專利名稱：機(jī)械草漿和廢紙漿制漿廢水處理工藝設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造紙業(yè)機(jī)械草漿和廢紙漿制漿廢水處理，是一種以絮凝塔為中心的處理工藝，在絮凝塔外添加絮凝劑和沸石去除不溶性COD (纖維素類溶膠)和SS (懸浮固體總量)后，再將廢水經(jīng)泵打入塔中通過(guò)絮凝層的吸附、過(guò)濾作用去除可溶性C0D。經(jīng)本工藝處理后，出水COD及SS均滿足回用要求，可連續(xù)回用。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，我國(guó)造紙業(yè)發(fā)展迅速，2009年紙及紙板總產(chǎn)量達(dá)到8640萬(wàn)噸，消費(fèi)量達(dá)到8569萬(wàn)噸，生產(chǎn)和消費(fèi)總量都已經(jīng)位于世界首位，堪稱世界造紙大國(guó)，但目前行業(yè)總體水平不高，并未進(jìn)入造紙強(qiáng)國(guó)的行列。而2004年，我國(guó)造紙業(yè)的廢水排放量占全國(guó)工業(yè)廢水排放總量的14. 4%，僅次于化工制造業(yè)，造紙業(yè)的耗水量在2008年達(dá)到108. 96億噸，占工業(yè)總耗水量的8. 89%，噸漿紙產(chǎn)品平均耗水量為61. 28立方米，與國(guó)際先進(jìn)水平相比具 有很大差距。在我國(guó)，只有個(gè)別的大型漿紙企業(yè)具備成熟的廢水處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境友好、節(jié)能減排，其余大部分企業(yè)仍然是環(huán)境污染大戶和耗能大戶。目前，面對(duì)木材資源短缺，進(jìn)口木漿和廢紙的價(jià)格日益增漲的現(xiàn)實(shí)情況，在國(guó)內(nèi)外造紙業(yè)，機(jī)械草漿和廢紙漿正逐步替代傳統(tǒng)的化學(xué)漿。與化學(xué)漿相比，機(jī)械草漿和廢紙漿的廢水污染負(fù)荷較輕，可見(jiàn)，開(kāi)發(fā)機(jī)械草漿和廢紙漿制漿廢水處理工藝，將廢水處理后全部回用，在節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)方面具有重要意義。這兩種廢水主要含大量COD和SS，COD由低分子量的可溶性組分和高分子量的不溶性組分組成，通常不溶性COD占大部分。廢水回用過(guò)程中要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是去除SS和C0D。針對(duì)機(jī)械草漿和廢紙漿廢水的處理，較早的方法是混凝沉淀法。混凝沉淀法是在絮凝劑的作用下，將廢水中的懸浮物、膠體和其它可絮凝的物質(zhì)凝聚成團(tuán)，再經(jīng)沉降設(shè)備將絮凝后的廢水進(jìn)行固液分離，目前，將新型無(wú)機(jī)和有機(jī)高分子絮凝劑合理搭配使用，可大量去除廢水中的SS和不溶性C0D，但不能去除可溶性C0D。近年來(lái)，研究者們將混凝法和其它廢水處理技術(shù)結(jié)合起來(lái)，開(kāi)發(fā)了新的廢水處理工藝。其中，具有代表性的工藝有(I)氣浮絮凝法，是通過(guò)在廢水中引入大量微小氣泡，同時(shí)加入絮凝劑，使水中雜質(zhì)、絮凝顆粒等細(xì)小懸浮物與氣泡互相粘附，形成整體密度小于水密度的浮體，依靠浮力上浮至水面并被除去，氣浮法對(duì)SS的去除效率高，但對(duì)可溶性COD的去除效果不明顯。(2)混凝沉淀-生化法，是先混凝沉淀，去除大量SS和不溶性C0D，再利用生物酶或微生物的代謝作用，使廢水中的可溶性COD物質(zhì)降解。(3)化學(xué)處理-混凝沉淀法，是利用C102、03、H202、HC104及次氯酸鹽等化學(xué)氧化劑，或在特殊的光照射條件下，大量降解可溶性C0D，再經(jīng)混凝沉淀去除SS和不溶性C0D。后兩種方法都需額外添加生物制劑或化學(xué)氧化劑除去可溶性C0D，處理成本較高，操作苛刻，不利于大規(guī)模推廣。因此，有必要開(kāi)發(fā)一種高效、經(jīng)濟(jì)的機(jī)械草漿和廢紙漿制漿廢水處理工藝，以滿足造紙行業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求。