一種廢紙造紙廢水、污泥循環回用方法
【專利摘要】本發明公開了一種廢紙造紙廢水、污泥循環回用方法，屬于廢水、污泥資源化、清潔生產、循環經濟領域。本發明的廢紙造紙廢水、污泥循環回用的方法是循環式，即工業用水水源－企業生產加工－污水處理站－污水、污泥回用，提出了資源提取－產品加工－廢物排放－再生利用過程。本發明的方法可以解決傳統意義上的廢紙造紙企業污水、污泥處理后直接排放，不僅增加污染物排放而且造成水環境承載力問題，從高消耗、低效率、高排放發展模式轉變成低能耗、高效率、低排放發展模式，實現了企業水資源、污泥高效使用和循環利用，進而實現廢紙企業可持續發展。
【專利說明】一種廢紙造紙廢水、污泥循環回用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于廢水、污泥資源化、清潔生產、循環經濟領域，更具體地說，涉及一種用于造紙廢水、污泥處理及回用資源化的方法。
技術背景
[0002]隨著廢紙造紙的發展，其廢水的排放和治理也日益受到各界的重視。造紙企業采用廢紙作為原料抄紙，在制漿過程中一般每生產It廢紙漿，廢水排出量達60~100m3，廢水中主要含有半纖維素、木質素、無機酸鹽、細小纖維、無機填料以及油墨、染料等污染物。木質素、半纖維素主要形成廢水的COD及BOD ;細小纖維、無機填料等主要形成SS ;據有文獻報道，廢紙造紙生產廢水的COD為1000~5000mg/L，SS為700_3000mg/L。因此，廢紙造紙廢水具有“高濃度、高SS、難降解和多變化”四大特征。
[0003]由于國內以廢紙為原料的再生紙板生產企業規模大多為每年5萬噸以下的中小紙廠，總數有1000余家，如此眾多的中小企業每年排出大量的生產廢水和固體廢棄物，嚴重污染區域水環境，以太湖流域為例，造紙行業排放的廢水在太湖流域工業廢水中占有很大的比例，造紙廢水的治理對于太湖流域的治理有很重要的影響。
[0004]一方面，2008年國家出臺并實施了《制漿造紙工業水污染物排放標準》(GB3544-2008)排放標準要求 COD ( 60mg/L，氨氮≤ 5mg/L，總氮≤ I Omg/L, TP≤0.5mg/L,噸紙排水量< 15m3/t。另一方面，國家加大了對廢棄固體排放物的治理力度，污泥的處理處置顯得尤為重要。此外，由于受國際金融危機影響，中小廢紙造紙企業資金不足、技術短缺，急需要適合企業特點的清 潔生產和廢水、污泥處理技術，進而實現投資低、運行成本小的可持續廢水和污泥循環利用技術。
[0005]專利201110234577.5，一種廢紙造紙的廢水處理方法，發明了包括一個將廢紙造紙的廢水引入進水隔柵，廢水通過進水隔柵處理后引入調節池，在調節池中加酸調節PH值，然后將調節池中的廢水通過泵提升至水解厭氧池進行水解厭氧，水解厭氧后的廢水引入第一沉淀池進行沉淀，沉淀后將上清液引入深層氣浮池進行氣浮處理，氣浮處理后將上清液引入生化池，生化池中設置有曝氣裝置，生化池處理后的上清液引入第二沉淀池進行沉淀，沉淀后的上清液引入逆向礦砂過濾池進行過濾，通過逆向礦砂過濾池的水回收利用。其不足之處在于:發明中采用加入硫酸加酸調節PH不僅增加企業運行成本，由于難以24h完全準確控制PH范圍將造成運行操作管理不方面；發明中末端采用砂濾裝置，在運行中需要不斷的反沖洗，且效果不穩定難以保證實際運行要求。
