專利名稱：造紙廢水深度處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種造紙廢水深度處理后回用的方法，尤其涉及一種 造紙廢水在經(jīng)二級(jí)生化處理后進(jìn)行深度處理的脫色工藝。
背景技術(shù)：
造紙工業(yè)廢水屬于高色度、高堿度、高有機(jī)污染物、可生化降解 性低的高難度工業(yè)廢水，廢水中含有多種烴、酚、酸、苯、蒽、醌等 有機(jī)物及其衍生物、聚合物、鹵代物，尤其是木質(zhì)素更是難以生化降 解。造紙企業(yè)對(duì)其廢水一般都進(jìn)行了二級(jí)生化處理，甚至三級(jí)處理，
但其出水的化學(xué)需氧量(簡稱C0D) —般在150mg/L以上，色度的稀 釋倍數(shù)大于64倍，而5日生化需氧量(簡稱BOD5)通常都很低，采 用常規(guī)的生化法深度處理工藝，無法進(jìn)一步使其COD與色度大幅度降 低。通過對(duì)二級(jí)處理排放的廢水組份研究，表現(xiàn)色度的物質(zhì)是該廢水 COD的主要來源，要想COD滿足要求，必須降低其色度，廢水的脫色
處理是關(guān)鍵工序。
造紙廢水的深度處理主要的就是解決其脫色問題，同時(shí)，造紙廢 水的脫色是水處理界面臨的一大難題。目前，對(duì)于脫色處理的常規(guī)工 藝為吸附法、氧化法、高效脫色工程菌、電解法、UF+RO(超濾+反滲 透)膜法等。但這幾種常規(guī)的工藝都存在缺陷吸附法需要投加大量 吸附劑，吸附飽和后失效，成本高且產(chǎn)生大量的污泥；氧化法(臭氧、 雙氧水、次氯酸等)對(duì)該造紙廢水的脫色效果不明顯，達(dá)不到脫色的 目的；高效脫色工程菌需要的條件苛刻，難以在工程化應(yīng)用；電解法 效果好，但電耗高，導(dǎo)致運(yùn)行成本無法接受；UF+RO膜法對(duì)降低懸浮
物(ss)、脫鹽效果非常好，但對(duì)于引起造紙廢水色度的木質(zhì)素的去
除效果有待驗(yàn)證，且其建造成本與運(yùn)行費(fèi)用都非常高。要想降低脫色 成本并能達(dá)到好的脫色效果，必須改變傳統(tǒng)的脫色方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝簡單、操作方便且成本 低廉的造紙廢水深度處理工藝。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明釆用如下技術(shù)方案 一種造紙廢水深度處理工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟
① 將經(jīng)二級(jí)生化處理后的造紙廢水引入微曝氣鐵還原床，在微 曝氣鐵還原床中裝填鐵屑，造紙廢水在微曝氣鐵還原床中進(jìn)行還原反 應(yīng)；
② 將步驟①處理后的出水引入混凝池中，在混凝池中加入混凝 劑和助凝劑，促使水中的顆粒凝聚；
③ 將步驟②處理后的出水引入沉淀池中進(jìn)行泥水分離；
④ 將沉淀池的出水引入過濾池中進(jìn)行過濾，過濾后的出水經(jīng)殺 菌消毒后，引入回用水管網(wǎng)；
⑤ 將沉淀池中的污泥以及過濾池中的反沖洗排污水引入污泥 濃縮池，經(jīng)脫水后外運(yùn)處置；同時(shí)，脫水濾液和污泥濃縮池的溢流液 引入混凝池中進(jìn)行再處理。
在步驟①進(jìn)行過程中，向微曝氣鐵還原床通入空氣，以增大微曝 氣鐵還原床中還原反應(yīng)的反應(yīng)速度。
所述的微曝氣鐵還原床的控制參數(shù)為鐵屑充填率2%~4%、鐵 屑填料層的高度為1.2~1.5m、待處理廢水在微曝氣鐵還原床內(nèi)的停 留時(shí)間30 ~ 60min、廢水上升流速3. 5 ~ 4m/h、水回流比100% ~ 200%,
且鐵屑為已經(jīng)去除其表面油膜和氧化膜的鐵屑。
在步驟②中加入的混凝劑為PAC，其投加量為50~ 200mg/L;在
