申请日2014.08.14
公开(公告)日2014.12.03
IPC分类号C02F103/28; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种造纸废水资源化处理系统，包括通过管道顺次相连的物化处理装置、生化处理装置、深度处理装置。本发明实现了废水分级处理、分级回用、污泥处理、烟气净化一体化的功能，该系统结构简单，过程易于控制，操作安全，易于检修。本发明还提供了相应的废水资源化处理工艺，包括物化处理、生化处理、二级回用水处理、深度处理、污泥处理和烟气处理等步骤，工艺简单，废水分级处理、分级回用，处理效果好，造粒后的污泥易于燃烧，实现了循环经济与环境保护的目的。本发明适用于造纸废水、污泥的处理。
权利要求书
1.一种造纸废水资源化处理系统，其特征在于：包括通过管道顺次相连的物化处理装置、生化处理装置、深度处理装置;
所述的生化处理装置还与二级回用水处理装置通过管路相连，所述的物化处理装置、生化处理装置、二级回用水处理装置、深度处理装置分别与第一泵、第二泵、第三泵、第四泵通过管道相连;所述的第一泵～第四泵通过管道分别与污泥处理装置相连，所述的污泥处理装置通过管道与烟气处理装置相连。
2.根据权利要求1所述的造纸废水资源化处理系统，其特征在于：
所述的物化处理装置包括通过管道顺次相连的格栅、微滤机、第一反应池、第一沉淀池;
所述的生化处理装置包括通过管道顺次相连的预酸化池、厌氧反应池、好氧反应池、第二沉淀池;
所述的二级回用水处理装置包括通过管道顺次相连的第二反应池、第三沉淀池、第一砂滤池;
所述的深度处理装置包括通过管道顺次相连的调节池、芬顿反应池、第三反应池、第四沉淀池、第二砂滤池;
所述的污泥处理装置包括通过管路顺次相连的污泥浓缩池、烘干房、造粒机、锅炉;
所述的烟气处理装置包括通过管道顺次相连的除尘器、脱硫脱硝塔;
所述的第一沉淀池通过管道与第一泵相连;
所述的第二沉淀池通过管道与第二泵相连;
所述的第三沉淀池通过管道与第三泵相连;
所述的第四沉淀池通过管道与第四泵相连。
3.根据权利要求2所述的造纸废水资源化处理系统，其特征在于：锅炉燃烧产生的高温烟气通过管道与烘干房中管道一端相连，烘干房中管道另一端与除尘器通过管道相连。
4.一种造纸废水资源化处理工艺，其特征在于：造纸废水经权利要求1-3中任意一项所述的造纸废水资源化处理系统进行转化处理后排放。
5.根据权利要求4所述的造纸废水资源化处理工艺，其特征在于它按照如下的步骤顺序进行：
⑴物化处理
(11)造纸废水经过格栅后，去除悬浮物质及杂物，得废水a1;
(12)a1进入微滤机中，去除废水中的细小悬浮物，得废水a2;
(13)a2进入第一反应池中，向其中加入PAC、PAM，搅拌，得废水a3;
(14)a3进入第一沉淀池，经絮凝沉淀后，分别得到液体a4、污泥;
污泥通过第一泵泵送至污泥浓缩池中;
a4分为两部分即a41、a42，a41作为一级回用水使用，a42参与生化处理;
⑵生化处理
(21)a42进入预酸化池中，调节PH值为中性，得b1;
(22)b1进入厌氧反应池中，调节PH值为中性，经厌氧反应后得b2;
(23)b2进入好氧反应池中，经好氧反应后得b3;
(24)b3进入第二沉淀池中，经沉淀后，分别得到液体b4与污泥;
污泥通过第二泵泵送至污泥浓缩池;
b4分为两部分即b41、b42，b41参与二级回用水处理，b42参与深度处理;
⑶二级回用水处理
(31)b41进入第二反应池中，加入PAC、PAM后，搅拌，得c1;
(32)c1进入第三沉淀池中，经沉淀污泥后，得液体c2和污泥，污泥通过第三泵泵送至污泥浓缩池中;
