專利名稱:堿法造紙黑液治理及綜合利用方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于堿法造紙黑液廢水處理方法,特別是用微生物技術(shù)處理堿法造紙黑液的方法。
造制紙工業(yè)以堿法制漿為主,約占化學(xué)漿的70%左右。我國現(xiàn)有的9000多家中小紙廠中,以堿法草漿較為普遍,年排造紙廢水約64億噸。由于尚無一種適應(yīng)中小型紙廠治理黑液的可行方法,大量廢液未經(jīng)處理即排入江河,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
在本發(fā)明作出以前,處理堿法造紙黑液的化學(xué)方法主要有燃燒法、胡敏酸銨法、磷肥法和電滲析法(高秋實(shí)等《環(huán)境工程學(xué)》,中國環(huán)境科學(xué)出版社1986年11月版,P86-89),而以燃燒法和胡敏酸銨法為主。燃燒法的方法是先將黑液蒸發(fā)濃縮至固體含量為45%以上;然后加入Na2SO4于1100℃溫度下燃燒;第三步,將燃燒后留下的無機(jī)物溶于水中,加石灰苛化得氫氧化鈉予以回收。胡敏酸銨法為第一,用廢酸調(diào)黑液pH值至1-2;第二,攪拌后,加氨水調(diào)pH值至7-8,即得胡敏酸銨(可作農(nóng)肥)。這些方法的共同缺點(diǎn)是設(shè)備投資大,能耗高。燃燒法中,苛化后剩余的CaCO3廢渣運(yùn)輸、堆放量大,不易處理。不適合中小型紙廠。
梁仁杰等在其《紙漿黑液改性制取工業(yè)型煤粘結(jié)劑研究》(《重慶環(huán)境科學(xué)》1990年10月,第12卷第5期,P1)的報(bào)告中提出了一種用褐煤使黑液改性制取工業(yè)型煤粘結(jié)劑的方法。用褐煤吸收黑液使其改性后作為壓制工業(yè)型煤的粘結(jié)劑。這一方法也因廢酸、褐煤等原料運(yùn)距遠(yuǎn)、運(yùn)量大等原因而難于推廣應(yīng)用。并且,黑液排放量大,而粘結(jié)劑的需求量小,難于擴(kuò)大黑液廢水的處理規(guī)模。
陳玉谷等提出了另一種方法,即厭氧生物降解處理法(《堿法草漿造紙蒸煮黑液厭氧生物降解及其主要微生物類群研究》,《中國沼氣》1991年11月第9卷第4期第5頁)。其作法是加鹽酸調(diào)黑液pH值至3,沉淀并去除木質(zhì)素;上清液中加入Ca(OH)2至pH6.5~7.0;調(diào)節(jié)C.N.P比例,加微量元素后即行微生物降解,可降低黑液中有機(jī)污染物COD及BOD的含量。這一方法需用大量鹽酸,有機(jī)物質(zhì)不能回收,耗費(fèi)大,成本高;未能綜合利用,經(jīng)濟(jì)效益差,難于推廣應(yīng)用。
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處,本發(fā)明提供一種處理堿法造紙黑液廢水的新方法,旨在其利用工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物吸收黑液和產(chǎn)酸菌群中和堿液和降解有機(jī)質(zhì);以廢治廢,降低治理成本,綜合利用,變廢為寶,使之產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益,適合中小紙廠大面積推廣應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是通過下述方案實(shí)現(xiàn)的。
堿法造紙黑液治理及綜合利用方法是堿法造紙黑液的處理方法,它包括利用微生物厭氧發(fā)酵過程。其全過程按下述步驟依次進(jìn)行1)沉淀將黑液輸入黑液收集池沉淀48小時(shí);
2)備料將作物秸桿或甘蔗髓渣粉碎為1.5mm細(xì)粉后過篩,打入草粉倉備用;
3)堿化將黑液和草粉同時(shí)輸入草粉噴淋拌和槽,以黑液充分噴淋拌和草粉,然后將噴淋拌和后的草粉推入草粉堿化池進(jìn)行堿化48小時(shí),黑液泵入量為草粉重量的5倍;