步驟②中加入的混凝劑為改性的膨潤土或改性的凹凸棒土 ，其投加量 為20~50mg/L。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明工藝簡單而且成本低廉。在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)造紙廢水 進(jìn)行脫色處理的傳統(tǒng)理念就是釆用氧化法，而傳統(tǒng)的氧化法脫色在造 紙廢水深度處理上成本高，且脫色效果不理想，即使釆用強(qiáng)氧化劑雙 氧水處理進(jìn)行氧化處理，其效果也不明顯，色度的稀釋倍數(shù)在32倍 以上，而釆用本工藝進(jìn)行脫色時(shí)，僅僅將經(jīng)二級(jí)生化處理后的造紙廢 水引入微曝氣鐵還原床進(jìn)行還原反應(yīng)即可，不需要再對(duì)該造紙廢水針 對(duì)性的預(yù)處理，比如調(diào)節(jié)其PH值、在廢水中添加無機(jī)鹽離子，微曝 氣鐵還原床中也不需要投加碳、催化劑，在常溫下就能夠進(jìn)行還原反 應(yīng)，因此，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用，而且由于不需要在二級(jí)生化處理后的造 紙廢水投加強(qiáng)氧化劑，更有利于用本工藝?yán)眠€原原理對(duì)造紙廢水進(jìn) 行脫色處理。本發(fā)明中在微曝氣鐵還原床中進(jìn)行還原反應(yīng)的原理如 下由于造紙廢水中含鹽量很高，傳導(dǎo)性好，而鐵屑為鐵和碳的合金， 浸入該廢水中便會(huì)形成無數(shù)個(gè)微小的原電池，電位低的鐵為陽極，電 位高的碳為陰極。在陽極失去電子，鐵轉(zhuǎn)化為Fe2+，在氧的作用下又 被氧化為Fe、這樣使得廢水中的有機(jī)污染物質(zhì)得以還原，破壞其分 子結(jié)構(gòu)，降低其表面能而脫穩(wěn)，并能形成鐵鹽的絡(luò)合物，進(jìn)一步吸附 廢水中的色素；原電池的陰極，在氧的作用下發(fā)生
^ + ^" + 4"4^反應(yīng)，使得PH值升高，但由于鐵離子的水解作
用，又使得PH值降低，形成一個(gè)緩沖的微環(huán)境，微曝氣鐵還原床反 應(yīng)器的出水PH升高僅僅約0. 3~0. 5個(gè)PH值，無需加藥調(diào)整。進(jìn)行
還原反應(yīng)后，微曝氣鐵還原床中將產(chǎn)生大量的絮體，之后進(jìn)行沉淀處
理，這樣廢水的色度將大幅度降低，色度的稀釋倍數(shù)能達(dá)到2~4倍， 且C0D隨之SS的去除也得以大幅度降低，達(dá)到50mg/L以下的水平。
2. 釆用本工藝為造紙廢水進(jìn)行深度處理后，廢水能夠進(jìn)行回用。 因?yàn)獒娪迷摴に嚕挥谜{(diào)節(jié)造紙廢水的PH值，避免了向廢水中投加 無機(jī)鹽離子，同時(shí)在廢水中的大分子物質(zhì)脫穩(wěn)后，廢水中的總含鹽量、 堿度都有相應(yīng)程度的降低，減緩鹽在循環(huán)水中的累積作用，使得造紙 廢水在進(jìn)行深度處理后能進(jìn)行回用。
3、 本發(fā)明能縮短對(duì)廢水進(jìn)行處理的時(shí)間而且便于操作。在微曝 氣鐵還原床中進(jìn)行還原反應(yīng)的過程中，為了提高還原反應(yīng)的反應(yīng)速 度，向微曝氣鐵還原床中通入空氣，這樣就使得廢水與鐵屑能進(jìn)行充 分接觸，其攪拌與振蕩作用可以減弱濃差極化，加速了電極反應(yīng)的進(jìn) 行，并防止絮凝體在鐵屑表面的沉積而降低其效能，節(jié)約了還原反應(yīng) 的時(shí)間，進(jìn)而縮短了對(duì)廢水進(jìn)行處理的時(shí)間；同時(shí)，由于二級(jí)生化處 理后的造紙廢水中SS、生化需氧量(B0D)含量都較低，在微曝氣鐵
還原床中形成的生物膜非常少，在通入空氣后，使得摩擦剝脫作用增 強(qiáng)，在保證合理的上升流速作用下，不會(huì)產(chǎn)生堵塞作用。在正常運(yùn)行 條件下，微曝氣鐵還原床無需反沖洗，只需要定期裝填鐵屑即可，操 作管理十分方便。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明 圖1是本發(fā)明造紙廢水深度處理工藝的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
一種造紙廢水深度處理工藝，該工藝包括以下步驟 ①將經(jīng)二級(jí)生化處理后的造紙廢水引入微曝氣鐵還原床，在微 曝氣鐵還原床中裝填鐵屑，造紙廢水在微曝氣鐵還原床中進(jìn)行還原反
應(yīng)；