[0006]專利201220214225.3，一種廢紙造紙廢水處理系統，發明了包括依次連通的物化處理單元、厭氧處理單元、生物選擇單元、第一好氧處理單元、第二好氧處理單元和沉降單元；物化處理單元設有混凝劑投加裝置；第一好氧處理單元設有微生物菌劑投加裝置;第二好氧處理單元設有后生動物培養投加槽；第一好氧處理單元和第二好氧處理單元底部均設有與鼓風設備連通的曝氣管網；沉降單元設有連通厭氧處理單元和生物選擇單元的污泥回流管路。其不足之處在于:發明中重點是達標排放，并未涉及污水和污泥回用，物化處理單元采用PAC，將會則增加系統的鹽分，不便利于系統長期穩定運行。
[0007]專利201010229474.5，一種廢紙造紙污泥的脫水方法，其不足之處在于:僅僅對廢紙造紙廢水污泥脫水進行說明，對污泥回用和污泥回用后長期系統的穩定性沒有提及。
[0008]專利201110141181.6，一種處理以廢紙為原料造紙廢水的方法，利用復合改性礦物粉體作為水處理劑處理廢紙造紙廢水的方法。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、設備投資成本低、占地面積小，不僅可以實現廢水100%的循環利用，還可將廢水污泥用于再生紙板填料，改善紙張性能，實現污泥固體物的再利用。其不足之處在于:沒有生化處理單元，沒有充分發揮厭氧對污泥減量的作用；沒有對污泥中可能會引起回用系統發臭的短小纖維進一步去除，難以穩定系統的長期穩定。
【發明內容】
[0009]1、本發明要解決的技術問題
[0010]針對現有技術中存在的廢紙造紙廢水和污泥處理效率低、成本高、穩定性差等問題，本發明提供了一種廢紙造紙廢水、污泥循環回用方法，該方法適用于中小造紙企業的污水、污泥回用，排放低、效率高、成本低、穩定性好，且可改善紙張性能，實現可持續發展。
[0011]2、技術方案
[0012]本發明的目的通過以下技術方案實現。
[0013]一種廢紙造紙廢水、污泥循環回用方法，其步驟為:
[0014]I)廢水由車間集水池自流至調節池以均衡水質水量，在所述的調節池前設置格柵以除去大顆粒的 懸 浮物，避免對后續設備造成損壞，有利于系統的穩定運行；
[0015]2)調節池出水通過提升泵送入混凝反應池，在此投加硅藻土混凝劑120_260mg/L、PAM助凝劑0.5-1.0mg/L，通過初沉池去除懸浮物以及部分溶解性有機物；
[0016]3)初沉池出水自流進入中間水池，中間水池出水部分回用至蓄漿池，部分進入后續生化處理，其中回用水量與繼續生化處理水量比例為2~3:1 ;
[0017]4)中間水池出水自流至厭氧水解池，厭氧水解池的作用是在厭氧的條件下將廢水中的難降解有機物轉化為易生物降解的小分子有機物，降低廢水的毒性，提高廢水的可生化性；其次，二沉池產生的剩余污泥回流至厭氧水解池進行厭氧消化，可以削減污泥量，降低污泥處理成本；
[0018]5)厭氧水解池出水進入缺氧池，進行反硝化脫氮，然后進入好氧池去除有機物和SS ；
[0019]6)好氧池出水進入二沉池，二沉池的作用是進行泥水分離，污泥分別回流至缺氧池和厭氧水解池，剩余污泥排入污泥池；
[0020]7 ) 二沉池出水進入清水池,清水池出水回用至蓄漿池和配漿池；
[0021]8)初沉池物化污泥和二沉池生化污泥按照質量比5~6:1比例排入污泥池，通過攪拌機進行攪拌，然后通過臭氧氧化裝置向污泥池內投加臭氧10~20mg/L，最終將污泥輸送至板框壓濾機，在板框壓濾機中同時投加硅藻土混凝劑180~280mg/L、PAM助凝劑
0.5~1.0mg/L進行脫水 ，污泥回用至蓄漿池，上清液排入調節池。
[0022]本發明的進一步的改進在于，所用硅藻土pH6.5~8.5，細度≤220目，表面積范圍為 50 ~60cm2/g。