4)發(fā)酵將前步堿化料送入立式保溫厭氧發(fā)酵罐,加入瘤胃微生物塊曲、發(fā)酵營養(yǎng)素粉和無機(jī)氮源,進(jìn)行機(jī)動(dòng)攪拌和pH值調(diào)節(jié),于38~42℃下厭氧發(fā)酵5~7天;
5)曝氣將發(fā)酵好的醪液放入泄料池,從池底的濾液孔濾出重力水即濾液,濾液經(jīng)不斷的加速曝氣處理去除有機(jī)污染物COD和BOD后排放或用于提取粗酶制劑;
6)烘料將已排去重力水的瘤胃飼料送入烘干機(jī)烘干,使其水份含量≤14%;
7)碎料烘干后的瘤胃飼料干粉,經(jīng)除塵后粉碎過篩,使其細(xì)度為1.00mm,裝袋。
本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)合
給出。
圖1,用瘤胃微生物厭氧發(fā)酵消化堿性黑液并生產(chǎn)輔助飼料的工藝流程圖。
實(shí)施例堿法造紙黑液的消化及瘤胃飼料的制備。
1)沉淀將紙廠蒸煮球中的原黑液放入泄料池,通過帶式洗漿機(jī)將前段濃黑液160噸從管道放入黑液收集池進(jìn)行沉淀48小時(shí)。
2)備料用粉碎機(jī)將甘蔗髓渣50噸粉碎過篩為1.5mm細(xì)粉,打入草粉倉備用。
3)堿化用稱重車稱取甘蔗髓渣粉20噸,以帶式輸送機(jī)將其送入噴淋拌和槽;與此同時(shí),通過多孔布液管將100噸清黑液泵入噴淋拌和槽。以黑液充分噴淋拌和甘蔗髓渣;拌和完畢,用螺旋輸送器將拌和有黑液的甘蔗髓渣推入草粉堿化池,對(duì)甘蔗髓渣進(jìn)行堿化,堿化時(shí)間48小時(shí)。
4)發(fā)酵在175噸罐容的立式保溫發(fā)酵罐中,預(yù)先加入人工瘤胃塊曲7噸,或已擴(kuò)大的發(fā)酵液20噸。將前步的120噸堿化料用傳送帶和提升喂料機(jī)送入發(fā)酵罐中,再加入600公斤發(fā)酵營養(yǎng)素粉和700公斤碳銨,并注入已經(jīng)預(yù)熱至50℃的熱水20噸。用以廢蒸汽加熱至50~60℃的熱水通過罐內(nèi)的蛇形管回流保溫,進(jìn)行密閉厭氧發(fā)酵。發(fā)酵過程,維持溫度38~42℃,用注入黑液并不斷回流攪拌的裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)pH值至中性,破除浮殼并使醪液中的固相與液相保持均勻,以保證發(fā)酵的必需條件和速率。發(fā)酵時(shí)間5~7天,注入清黑液共200噸。
5)曝氣將發(fā)酵好的醪液140噸排入泄料池,發(fā)酵罐內(nèi)留20醪液作底料。將從池底通過壓濾板孔槽流出的濾液放入濾液收集池中,經(jīng)沉淀后的上部懸浮液進(jìn)入表面加速曝氣池,進(jìn)行加速曝氣,去除有機(jī)污染物COD和BOD后,達(dá)標(biāo)排放。下部沉降的絮結(jié)物作為菌種回收,泵入發(fā)酵罐內(nèi)供下批發(fā)酵繼續(xù)使用。
6)烘料將已濾去重力水(濾液)的發(fā)酵瘤胃飼料用傳送帶和提升喂料機(jī)送入轉(zhuǎn)筒式烘干機(jī)加熱干燥,至瘤胃飼料含水量為≤14%。
7)碎料將烘干后的瘤胃飼料干粉從轉(zhuǎn)筒式烘干機(jī)中卸入接料分離器,用風(fēng)機(jī)除塵后,再一次用粉碎機(jī)粉碎過篩,使其細(xì)度為1.00mm,即為瘤胃飼料干粉。
在本實(shí)施例中,制得瘤胃飼料19噸,收得率為95%。
本實(shí)施例中所使用的曝氣處理設(shè)施為常用的表面加速曝氣池。帶有厭氧發(fā)酵后降解有機(jī)物的濾液從曝氣池底部的進(jìn)水管泵入,隨著葉輪的高速旋轉(zhuǎn),濾液挾帶大量氣泡通過導(dǎo)流孔和徑向?qū)Я魅M(jìn)入導(dǎo)流區(qū)。由導(dǎo)流區(qū)進(jìn)入沉淀區(qū)的廢水在這里逐漸沉清,上層清水進(jìn)入出水槽通過出水管溢流排放。尚未被氧化分解的有機(jī)物在沉淀區(qū)下部可以通過裙罩所形成的順流圈重新進(jìn)入曝氣區(qū)。如此循環(huán)往復(fù),實(shí)現(xiàn)曝氣。
本發(fā)明具有如下特點(diǎn)1、黑液從洗漿機(jī)導(dǎo)出后,經(jīng)過自然沉淀而去掉泥沙和不易分解的雜物,保留了可以利用的堿液組分。