本工藝通過(guò)絮凝塔的設(shè)計(jì)，巧妙利用絮凝物形成的絮凝層對(duì)可溶性COD及殘余顆粒物進(jìn)行去除，只需在前期加入少量絮凝劑，而不需額外使用吸附、過(guò)濾設(shè)備，從而將絮凝、吸附和過(guò)濾過(guò)程結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了廢水的高效回用，是一種經(jīng)濟(jì)、高效的新型處理工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低成本、高效率、操作方便、節(jié)能環(huán)保的機(jī)械草漿和廢紙漿制漿廢水處理工藝。本發(fā)明以造紙廠制漿后產(chǎn)生的污水為處理對(duì)象，廢水經(jīng)過(guò)初步過(guò)濾、沉淀去除大纖維和泥沙后，加入無(wú)機(jī)、有機(jī)兩種絮凝劑和沸石進(jìn)行處理，去除不溶性COD和SS;再將絮凝后的廢水經(jīng)泵打入絮凝塔中，在廢水重力和塔內(nèi)水壓的共同作用下形成絮凝層，后續(xù)進(jìn)入塔內(nèi)的廢水在絮凝層的吸附、過(guò)濾作用下去除可溶性COD和殘留細(xì)小顆粒物；水排出塔外后經(jīng)集水池緩沖即可進(jìn)入制漿車間進(jìn)行回用。絮凝塔中絮凝層過(guò)厚時(shí)通過(guò)塔下端排泥口排出塔外，保證工藝連續(xù)運(yùn)行。工藝產(chǎn)生的污泥可進(jìn)行回收利用，廢紙漿污泥回用于造紙，草漿污泥用于生產(chǎn)微生物有機(jī)肥。本工藝實(shí)現(xiàn)了機(jī)械草漿和廢紙漿制漿廢水的高效回用，為造紙行業(yè)提供了效率高、成本低、綠色環(huán)保的廢水處理技術(shù)。
所述的絮凝劑種類為PAC(聚合氯化鋁)和CPAM(陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺)。PAC添加量為120-170克/噸廢水，CPAM添加量14-16克/噸廢水，沸石分三次加入，一共加入500kg。該工藝的具體運(yùn)作流程(I)廢水從制漿車間出來(lái)后，進(jìn)入儲(chǔ)水池；(2)廢水經(jīng)過(guò)斜塞濾網(wǎng)除去大纖維等雜質(zhì)；(3)廢水進(jìn)入沉淀池，通過(guò)自行沉淀除去泥沙；(4)廢水接著經(jīng)泵打入推流池，在這個(gè)過(guò)程中通過(guò)自動(dòng)加藥系統(tǒng)加入PAC進(jìn)行絮凝;(5)廢水流經(jīng)緩沖彎管，在這個(gè)過(guò)程中通過(guò)自動(dòng)加藥系統(tǒng)加入CPAM，并間斷加入沸石，進(jìn)一步絮凝，去除不溶性COD和SS ；(6)完成絮凝后的廢水經(jīng)泵打入絮凝塔中，在自身重力和塔內(nèi)水壓的共同作用下形成絮凝層，后續(xù)進(jìn)入塔內(nèi)的廢水在絮凝層的吸附、過(guò)濾作用下去除可溶性COD和殘留細(xì)小顆粒物。絮凝層過(guò)厚是通過(guò)絮凝塔下端的排泥口排出塔外；(7)處理后出水進(jìn)入集水池，然后經(jīng)泵輸送到制漿車間進(jìn)行回用。(8)排泥口排出的污泥可進(jìn)行回收利用，廢紙漿污泥回用于造紙，草漿污泥用于生產(chǎn)微生物有機(jī)肥。機(jī)械草漿和廢紙漿制漿廢水處理工藝流程圖見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附I。工藝運(yùn)行所涉及設(shè)備的信息如下(I)儲(chǔ)水池和集水池按照日處理廢水量4000噸計(jì)算,處理前的儲(chǔ)水池大小有效容積為800m3，具體尺寸為22mX10mX4m。處理后的集水池大小有效容積為1000m3，具體尺寸為22mX15mX4m。兩個(gè)池的大小和尺寸可根據(jù)工廠水處理場(chǎng)地做合理的調(diào)整。(2)斜網(wǎng)目數(shù)60-70 目。(3)沉淀池設(shè)計(jì)為平流沉淀池,包括一級(jí)沉淀池和二級(jí)沉淀池。一級(jí)沉淀池除去廢水中大量泥沙，然后廢水通過(guò)自流作用進(jìn)入二級(jí)沉淀池，進(jìn)一步沉淀后再打入塔中。(4)推流池和緩沖彎管在實(shí)際安裝時(shí)，根據(jù)水流湍動(dòng)程度決定是否需要管路混合器。本工藝中水需要由塔頂進(jìn)入，而且泵后有多處彎管，能夠滿足CPAM與廢水的充分混合，達(dá)到良好處理效果；如果水在行進(jìn)過(guò)程中比較穩(wěn)定、湍動(dòng)較少，則需要按尺寸在管路中加入管路混合器，解決藥劑的充分混勻。(5)絮凝塔塔容積220m3，塔高19米，直徑4. 5米，共3個(gè)。每個(gè)塔處理量為80m3/h，水在塔中停留時(shí)間為3小時(shí)，以保證絮凝層的穩(wěn)定。絮凝塔的詳細(xì)設(shè)計(jì)圖見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附3。(6) PAC和CPAM的加藥量與加藥罐PAC配藥罐尺寸可為直徑=I. 2m，高=2m，有效體積=2-2. 