[0023]本發明的進一步的改進在于，所述的污泥池由鋼砼池體以及設置于池體中央內部的攪拌機組成，攪拌機轉速為每分鐘320-400轉，污泥池設置有泥斗，有效水深4.0m以上，沿池壁設置了高液位計和低液位計，池體底部設有固液分離的污泥排出口，由電腦控制的上清液排出口閥門和池體底部的污泥排出閥門。
[0024]上述的蓄漿池和配漿池均為造紙過程中的工序。廢水經上述處理后得到的清水，再連同廢紙一起依次再經毛漿池、壓力篩、漿池、斜網濃縮、配漿池、紙機、壓榨、烘干、漿池、卷紙，最終得成品紙。
[0025]3、有益效果
[0026]相比于現有技術，本發明的優點在于:
[0027](I)本發明打破了傳統的廢紙造紙企業水資源提取一產品加工一廢物排放的過程，即工業用水水源一企業生產加工一污水處理站一排放，本發明廢紙造紙廢水、污泥循環回用的方法是循環式，即工業用水水源一企業生產加工一污水處理站一污水、污泥回用，提出了資源提取一產品加工一廢物排放一再生利用過程，這種方法可以解決傳統意義上的廢紙造紙企業污水、污泥處理后直接排放，不僅增加污染物排放而且造成水環境承載力問題。從高消耗、低效率、高排放發展模式轉變成低能耗、高效率、低排放發展模式，實現了企業水資源、污泥高效使用和循環利用，進而實現廢紙企業可持續發展；
[0028](2)采用本發明的方法，整個系統中清潔水質量可100%用于再生紙和紙板的蓄漿池和配漿池生產用水，排出的污泥直接用于再生紙板漿料；
[0029]( 3 )本發明提供了一種用于廢紙造紙企業廢水、污泥循環回用的方法，發明中使用混凝效果好、運行管理方便、投資省、見效快的硅藻土混凝劑，高效實現細小纖維的回收；厭氧水解一 A/0工藝為主的生化處理工藝，有效降低C0D、氨氮等影響廢水循環的水質指標，COD去除率> 85%，氨氮去除率> 80% ;發明中使用初沉池物化污泥和二沉池生化污泥按照質量比5:1-6:1比例混合，然后攪拌，臭氧氧化，提高污泥脫水效果和穩定性，有效除臭、脫色，具有工藝簡單，成本低廉，可大幅減少污泥排放和有效利污泥資源，易于實施的特點；通過二沉池污泥回流至厭氧水解，充分發揮厭氧菌對污泥的削減，實現系統內的污泥減量化，投資省、運行費用低、見效快，推廣應用價值高；
[0030](4)本發明采用硅藻土混凝劑對廢紙造紙廢水中懸浮物SS和COD的去除率較好，強化了混凝劑的吸附架橋功能；具有投加量少，PH的適用范圍寬，降低廢水處理中鹽度的加入等顯著特點。尤其是大大減少了鹽分的累計對廢紙造紙廢水帶來對產品質量影響，保證回用系統長期穩定；
[0031](5)本發明采用電腦控制上清液排出口閥門和池體底部的污泥排出閥門，上清液和污泥可及時、 合理排出，具有便于管理、節約成本、提高回用系統穩定性等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合實施例和附圖進一步介紹本發明的技術方案。[0034]實施例1
[0035]某廢紙造紙企業，采用國內廢紙為原料生產瓦楞紙，具備3200配漿池多缸紙機一臺，車速約80米/分，實際生產普通瓦楞紙2萬噸/年，廢水產生量為900t/d，pH7~9，COD ( 4500mg/L, SS ≤ 1500mg/L，氨氮≤25mg/L。采用本發明的工藝，結合圖1，其處理步驟為:
[0036]I)廢水由廢紙造紙車間集水池自流至調節池，調節池停留時間18h ；
[0037]2)調節池出水通過提升泵進入混凝反應池，在此投加硅藻土混凝劑260mg/L、PAM助凝劑1.0mg/L，通過初沉池去除懸浮物以及部分溶解性有機物。其中，所用硅藻土，pH6.5，細度≥220目，表面積范圍為50cm2/g。