(33)c2进入第一砂滤池中，水中固体悬浮物的浓度降低后，得到的液体作为二级回用水使用;
⑷深度处理
(41)b42进入调节池中，调节PH值为3.5，得d1;
(42)d1进入芬顿反应池中，加入fenton试剂，得d2;
(43)d2进入第三反应池中，调节PH值为中性，加入PAM，搅拌反应后得d3;
(44)d3进入第四沉淀池中，经沉淀后，得到液体d4与污泥;
污泥通过第四泵泵送至污泥浓缩池中;
(45)d4进入第二砂滤池中，进一步降低水中的固体悬浮物浓度，作为达标水使用;
⑸污泥处理
(51)将污泥浓缩池中的污泥进行机械脱水，形成干度为30%的浓缩污泥e1;
(52)e1进入烘干房中，烘干得到干度为70%的污泥颗粒e2;
(53)e2进入造粒机中造粒，造粒后得到干度为70-75%的污泥颗粒e3;
(54)将e3送入锅炉中，与煤混合后进行燃烧，产生的烟气送入除尘器中;
⑹烟气处理
(61)除尘器将烟气除尘后送入脱硫脱硝塔中;
(62)脱硫脱硝塔采用氨法处理烟气，氨水与烟气采取逆流操作，氨水的质量浓度为25%，处理后的的气体达标排空。
6.根据权利要求5所述的造纸废水资源化处理工艺，其特征在于：
所述步骤(13)中，PAC与PAM相对于a2的填加量分别为50-80mg/L和3-5mg/L。
7.根据权利要求5所述的造纸废水资源化处理工艺，其特征在于：
所述步骤(31)中，PAC与PAM相对于b41的填加量分别为300-500mg/L和3-5mg/L。
8.根据权利要求5所述的造纸废水资源化处理工艺，其特征在于：所述步骤(42)中，fenton试剂中Fe2+与H2O2的摩尔比为2.2-2.3：1，fenton试剂与d1的重量比为1：65-85。
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的造纸废水资源化处理工艺，其特征在于：所述步骤(43)中，PAM相对于d2的填加量为250-350mg/L。
说明书
造纸废水资源化处理系统及相应工艺
技术领域
本发明属于造纸工业废弃物处理与资源化利用技术，涉及一种造纸工业废弃物资源化处理系统及相应的处理工艺，具体地是一种造纸废水资源化处理系统及相应工艺。
背景技术
制浆造纸是我国国民经济的重要产业之一，目前我国生产的纸板及纸张产量已经跃居世界首位，但是，造纸也是一个高污染行业，主要原因是在造纸过程中会产生大量的废水、废渣污泥，而这些已经成为我国造纸工业主要的环保治理对象。
造纸废水主要来源于抄造车间，这些废水中还含有废渣污泥，这些废渣污泥主要含有细小纤维、木质素及其衍生物和一些有机物。目前国内造纸废水的处理多着眼于部分循环和使处理水水质达标排放上，结果是减少的废水排放量和处理水的水质效果不尽人意，而废水处理后的污泥直接填埋和焚烧 ，填埋需要占用大量的土地，并且会造成二次污染，焚烧仅仅作为污泥无害化、减量化处理，并未将造纸污泥回收利用，且直接焚烧产生的烟气也会直接污染环境。
近年来，造纸废水的封闭循环和零排放技术已经成为造纸废水技术研究的重要方向。造纸废水零排放可减少新鲜水的用量，降低用水费用，同时还可以减少废水排放和处理的成本，新鲜水的用量减少，使得白水的温度提高，从而改进网部滤水性，提高压榨后的干度，降低能耗;另外，废水处理后浓缩的污泥因其含有细小纤维、木质素及其衍生物和一些有机物等，助燃效果好，若将其燃烧，将燃烧后的热量充分利用，并解决烟气污染的问题也是循环经济中的宗旨之一。
