專利名稱：一種處理以廢紙為原料造紙廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理以廢紙為原料造紙廢水的方法，特別是一種利用復(fù)合改性礦物粉體作為水處理劑處理廢紙造紙廢水的方法。屬于造紙領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于國內(nèi)以廢紙為原料的再生紙板生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模大多為5萬t/年以下的中小紙廠，總數(shù)有1000余家，如此眾多的中小企業(yè)每年排出大量的生產(chǎn)廢水和固體廢棄物，嚴(yán)重地污染水質(zhì)和土地，也是多年來難以從根本上治理環(huán)境污染的一類造紙企業(yè)。隨著國家對造紙廢水和廢棄固體排放物的治理力度日益加大，大量資金不足、技術(shù)短缺、沒有能力解決生產(chǎn)廢水和固體廢棄物排放的中小造紙企業(yè)面臨著被迫關(guān)閉的處境；在經(jīng)濟利益驅(qū)動下， 一些地區(qū)出現(xiàn)的已關(guān)閉企業(yè)死灰復(fù)燃現(xiàn)象也屢見不鮮。為了解決上述中小廢紙造紙企業(yè)的環(huán)境保護和清潔生產(chǎn)問題，有必要開發(fā)一種廢水處理投資成本低并可實現(xiàn)凈化廢水和污泥循環(huán)利用的新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種利用功能性礦物粉體作為水處理劑處理以廢紙為原料造紙廢水的方法。與傳統(tǒng)造紙廢水的處理工藝相比，采用本發(fā)明處理廢紙造紙廢水工藝簡單，設(shè)備投資成本低，不僅可以實現(xiàn)再生水100 %的循環(huán)利用，還可以將廢水污泥直接用于再生紙板填料，實現(xiàn)紙廠廢棄固體物的再利用。本發(fā)明處理廢紙造紙廢水的原理是這樣的儲存于造紙廢水儲存池中的廢水通過計量泵注入特制的帶有攪拌和液位控制裝置的廢水固液分離塔；置于復(fù)合改性礦物粉體儲倉中的水處理劑通過螺旋輸送器，計量進入固液分離塔與廢水混合；再將儲存于藥劑儲罐中質(zhì)量百分比濃度為0. -0.2%的陽離子型或陰離子型聚丙烯酰胺稀釋液通過計量泵注入固液分離塔內(nèi)，繼續(xù)混合均勻；停止固液分離塔中的攪拌裝置使固液分離塔中相對靜止的廢水與復(fù)合改性礦物水處理劑和聚丙烯酰胺稀釋液充分有效反應(yīng)；根據(jù)重力沉降原理，廢水中的固形物迅速絮凝成大團粒并沉積至固液分離塔錐形底部，實現(xiàn)廢水的固液分離；固液分離塔上部分離出的潔凈水，通過設(shè)置于固液分離塔中部帶有電磁閥控制裝置的清水排出管道流入清水儲存池，通過泵送至造紙車間，用于造紙抄造用水；沉積于固液分離塔底部的污泥漿料通過固液分離塔錐體底部帶有電磁閥控制裝置的排出管道，經(jīng)篩選凈化預(yù)處理，進入帶有攪拌的污泥槽，通過泵送至造紙車間，用于再生紙板填料。一種處理以廢紙為原料造紙廢水的方法，其特征在于水處理系統(tǒng)主要由廢水儲池、固液分離塔、礦物粉體水處理劑儲倉、藥劑儲罐、清水儲池、污泥漿料儲池，以及與其關(guān)聯(lián)的計量泵和粉體計量輸送裝置、閥門、控制系統(tǒng)等部分組成。本發(fā)明設(shè)計的固液分離塔是由圓柱錐形罐體以及設(shè)置于罐體中央內(nèi)部的攪拌器組成，攪拌器轉(zhuǎn)速為每分鐘250-300轉(zhuǎn)；罐體材料可以選擇金屬板、工程塑料或鋼筋混凝土制成；罐體的高徑比大于3 1 ；沿塔體上部圓柱形罐體內(nèi)壁設(shè)置了 2-3組液位傳感器，以及由微機控制的清潔水排出口閥門，以控制廢水固液分離后清潔水的排出；塔體錐體底部設(shè)有由微機控制的污泥排除閥門，以控制固液分離后沉積污泥漿料的排出。根據(jù)本發(fā)明，固液分離塔是根據(jù)紙廠廢水處理量，由若干座并聯(lián)的固液分離塔組成，并與相關(guān)聯(lián)的管線、閥門、微機控制系統(tǒng)聯(lián)接，以保障廢水處理的連續(xù)性和穩(wěn)定性。一種處理以廢紙為原料造紙廢水的方法，其特征在于利用復(fù)合功能性礦物粉體作為水處理劑。