2、利用黑液中的主要化學(xué)成分NaOH對(duì)草粉進(jìn)行堿化,取代了一般瘤胃飼料生產(chǎn)中的石灰水上清液,草粉可吸收5倍重量的清黑液,處理量大,變廢為利。
3、在厭氧發(fā)酵過程中,利用了紙廠蒸煮球的廢蒸汽余熱加溫,從而降低了燃料消耗。
4、在瘤胃微生物厭氧發(fā)酵中所產(chǎn)生的大量脂肪酸,可將殘余的廢堿全部中和轉(zhuǎn)化為酯。發(fā)酵中,纖維素、半纖維素、NH4-N等有機(jī)物質(zhì)可降解轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)、脂肪酸及其它營養(yǎng)物質(zhì),組成瘤胃飼料。該飼料營養(yǎng)豐富,無毒,符合國家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
5、發(fā)酵過程中,為了調(diào)節(jié)pH值,還可注入與草粉重量相當(dāng)?shù)暮谝海纯蓪?shí)際消化黑液總量為草粉重量的6倍。
6、發(fā)酵飼料濾出液經(jīng)加速曝氣池好氧分解,使殘留的有機(jī)物質(zhì)含量減少,有機(jī)污染物COD、BOD去除率高,完全可達(dá)到工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn),符合環(huán)境保護(hù)的要求。
7、本法在處理黑液的同時(shí)生產(chǎn)瘤胃飼料,可同時(shí)消化糖廠的大量蔗髓廢渣,綜合利用,成本低,經(jīng)濟(jì)效益顯著,投資僅為燃燒法的五分之一,適合中小紙廠采用,能夠大面積推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.堿法造紙黑液的處理方法,包括利用微生物厭氧發(fā)酵過程,其特征是其全過程按下述步驟依次進(jìn)行1)沉淀將黑液輸入黑液收集池沉淀;2)備料將作物秸桿或甘蔗髓渣粉碎為1.5mm細(xì)粉后過篩,打入草粉倉備用;3)堿化將黑液和草粉同時(shí)輸入草粉噴淋拌和槽,以黑液充分噴淋拌和草粉,然后將噴淋拌和后的草粉推入草粉堿化池進(jìn)行堿化,黑液泵入量為草粉重量的5倍;4)發(fā)酵將前步堿化料送入立式保溫厭氧發(fā)酵罐,加入瘤胃微生物塊曲、營養(yǎng)素和氮源進(jìn)行機(jī)動(dòng)攪拌和pH值調(diào)節(jié),于38~42℃下厭氧發(fā)酵5~7天;5)曝氣將發(fā)酵好的醪液放入泄料池,從池底的濾液孔濾出重力水即濾液,濾液經(jīng)加速曝氣處理去除有機(jī)污染物COD和BOD后排放或用于提取粗酶制劑;6)烘料將已排去重力水的瘤胃飼料送入烘干機(jī)烘干,使其水份含量≤14%;7)碎料將烘干后的瘤胃飼料干粉取出,除塵后粉碎過篩,使其細(xì)度為1.00mm,裝袋。
全文摘要
堿法造紙黑液治理及縮合利用方法。按5∶1的重量比以黑液噴淋拌和堿化草粉;然后投入保溫厭氧發(fā)酵罐,加入瘤胃塊曲、營養(yǎng)素和氮源,于38~42℃下厭氧發(fā)酵5~7天;發(fā)酵濾液經(jīng)曝氣處理去除COD和BOD后排放;發(fā)酵料烘干粉碎制成瘤胃飼料。本法黑液消化量大,充分利用黑液中的NaOH和有機(jī)質(zhì),變廢為利,綜合利用,投資小、成本低、經(jīng)濟(jì)效益顯著,廢水排放達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn),瘤胃飼料無毒,符合國家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),適合中小紙廠采用。
文檔編號(hào)D21C11/04GK1083143SQ92108259
公開日1994年3月2日 申請(qǐng)日期1992年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月24日
發(fā)明者胡代澤, 譚祖群, 郎家文, 鮮義坤, 鄧茂常 申請(qǐng)人:四川省自然資源研究所