3m3，滿足3小時(shí)PAC用藥量；CPAM配藥罐尺寸為直徑=I. 5m,高2m，有效體積3m3。為了保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行，采用兩個(gè)配藥罐同時(shí)運(yùn)行，當(dāng)一個(gè)配藥罐給藥時(shí)，另一個(gè)配藥罐進(jìn)行加藥、配藥。(7)自動(dòng)加藥系統(tǒng)自動(dòng)加藥系統(tǒng)主要包括可編程邏輯控制器(PLC) 、電磁流量計(jì)、氣動(dòng)控制閥門(mén)。進(jìn)塔水量通過(guò)流量計(jì)測(cè)量后把信號(hào)傳入PLC中，通過(guò)設(shè)定好的程序，把信號(hào)輸出到PAC、CPAM加藥泵，控制PAC、CPAM加藥量大小，這個(gè)過(guò)程完全是通過(guò)PLC系統(tǒng)自動(dòng)改變，控制，不需要人工操作。電磁流量計(jì)測(cè)定數(shù)據(jù)包括PAC加藥處水流量(流量計(jì)計(jì)量范圍0-300m3)、每個(gè)塔進(jìn)水流量(流量計(jì)計(jì)量范圍O-IOOm3)。氣動(dòng)控制閥門(mén)控制處PAC加藥裝置、CPAM加藥裝置。機(jī)械草漿和廢紙漿制漿廢水處理工藝的設(shè)備流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附2。
具體實(shí)施例方式該工藝經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)作，其造紙廢水為機(jī)械草漿和廢紙漿制漿廢水，日處理廢水量為4000噸。本工藝連續(xù)運(yùn)行I個(gè)月后，出水COD和SS去除率分別達(dá)到54%和80%，滿足回用的要求。同時(shí)在連續(xù)處理一個(gè)月的過(guò)程中，水中的離子濃度監(jiān)測(cè)表明，水中離子濃度平衡在一定范圍而不影響連續(xù)造紙。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械草漿和廢紙漿制漿廢水的處理工藝，其特征在于用絮凝劑處理廢水，處理后廢水帶著絮凝物一起進(jìn)入絮凝塔，絮凝物在塔內(nèi)水壓和自身重力的共同作用下，形成致密穩(wěn)定的絮凝層，對(duì)后續(xù)進(jìn)水進(jìn)一步吸附、過(guò)濾，提高處理效果，處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥全部回收利用。
所述絮凝塔可日處理廢水3500-4500噸，需要體積為220m3的塔3_5個(gè)，塔高18-20米，直徑4. 0-5. 0米，每個(gè)塔處理量為70-90m3/h，水在塔中停留時(shí)間為2. 5-3. 5小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理工藝，其特征在于絮凝塔日處理廢水量4000噸，體積為220m3的塔3個(gè)，塔高19米，直徑4. 5米，每個(gè)塔處理量為80m3/h，水在塔中停留時(shí)間為3小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及機(jī)械草漿和廢紙漿制漿廢水處理工藝的設(shè)計(jì)，廢水先經(jīng)過(guò)斜塞濾網(wǎng)除去大纖維等雜質(zhì)，再進(jìn)入沉淀池除去泥沙，接著經(jīng)泵打入絮凝塔中，在進(jìn)入絮凝塔前加入絮凝劑和沸石。帶有絮凝物的廢水進(jìn)入絮凝塔，絮凝物在塔內(nèi)水壓和自身重力的共同作用下，形成致密穩(wěn)定的絮凝層，對(duì)后續(xù)進(jìn)水進(jìn)一步吸附、過(guò)濾，提高處理效果。當(dāng)絮凝塔中絮凝層累積過(guò)多時(shí)打開(kāi)塔下部的排泥口，將污泥排出，保證工藝的連續(xù)運(yùn)行。本發(fā)明通過(guò)絮凝塔的設(shè)計(jì)，巧妙地去除廢水中的可溶性COD，而不需要額外使用吸附、過(guò)濾裝備，工藝步驟簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本較低；本工藝處理的機(jī)械草漿和廢紙漿制漿廢水出水COD及SS均能達(dá)標(biāo)，滿足造紙業(yè)連續(xù)回用要求。
文檔編號(hào)C02F1/56GK102745833SQ201110101528
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者唐怡聰, 張敏, 李朔, 田婕 申請(qǐng)人:唐怡聰, 張敏, 田婕