本發(fā)明可以根據(jù)不同紙廠廢水的理化特性，選擇性地采用具有功能特性的多種非金屬礦物中的粉體進行復(fù)配，并經(jīng)化學(xué)改性處理后的復(fù)合粉體作為水處理劑，從而大大提高了廢水凈化效果和效率。根據(jù)本發(fā)明，水處理劑的礦物組成主要由纖維狀礦物和具有高孔隙率、高吸附性、 離子交換性的兩類礦物組成，化學(xué)改性劑主要由對廢水起到電離平衡和絮凝作用的鋁鹽和有機高分子化合物組成。充分利用不同礦物粉體的比重、形態(tài)比、離子交換性、電化學(xué)性、高吸附性，相互取長補短，同時借助改性劑對廢水中的細(xì)小固形物的絮凝絡(luò)合作用，使廢水中的固形物迅速形成較大的絮聚團粒，大大提高絮凝團粒與水的沉降分離效率。具有高孔隙率、高吸附性、離子交換性的礦物粉體對廢水中的鹽類和陰離子黏性物等有害物質(zhì)同時起到脫色、除異味，以及明顯降低再生水中的氨、氮、磷含量等凈化水質(zhì)的效果，更加適用雜質(zhì)含量高的以廢紙為原料造紙廢水的凈化。根據(jù)本發(fā)明，復(fù)合改性礦物粉體中的功能性礦物種類可以是合成硅酸鈣，天然硅藻土、沸石、火山灰、膨潤土，凹凸棒土、海泡石、硅灰石中的2-5種組成；礦物種類的選擇和配比是根據(jù)不同紙廠廢水的品質(zhì)特性決定。復(fù)合改性礦物粉體水處理劑的細(xì)度為> 150 目，每IOOg復(fù)合改性水處理劑以蓖麻油表示的吸油值彡30g。根據(jù)本發(fā)明，復(fù)合改性礦物粉體中的化學(xué)改性劑包括對廢水起到電離平衡和絮凝作用的鋁鹽(如硫酸鋁、聚合氯化鋁)和有機高分子化合物(如陽離子或陰離子型聚丙烯酰胺、陽離子聚乙烯亞胺等)組成。一種處理以廢紙為原料造紙廢水的方法，其特征在于經(jīng)固液分離后的濃縮污泥漿料可用于再生紙板的填料。根據(jù)本發(fā)明，由固液分離塔排出的污泥漿料通過60-120目篩網(wǎng)過篩后，直接通過計量泵送至造紙車間的配漿池，污泥填料的加入量為以絕干再生紙料為基準(zhǔn)5% -20%的質(zhì)量百分比。由于復(fù)合改性礦物粉體水處理劑中含有長徑比較大的纖維狀礦種，以及有機高分子聚合物，從而有助于礦物粉體填料的保留率，提高紙張灰分和改善紙板質(zhì)量，如紙板的環(huán)壓指數(shù)、挺度、吸水性等指標(biāo)。傳統(tǒng)的造紙水處理工藝系統(tǒng)包含纖維分離、浮選、生化處理、曝氣、污泥濃縮脫水等工藝裝置。采用本發(fā)明水處理系統(tǒng)，工藝簡單；占地面積小，約為傳統(tǒng)設(shè)施占地面積的 1/3 ；設(shè)備投資小，只相當(dāng)傳統(tǒng)裝備投資的1/2。以廢紙為原料制漿造紙產(chǎn)生的廢水，采用本發(fā)明處理后，分離的清潔水可100%循環(huán)用于抄紙過程，排出的污泥則用于再生紙板填料從而實現(xiàn)了以廢紙為原料造紙廠廢水和污泥的雙零排放。


圖1為污水處理系統(tǒng)工藝流程示意圖。
圖2為固液分離塔結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下實施例僅為了進一步說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。實施例1 以回收廢紙為原料，長網(wǎng)紙機生產(chǎn)再生瓦楞紙的某紙廠。通過計量泵，將紙廠廢水儲池中儲存了 15天以上的廢水，注入至300m3容積的固液分離塔中；啟動固液分離塔中的攪拌器，同時將復(fù)合改性礦物粉體儲倉中的水處理劑通過螺旋輸送器計量加入到固液分離塔中的廢水中，水處理劑加入量為每立方廢水1. ^cg,共混；再將儲存于藥劑儲罐中預(yù)先稀釋至0. 1% -0. 2%質(zhì)量濃度的陽離子型聚丙烯酰胺稀釋液，通過計量泵注入固液分離塔中，混合均勻，聚丙烯酰胺稀釋液加入量為每立方廢水120mL;繼續(xù)混合攪拌5min后，停止攪拌；待固液分離塔中的廢水靜止約30min后，依次打開塔體上部、中部和下部的清水排出閥，排出塔體上部的清潔水至清潔水儲池，根據(jù)造紙車間的需要，通過輸水泵將清潔水輸送至造紙車間，用于抄造生產(chǎn)用水。沉積于固液分離塔錐體底部的污泥，通過污泥漿料排出閥，經(jīng)過80目篩網(wǎng)后，排入污泥漿料儲池；根據(jù)造紙車間的工藝需要，通過輸漿泵將污泥輸送至造紙車間的配漿池，用于紙張?zhí)盍?。