② 將步驟①處理后的出水引入混凝池中，在混凝池中加入混凝
劑和助凝劑，促使水中的顆粒凝聚；
③ 將步驟②處理后的出水引入沉淀池中進(jìn)行泥水分離；
④ 將沉淀池的出水引入過濾池中進(jìn)行過濾，過濾后的出水經(jīng)殺 菌消毒后，引入回用水管網(wǎng)；
將沉淀池中的污泥以及過濾池中的反沖洗排污水引入污泥 濃縮池，經(jīng)脫水后外運(yùn)處置；同時(shí)，脫水濾液和污泥濃縮池中的溢流 液引入混凝池中進(jìn)行再處理。
在步驟①進(jìn)行過程中，向微曝氣鐵還原床通入空氣，這樣就使得 廢水與鐵屑能進(jìn)行充分接觸，其攪拌與振蕩作用可以減弱濃差極化， 加速了電極反應(yīng)的進(jìn)行，并防止絮凝體在鐵屑表面的沉積而降低其效 能，以增大微曝氣鐵還原床中還原反應(yīng)的反應(yīng)速度，節(jié)約了還原反應(yīng) 的時(shí)間，進(jìn)而縮短了對(duì)廢水進(jìn)行處理的時(shí)間。
參照?qǐng)Dl,本發(fā)明的工藝流程如下經(jīng)過二級(jí)生化處理后的造紙 廢水，通過管線在提升泵的作用下，從底部送入微曝氣鐵還原床，該 微曝氣鐵還原床內(nèi)裝填鐵屑，在其底部通入空氣，并使微曝氣鐵還原 床進(jìn)行出水回流，經(jīng)微曝氣鐵還原床處理后的水進(jìn)入混凝池，加入混 凝劑與助凝劑以促使顆粒的凝聚，然后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離，污 泥通過排泥口排出，沉淀池的出水進(jìn)入過濾池進(jìn)行過濾，其反沖洗水 通過反沖洗水排口排出，過濾池的出水經(jīng)接觸消毒后進(jìn)入清水池，通 過加壓泵房送至回用水管網(wǎng)；沉淀池的排泥水、濾池的反沖洗排水進(jìn) 入污泥濃縮池，污泥經(jīng)污泥脫水機(jī)脫水后外運(yùn)處置，污泥濃縮池的溢 流液和污泥脫水機(jī)的濾后液通過排口排出，混合后進(jìn)入混凝池處理。
在本實(shí)施例中，所述的沉淀池為斜管沉淀池，其斜管直徑為①60， 由聚丙烯材質(zhì)制作而成，其表面負(fù)荷率為5~8m7m2.h,釆用該種沉 淀池能夠節(jié)省占地、減少投資、提高效能。
所述的微曝氣鐵還原床的控制參數(shù)為鐵屑充填率2%~4%、鐵 屑填料層的高度為1.2~1.5m、待處理廢水在微曝氣鐵還原床內(nèi)的停 留時(shí)間30 60min、廢水上升流速3. 5 4m/h、水回流比100% ~ 200%,
且鐵屑為已經(jīng)去除其表面油膜和氧化膜的鐵屑，其中鐵屑充填率是指 鐵的體積除以反應(yīng)器的容積，鐵的體積可以通過鐵屑的重量除以密度 計(jì)算得出。
廢水經(jīng)微曝氣鐵還原床反應(yīng)器處理后，形成諸多細(xì)小的絮體，若 直接進(jìn)行沉淀作用其效果不理想，為提高其處理效果，增加了一個(gè)混 凝工序，在該工序中投加絮凝劑與助凝劑。由于該廢水處理的目的是 進(jìn)行回用，故避免投加無機(jī)鹽，在本實(shí)施例中，在步驟②中加入的混
凝劑為PAC，在步驟②中加入的混凝劑為改性的膨潤土或改性的凹凸 棒土，其投加量應(yīng)根據(jù)各造紙廠的廢水特性試驗(yàn)確定， 一般情況下， PAC投加量為50 ~ 200mg/L，改性的膨潤土或凹凸棒土約20 ~ 50mg/L。 經(jīng)過沉淀分離后，出水COD為60-80mg/L,色度稀釋倍數(shù)為2 4倍， SS約20mg/L,其中PAC的作用是壓縮膠體雙電層，使得造紙廢水中 的膠體脫穩(wěn)，聚結(jié)成大的易于分離的絮體；改性的膨潤土或改性的凹 凸棒土的作用是改善絮體的沉降性能，同時(shí)這兩種助凝劑均具有較強(qiáng) 的吸附功能。
為進(jìn)一步將懸浮物分離，后接過濾工藝是必要的，它使得出水的 COD值隨著懸浮物質(zhì)的降低而降低，且濁度得以降低，起到把關(guān)的作 用。過濾的型式多種多樣，壓力式過濾與砂濾床過濾都可以達(dá)到要求， 若釆用砂濾床過濾，應(yīng)釆用均質(zhì)濾料的氣水反沖洗濾池，其設(shè)計(jì)參數(shù) 同一般廢水處理中的濾池設(shè)計(jì)參數(shù)。其出水效果為CODcr<50mg/L、 SS<5mg/L、濁度〈3度、色度稀釋倍數(shù)為2 4倍。