造纸废水封闭循环和零排放主要是指废水经过处理后回用，回用的废水可以用来清洗流浆过程中的滤网、抄造的设备、车间，还可作为制浆过程中的溶剂，这些回用的废水可以根据用途选择不同标准的水质，如制浆过程中对溶剂水质的要求较低，可以将造纸废水简单处理后直接回用，而抄纸车间滤网的清洗对水质的要求较高，需要达到标准的水质才可冲洗干净，才不影响纸页的质量，这部分的废水处理的过程较长，处理难度也较大。目前，普通的造纸废水循环利用，仅仅是将废水一次性处理后，进行回用，并没有将废水分级处理、分级回用，如此回用水的标准均相同，不仅加大了对废水处理设备的要求，而且处理周期较长，处理量大，投入高，过程不易于控制，间接造成了能源浪费，提高了生产成本。另外，实现零排放、循环经济的同时，也存在着一些其它缺点，如系统的腐蚀，白水在循环中会发生酸化厌氧产生有气味的化合物，生成的沉淀易引起运行故障等问题。因此，如何克服造纸废水的封闭循环和零排放技术中出现的问题已成为近年来的研究热点。
发明内容
本发明要解决的技术问题，是提供一种造纸废水资源化处理系统，实现了废水分级处理、分级回用的功能，该系统结构简单，克服了系统腐蚀、产生气味等问题，运行安全，过程易于控制、操作安全、易于检修;
本发明的另外一个目的，是提供一种造纸废水资源化处理工艺，该工艺简单，过程易于控制，废水分级处理、分级回用，既提高了废水处理效率，又节约能源，缩短了整个工艺的周期，废水处理效果好，造粒后的污泥易于燃烧，实现了循环经济与环境保护的目的。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种造纸废水资源化处理系统，包括通过管道顺次相连的物化处理装置、生化处理装置、深度处理装置;
所述的生化处理装置还与二级回用水处理装置通过管路相连，所述的物化处理装置、生化处理装置、二级回用水处理装置、深度处理装置分别与第一泵、第二泵、第三泵、第四泵通过管道相连;所述的第一泵～第四泵通过管道分别与污泥处理装置相连，所述的污泥处理装置通过管道与烟气处理装置相连。
作为本发明的限定：
所述的物化处理装置包括通过管道顺次相连的格栅、微滤机、第一反应池、第一沉淀池;
所述的生化处理装置包括通过管道顺次相连的预酸化池、厌氧反应池、好氧反应池、第二沉淀池;
所述的二级回用水处理装置包括通过管道顺次相连的第二反应池、第三沉淀池、第一砂滤池;
所述的深度处理装置包括通过管道顺次相连的调节池、芬顿反应池、第三反应池、第四沉淀池、第二砂滤池;
所述的污泥处理装置包括通过管路顺次相连的污泥浓缩池、烘干房、造粒机、锅炉;
所述的烟气处理装置包括通过管道顺次相连的除尘器、脱硫脱硝塔;
所述的第一沉淀池通过管道与第一泵相连;
所述的第二沉淀池通过管道与第二泵相连;
所述的第三沉淀池通过管道与第三泵相连;
所述的第四沉淀池通过管道与第四泵相连。
作为本发明的进一步限定，锅炉燃烧产生的高温烟气通过管道与烘干房中管道一端相连，烘干房中管道另一端与除尘器通过管道相连。
本发明还提供了一种造纸废水资源化处理工艺，造纸废水经本发明所提供的造纸废水资源化处理系统进行转化处理后排放。
作为本发明的一种限定，造纸废水资源化处理工艺它按照如下的步骤顺序进行：
⑴物化处理
(11)造纸废水经过格栅后，去除悬浮物质及杂物，得废水a1;
(12)a1进入微滤机中，去除废水中的细小悬浮物，得废水a2;
(13)a2进入第一反应池中，向其中加入PAC、PAM，搅拌，得废水a3;
(14)a3进入第一沉淀池，经絮凝沉淀后，分别得到液体a4、污泥;
污泥通过第一泵泵送至污泥浓缩池中;
a4分为两部分即a41、a42，a41作为一级回用水使用，a42参与生化处理;
⑵生化处理
(21)a42进入预酸化池中，调节PH值为中性，得b1;