選擇兩種復(fù)合改性礦物粉體水處理劑，其配方分別為1#水處理劑中含合成硅酸鈣35份，針狀凹凸棒土 25份，海泡石20份，沸石15份，硅灰石15份，以五種復(fù)合礦物粉體質(zhì)量為基準(zhǔn)的硫酸鋁改性劑添加量為0. 02%的質(zhì)量百分比。2#水處理劑中針狀凹凸棒土 50份，海泡石30份，火山灰20份，以3種復(fù)合礦物粉體質(zhì)量為基準(zhǔn)的陽離子聚乙烯亞胺改性劑添加量為0. 02%的質(zhì)量百分比。兩種復(fù)合改性礦物粉體水處理劑的性能如下表1所示表1、兩種復(fù)合改性粉體水處理劑性能
指標(biāo)1#復(fù)合改性水處理劑2#復(fù)合改性水處理劑吸油值(g/100g)6346細(xì)度，I5O目篩通過率(％)100100pH 值(20% )89造紙廢水凈化前后的理化特性分析測定結(jié)果列入表2。采用1#水處理劑進行廢水處理后的污泥用于抄造瓦楞芯紙板填料的紙板特性測試結(jié)果列入表3。表2、造紙廢水凈化前后理化特性分析結(jié)果
測試項目COD (mg/L)BOD (mg/L)色度 (倍)固形物 (mg/ L)濁度 (NT U)PH總氮 (mg/ L)總磷 Cmg/ L)氨氮 (mg/ L)處理前廢水1.05x1043.59x1032000338627006.9205.72.權(quán)利要求
1.一種處理以廢紙為原料造紙廢水的方法，其特征在于采用復(fù)合改性礦物粉體作為水處理劑，并通過與水處理劑相配合的由廢水儲池、固液分離塔、水處理劑儲倉、藥劑儲罐、清水儲池、污泥儲池等裝置集成的水處理系統(tǒng)組成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種處理以廢紙為原料造紙廢水的方法，其特征在于復(fù)合改性礦物粉體水處理劑中的功能性礦物粉體包括合成硅酸鈣，天然硅藻土、沸石、凹凸棒土、膨潤土、火山灰、海泡石、硅灰石中的兩種以上的礦物組成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種處理以廢紙為原料造紙廢水的方法，其特征在于復(fù)合礦物粉體中的化學(xué)改性劑包括對廢水起到電離平衡和絮凝作用的鋁鹽和有機高分子化合物組成。
4.如權(quán)利要求1所述的一種處理以廢紙為原料造紙廢水的方法，其特征在于復(fù)合改性礦物粉體水處理劑的細(xì)度為> 150目標(biāo)準(zhǔn)篩，每IOOg水處理劑的吸油值> 30g。
5.如權(quán)利要求1所述的一種處理以廢紙為原料造紙廢水的方法，其特征在于固液分離塔是由圓柱錐形罐體以及設(shè)置于罐體中央內(nèi)部的攪拌器組成，攪拌器轉(zhuǎn)速為每分鐘 250-300轉(zhuǎn)，罐體材料由金屬板、工程塑料、鋼筋混凝土中的任何一種材料制成，罐體的高徑比大于3 1，沿塔體上部圓柱形罐體內(nèi)壁設(shè)置了 2-3組液位傳感器，以及由微機控制的清潔水排出口閥門，塔體錐底部設(shè)有固液分離后由微機控制的污泥排出閥門。
6.如權(quán)利要求1所述的一種處理以廢紙為原料造紙廢水的方法，其特征在于經(jīng)凈化的清潔水質(zhì)量可100%用于再生紙和紙板的生產(chǎn)用水，排出的污泥直接用于再生紙板填料，其污泥填料加填量為以絕干再生紙料為基準(zhǔn)5% -20%的質(zhì)量百分比。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種處理以廢紙為原料造紙廢水的方法。屬于造紙領(lǐng)域。利用復(fù)合改性礦物粉體作為水處理劑處理廢紙造紙廢水的方法。采用本發(fā)明的水處理劑具有除臭、脫色、提高固液分離速率，降低水中氨、氮、磷等的效果，處理造紙廢水工藝簡單、設(shè)備投資成本低、占地面積小，不僅可以實現(xiàn)廢水100％的循環(huán)利用，還可將廢水污泥用于再生紙板填料，改善紙張性能，實現(xiàn)污泥固體物的再利用。
文檔編號C02F103/28GK102259966SQ20111014118
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者孫德文, 宋寶祥, 徐清明, 狄宏偉, 王成海, 蘇艷群, 許澤紅 申請人:中國制漿造紙研究院