[0038]3)初沉池出水自流進入中間水池，中間水池出水部分回用至蓄漿池，部分進入后續生化處理，其中回用水量與繼續生化處理水量比例為2:1，即回用水量600t/d，繼續生化處理水量300t/d。此時水質為:pH8~9，COD≤1500mg/L, SS≤500mg/L，氨氮≤20mg/L。COD去除率≥66.7%, SS去除率≥66.7%,氨氮去除率≥20%。
[0039]4)中間水池出水自流至厭氧水解池，厭氧水解池停留時間24h，污泥濃度12g/L，污泥削減25%。
[0040]5)厭氧水解池出水進入A/Ο池，通過曝氣去除有機物和SS，運行管理較方便，出水水質良好。
[0041 ] 6 )A/0池出水進入二沉池，二沉池的作用是進行泥水分離，污泥分別回流至缺氧池和厭氧水解池，剩余污泥排入污泥池。
[0042]7) 二沉池出水可進入清水池，清水池出水可根據需要進行回用至蓄漿池和配漿池。此時水質為:pH8~9，COD ( 300mg/L, SS ( 100mg/L，氨氮≤10mg/L。COD總去除率≥93.3%，SS總去除率≥93.3%，氨氮總去除率≥60%。
[0043]8)初沉池物化污泥和二沉池生化污泥按照質量比5:1比例排入污泥池。污泥池由鋼砼池體以及設置于池體中央內部的攪拌機組成，攪拌機轉速為每分鐘320-400轉，污泥池設置有泥斗，有效水深4.0m，沿池壁設置了高液位計和低液位計，池體底部設有固液分離的污泥排出口，由電腦控制的上清液排出口閥門和池體底部的污泥排出閥門。通過攪拌機進行攪拌，攪拌機轉速為每分鐘400轉，然后通過臭氧氧化裝置向污泥池內投加臭氧20mg/L，最終將污泥輸送至板框壓濾機同時投加硅藻土混凝劑280mg/L、PAM助凝劑1.0mg/L進行脫水，污泥回用至蓄漿池，上清液排入調節池。
[0044]實施例2
[0045]某廢紙造紙企業，采用國內廢紙為原料生產瓦楞紙，實際生產普通瓦楞紙3萬噸/年，廢水產生量為 1600t/d，pH7 ~9，COD ( 3200mg/L, SS ( 900mg/L，氨氮≤ 25mg/L。
[0046]I)廢水由廢紙造紙車間集水池自流至調節池，調節池停留時間18h ；
[0047]2)調節池出水通過提升泵進入混凝反應池，在此投加硅藻土混凝劑120mg/L、PAM助凝劑0.5mg/L，通過初沉池去除懸浮物以及部分溶解性有機物。其中，所用硅藻土，pH8.5，細度≥220目，表面積范圍為60cm2/g。
[0048]3)初沉池出水自流進入中間水池，中間水池出水部分回用至蓄漿池，部分進入后續生化處理，其中回用水量與繼續生化處理水量比例為3:1，即回用水量1200t/d，繼續生化處理水量400t/d。此時水質為:pH8~9，COD ( 1000mg/L, SS ( 450mg/L，氨氮≤18mg/L。COD去除率≥68.8%, SS去除率≥50%,氨氮去除率≥28%。
[0049]4)中間水池出水自流至厭氧水解池,厭氧水解池停留時間24h,污泥濃度12g/L,污泥削減20%。
[0050]5)厭氧水解池出水進入A/0池，通過曝氣去除有機物和SS，運行管理較方便，出水水質良好。
[0051 ] 6 )A/0池出水進入二沉池，二沉池的作用是進行泥水分離，污泥分別回流至缺氧池和厭氧水解池，剩余污泥排入污泥池。
[0052]7) 二沉池出水可進入清水池，清水池出水可根據需要進行回用至蓄漿池和配漿池。此時水質為:pH8~9，COD ≤280mg/L, SS ≤90mg/L,氨氮≤8mg/L。COD總去除率≥91.2%, SS總去除率≥90%,氨氮總去除率≥68%。
[0053]8)初沉池物化污泥和二沉池生化污泥按照質量比6:1比例排入污泥池，通過攪拌機進行攪拌，攪拌機轉速為每分鐘320轉，然后通過臭氧氧化裝置向污泥池內投加臭氧
