出水中加入氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液将ph调至6.5，然后添加聚丙烯酰胺溶液，其中：氢氧化钠溶液的质量浓度为4.5g/l，氢氧化钙溶液的质量浓度为8g/l，聚丙烯酰胺的质量浓度为0.8g/l；

s6、快速搅拌和慢速搅拌，快速搅拌的搅拌速度为300r·min^-1，快速搅拌的搅拌时间为10min；慢速搅拌的搅拌速度为100r·min^-1，慢速搅拌的搅拌时间为20min；自然沉降并静置，固液分离后的上清液为最终处理后水。

综上可见，本发明将铁碳微电解法和芬顿反应法结合用于造纸生化废水的深度处理，是基于经过预处理的铁碳填料和酸化的废水混合后，会在电解质溶液中时形成无数个腐蚀微电池，在其表面有电流流动，铁碳填料中的铁作为阳极被腐蚀消耗；电极反应生成的新生态fe²⁺与后续投加的双氧水组成芬顿试剂，通过曝气、加碱和添加聚丙烯酰胺对造纸生化出水进行深度处理，并且需要通过快速搅拌和慢速搅拌的配合进一步提高处理效果，且无需另外投加芬顿反应过程所需的fe²⁺药剂，有效降低了生产成本，达到了“以废治废”的目的。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。