(22)b1进入厌氧反应池中，调节PH值为中性，经厌氧反应后得b2;
(23)b2进入好氧反应池中，经好氧反应后得b3;
(24)b3进入第二沉淀池中，经沉淀后，分别得到液体b4与污泥;
污泥通过第二泵泵送至污泥浓缩池;
b4分为两部分即b41、b42，b41参与二级回用水处理，b42参与深度处理;
⑶二级回用水处理
(31)b41进入第二反应池中，加入PAC、PAM后，搅拌，得c1;
(32)c1进入第三沉淀池中，经沉淀污泥后，得液体c2和污泥，，污泥通过第三泵泵送至污泥浓缩池中;
(33)c2进入第一砂滤池中，水中固体悬浮物的浓度降低后，得到的液体作为二级回用水使用;
⑷深度处理
(41)b42进入调节池中，调节PH值为3.5，得d1;
(42)d1进入芬顿反应池中，加入fenton试剂，得d2;
(43)d2进入第三反应池中，调节PH值为中性，加入PAM，搅拌反应后得d3;
(44)d3进入第四沉淀池中，经沉淀后，得到液体d4与污泥;
污泥通过第四泵泵送至污泥浓缩池中;
(45)d4进入第二砂滤池中，进一步降低水中的固体悬浮物浓度，作为达标水使用。
⑸污泥处理
(51)将污泥浓缩池中的污泥进行机械脱水，形成干度为30%的浓缩污泥e1;
(52)e1进入烘干房中，烘干得到干度为70%的污泥颗粒e2;
(53)e2进入造粒机中造粒，造粒后得到干度为70-75%的污泥颗粒e3;
(54)将e3送入锅炉中，与煤混合后进行燃烧，产生的烟气送入除尘器中;
⑹烟气处理
(61)除尘器将烟气除尘后送入脱硫脱硝塔中;
(62)脱硫脱硝塔采用氨法处理烟气，氨水与烟气采取逆流操作，氨水的质量浓度为25%，处理后的的气体达标排空。
作为本发明的进一步限定：所述步骤(13)中，PAC与PAM相对于a2的填加量分别为50-80mg/L和3-5mg/L。
所述步骤(31)中，PAC与PAM相对于b41的填加量分别为300-500mg/L和3-5mg/L。
所述步骤(42)中，fenton试剂中Fe2+与H2O2的摩尔比为2.2-2.3：1，fenton试剂与d1的重量比为1：65-85。
本发明还有一种限定，所述步骤(43)中，PAM相对于d2的填加量为250-350 mg/L。
上述造纸废水资源化处理工艺作为一个整体，具有工艺简单、过程易于控制的优点，实现了废水分级处理、分级回用的功能，节约了能源，降低了处理成本和设备的运行负荷，实现了较大的经济效益。
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
本发明所提供的一种造纸废水资源化处理系统，具有以下优点：
①实现了废水分级处理、分级回用的功能，对系统的动力要求低，节约了能源，提高了废水处理的效率，缩短了处理周期，降低了运行成本;
②该系统结构简单，克服了系统腐蚀、产生气味等问题，运行安全，过程易于控制、操作安全、易于检修;
③该系统实现了造纸废水零排放、污泥零排放的功能，并将污泥燃烧产生的烟气进行了处理，真正实现了循环经济与环境友好的目的;
本发明还提供了一种造纸废水资源化处理工艺，具有以下优点：
④废水分级处理、分级回用，既提高了废水处理效率，又节约能源，缩短了整个工艺的周期，废水处理效果好，一级回用水质中CODcr的去除率可达45%，SS去除率可达80%，二级回用水质中CODcr的去除率可达98.5%，SS去除率可达98.5%;
⑤造粒后的污泥可充分燃烧，产生的烟气经处理后可达标排放，实现了造纸废物变废为宝，节约了能源，达到了循环利用、环境友好的目的;
⑥该工艺简单，过程易于控制。
本发明适用于造纸废水、污泥的处理。