1Omg/L,最終將污泥輸送至板框壓濾機同時投加硅藻土混凝劑180mg/L、PAM助凝劑0.5mg/L進行脫水，污泥回用至蓄漿池，上清液排入調節池。
[0054]實施例3
[0055]其它操作條件同實施實例1，混凝反應池，在此投加硅藻土混凝劑200mg/L、PAM助凝劑 0.8mg/L，此時水質為:pH8 ~9，COD ≤1920mg/L, SS ≤580mg/L，氨氮≤22mg/L。COD去除率≥57.3%，SS去除率≥61.3%，氨氮去除率≥12%。
[0056]實施例4
[0057]其它操作條件同實施實例1，回用水量與繼續生化處理水量比例為3:1，即回用水量675t/d，繼續生化處理水量225t/d。二沉池出水水質為:pH8~9，COD ≤290mg/L,SS ≤90mg/L，氨氮≤9.5mg/L。COD總去除率≥93.5%，SS總去除率≥94.0%，氨氮總去除率≥62%。
[0058]實施例1~4的整個系統中清潔水質量均可100%用于再生紙和紙板的蓄漿池和配漿池生產用水，排出的污泥直接用于再生紙板漿料。
【權利要求】
1.一種廢紙造紙廢水、污泥循環回用方法，其步驟為: 1)廢水由車間集水池自流至調節池以均衡水質水量，在所述的調節池前設置格柵以除去大顆粒的懸浮物，避免對后續設備造成損壞，有利于系統的穩定運行； 2)調節池出水通過提升泵送入混凝反應池，在此投加硅藻土混凝劑120-260mg/L、PAM助凝劑0.5-1.0mg/L，通過初沉池去除懸浮物以及部分溶解性有機物； 3)初沉池出水自流進入中間水池，中間水池出水部分回用至蓄漿池，部分進入后續生化處理，其中回用水量與繼續生化處理水量比例為2~3:1 ; 4)中間水池出水自流至厭氧水解池，厭氧水解池的作用是在厭氧的條件下將廢水中的難降解有機物轉化為易生物降解的小分子有機物，降低廢水的毒性，提高廢水的可生化性；其次，二沉池產生的剩余污泥回流至厭氧水解池進行厭氧消化，可以削減污泥量，降低污泥處理成本； 5)厭氧水解池出水進入缺氧池，進行反硝化脫氮，然后進入好氧池去除有機物和SS； 6)好氧池出水進入二沉池，二沉池的作用是進行泥水分離，污泥分別回流至缺氧池和厭氧水解池，剩余污泥排入污泥池； 7)二沉池出水進入清水池,清水池出水回用至蓄漿池和配漿池； 8)初沉池物化污泥和二沉池生化污泥按照質量比5~6:1比例排入污泥池，通過攪拌機進行攪拌，然后通過臭氧氧化裝置向污泥池內投加臭氧10~20mg/L，最終將污泥輸送至板框壓濾機，在板框壓濾機中同時投加娃藻土混凝劑180~280mg/L、PAM助凝劑0.5~1.0mg/L進行脫水，污泥回用至蓄漿池，上清液排入調節池。
2.根據權利要求1所述的廢紙造紙廢水、污泥循環回用方法，其特征在于:所用硅藻土ρΗ6.5~8.5，細度≤220目，表面積范圍為50~60cm2/g。
3.根據權利要求1所述的廢紙造紙廢水、污泥循環回用方法，其特征在于:所述的污泥池由鋼砼池體以及設置于池體中央內部的攪拌機組成，攪拌機轉速為每分鐘320-400轉，污泥池設置有泥斗，有效水深4.0m以上，沿池壁設置了高液位計和低液位計，池體底部設有固液分離的污泥排出口，由電腦控制的上清液排出口閥門和池體底部的污泥排出閥門。
【文檔編號】C02F11/14GK103864266SQ201410111144
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月24日 優先權日:2014年3月24日
【發明者】吳海鎖, 許明, 涂勇 申請人:江蘇省環境科學研究院