殺菌消毒的目的是為防止水回用過程中產(chǎn)生對(duì)設(shè)備與管道的微 生物腐蝕，建議采用氯、二氧化氯或次氯酸鈉消毒，接觸時(shí)間大于 45min為宜，加氯量為5~ 10mg/L，保證管網(wǎng)余氯量為0. 1 ~ 0. 5mg/L。
沉淀池的污泥、濾池的反沖洗排水進(jìn)入污泥濃縮池，經(jīng)脫水后外 運(yùn)處置；脫水濾液、濃縮池上清液排至混凝池進(jìn)行再處理，之所以排 入混凝池是基于以下原因考慮 一方面，該部分液體由于SS量較高， 若進(jìn)入微曝氣鐵還原床會(huì)產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，降低其處理效能；另 一方面， 經(jīng)微曝氣鐵還原床還原處理后的污水不會(huì)產(chǎn)生色度現(xiàn)象。
經(jīng)過上述處理的水，其含鹽量、硬度、堿度都有一定程度的降低, 為回用創(chuàng)造了條件，其經(jīng)加壓泵加壓后送入工藝補(bǔ)水管網(wǎng)進(jìn)行回用， 從而達(dá)到廢水資源化利用的目的。
權(quán)利要求
1、一種造紙廢水深度處理工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟①將經(jīng)二級(jí)生化處理后的造紙廢水引入微曝氣鐵還原床，在微曝氣鐵還原床中裝填鐵屑，造紙廢水在微曝氣鐵還原床中進(jìn)行還原反應(yīng)；②將步驟①處理后的出水引入混凝池中，在混凝池中加入混凝劑和助凝劑，促使水中的顆粒凝聚；③將步驟②處理后的出水引入沉淀池中進(jìn)行泥水分離；④將沉淀池的出水引入過濾池中進(jìn)行過濾，過濾后的出水經(jīng)殺菌消毒后，引入回用水管網(wǎng)；⑤將沉淀池中的污泥以及過濾池中的反沖洗排污水引入污泥濃縮池，經(jīng)脫水后外運(yùn)處置；同時(shí)，脫水濾液和污泥濃縮池的溢流液引入混凝池中進(jìn)行再處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的造紙廢水深度處理工藝，其特征在于 在步驟①進(jìn)行過程中，向微曝氣鐵還原床通入空氣，以增大微曝氣鐵 還原床中還原反應(yīng)的反應(yīng)速度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的造紙廢水深度處理工藝，其特征在于: 所述的微曝氣鐵還原床的控制參數(shù)為鐵屑充填率2%~4%、鐵屑填 料層的高度為1.2~1.5m、待處理廢水在微曝氣鐵還原床內(nèi)的停留時(shí) 間30~60min、廢水上升流速3. 5 ~ 4m/h、水回流比100%- 200%, 且鐵屑為已經(jīng)去除其表面油膜和氧化膜的鐵屑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的造紙廢水深度處理工藝，其特征在于: 在步驟②中加入的混凝劑為聚合氯化鋁，其投加量為50~ 200mg/L; 在步驟②中加入的混凝劑為改性的膨潤土或改性的凹凸棒土，其投加 量為20 50rag/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種造紙廢水深度處理工藝，該工藝包括以下步驟將經(jīng)二級(jí)生化處理后的造紙廢水引入微曝氣鐵還原床，在微曝氣鐵還原床中裝填鐵屑，造紙廢水在微曝氣鐵還原床中進(jìn)行還原反應(yīng)；將步驟①處理后的出水引入混凝池中，在混凝池中加入混凝劑和助凝劑，促使水中的顆粒凝聚；將步驟②處理后的出水引入沉淀池中進(jìn)行泥水分離；將沉淀池的出水引入過濾池中進(jìn)行過濾，過濾后的出水經(jīng)殺菌消毒后，引入回用水管網(wǎng)；將沉淀池中的污泥以及過濾池中的反沖洗排污水引入污泥濃縮池，經(jīng)脫水后外運(yùn)處置；同時(shí)，脫水濾液和污泥濃縮池中的溢流液引入混凝池中進(jìn)行再處理。本發(fā)明工藝簡單、脫色效果好而且成本低廉。
文檔編號(hào)C02F9/14GK101337752SQ200810022338
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者程寒飛, 圣 裴, 陳祥宏, 馬宗凱 申請(qǐng)人:中冶華天工程技術(shù)有限公司