申请日2014.03.24
公开(公告)日2014.06.18
IPC分类号C02F9/14; C02F103/28; C02F11/14; C02F11/06
摘要
本发明公开了一种废纸造纸废水、污泥循环回用方法，属于废水、污泥资源化、清洁生产、循环经济领域。本发明的废纸造纸废水、污泥循环回用的方法是循环式，即工业用水水源-企业生产加工-污水处理站-污水、污泥回用，提出了资源提取-产品加工-废物排放-再生利用过程。本发明的方法可以解决传统意义上的废纸造纸企业污水、污泥处理后直接排放，不仅增加污染物排放而且造成水环境承载力问题，从高消耗、低效率、高排放发展模式转变成低能耗、高效率、低排放发展模式，实现了企业水资源、污泥高效使用和循环利用，进而实现废纸企业可持续发展。
权利要求书
1.一种废纸造纸废水、污泥循环回用方法，其步骤为：
1)废水由车间集水池自流至调节池以均衡水质水量，在所述的调节池前设置格栅以除去 大颗粒的悬浮物，避免对后续设备造成损坏，有利于系统的稳定运行;
2)调节池出水通过提升泵送入混凝反应池，在此投加硅藻土混凝剂120-260mg/L、PAM 助凝剂0.5-1.0mg/L，通过初沉池去除悬浮物以及部分溶解性有机物;
3)初沉池出水自流进入中间水池，中间水池出水部分回用至蓄浆池，部分进入后续生化 处理，其中回用水量与继续生化处理水量比例为2～3:1;
4)中间水池出水自流至厌氧水解池，厌氧水解池的作用是在厌氧的条件下将废水中的难 降解有机物转化为易生物降解的小分子有机物，降低废水的毒性，提高废水的可生化性;其 次，二沉池产生的剩余污泥回流至厌氧水解池进行厌氧消化，可以削减污泥量，降低污泥处 理成本;
5)厌氧水解池出水进入缺氧池，进行反硝化脱氮，然后进入好氧池去除有机物和SS;
6)好氧池出水进入二沉池，二沉池的作用是进行泥水分离，污泥分别回流至缺氧池和厌 氧水解池，剩余污泥排入污泥池;
7)二沉池出水进入清水池，清水池出水回用至蓄浆池和配浆池;
8)初沉池物化污泥和二沉池生化污泥按照质量比5～6:1比例排入污泥池，通过搅拌机进 行搅拌，然后通过臭氧氧化装置向污泥池内投加臭氧10～20mg/L，最终将污泥输送至板框压 滤机，在板框压滤机中同时投加硅藻土混凝剂180～280mg/L、PAM助凝剂0.5～1.0mg/L进行 脱水，污泥回用至蓄浆池，上清液排入调节池。
2.根据权利要求1所述的废纸造纸废水、污泥循环回用方法，其特征在于：所用硅藻土 pH6.5～8.5，细度≥220目，表面积范围为50～60cm2/g。
3.根据权利要求1所述的废纸造纸废水、污泥循环回用方法，其特征在于：所述的污泥 池由钢砼池体以及设置于池体中央内部的搅拌机组成，搅拌机转速为每分钟320-400转，污 泥池设置有泥斗，有效水深4.0m以上，沿池壁设置了高液位计和低液位计，池体底部设有固 液分离的污泥排出口，由电脑控制的上清液排出口阀门和池体底部的污泥排出阀门。
说明书
一种废纸造纸废水、污泥循环回用方法
技术领域
本发明属于废水、污泥资源化、清洁生产、循环经济领域，更具体地说，涉及一种用于 造纸废水、污泥处理及回用资源化的方法。
技术背景
随着废纸造纸的发展，其废水的排放和治理也日益受到各界的重视。造纸企业采用废纸 作为原料抄纸，在制浆过程中一般每生产1t废纸浆，废水排出量达60～100m3，废水中主要 含有半纤维素、木质素、无机酸盐、细小纤维、无机填料以及油墨、染料等污染物。木质素、 半纤维素主要形成废水的COD及BOD;细小纤维、无机填料等主要形成SS;据有文献报道， 废纸造纸生产废水的COD为1000～5000mg/L，SS为700-3000mg/L。因此，废纸造纸废水具 有“高浓度、高SS、难降解和多变化”四大特征。
由于国内以废纸为原料的再生纸板生产企业规模大多为每年5万吨以下的中小纸厂，总 数有1000余家，如此众多的中小企业每年排出大量的生产废水和固体废弃物，严重污染区 域水环境，以太湖流域为例，造纸行业排放的废水在太湖流域工业废水中占有很大的比例， 造纸废水的治理对于太湖流域的治理有很重要的影响。
一方面，2008年国家出台并实施了《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008) 排放标准要求COD≤60mg/L，氨氮≤5mg/L，总氮≤10mg/L，TP≤0.5mg/L，吨纸排水量≤ 15m3/t。另一方面，国家加大了对废弃固体排放物的治理力度，污泥的处理处置显得尤为重 要。此外，由于受国际金融危机影响，中小废纸造纸企业资金不足、技术短缺，急需要适合 企业特点的清洁生产和废水、污泥处理技术，进而实现投资低、运行成本小的可持续废水和 污泥循环利用技术。
专利201110234577.5，一种废纸造纸的废水处理方法，发明了包括一个将废纸造纸的废 水引入进水隔栅，废水通过进水隔栅处理后引入调节池，在调节池中加酸调节pH值，然后 将调节池中的废水通过泵提升至水解厌氧池进行水解厌氧，水解厌氧后的废水引入第一沉淀 池进行沉淀，沉淀后将上清液引入深层气浮池进行气浮处理，气浮处理后将上清液引入生化 池，生化池中设置有曝气装置，生化池处理后的上清液引入第二沉淀池进行沉淀，沉淀后的 上清液引入逆向矿砂过滤池进行过滤，通过逆向矿砂过滤池的水回收利用。其不足之处在于： 发明中采用加入硫酸加酸调节pH不仅增加企业运行成本，由于难以24h完全准确控制pH范 围将造成运行操作管理不方面;发明中末端采用砂滤装置，在运行中需要不断的反冲洗，且 效果不稳定难以保证实际运行要求。
专利201220214225.3，一种废纸造纸废水处理系统，发明了包括依次连通的物化处理单 元、厌氧处理单元、生物选择单元、第一好氧处理单元、第二好氧处理单元和沉降单元;物 化处理单元设有混凝剂投加装置;第一好氧处理单元设有微生物菌剂投加装置;第二好氧处 理单元设有后生动物培养投加槽;第一好氧处理单元和第二好氧处理单元底部均设有与鼓风 设备连通的曝气管网;沉降单元设有连通厌氧处理单元和生物选择单元的污泥回流管路。其 不足之处在于：发明中重点是达标排放，并未涉及污水和污泥回用，物化处理单元采用PAC， 将会则增加系统的盐分，不便利于系统长期稳定运行。
专利201010229474.5，一种废纸造纸污泥的脱水方法，其不足之处在于：仅仅对废纸造 纸废水污泥脱水进行说明，对污泥回用和污泥回用后长期系统的稳定性没有提及。
专利201110141181.6，一种处理以废纸为原料造纸废水的方法，利用复合改性矿物粉体 作为水处理剂处理废纸造纸废水的方法。水处理剂具有除臭、脱色、提高固液分离速率，降 低水中氨、氮、磷等的效果，处理造纸废水工艺简单、设备投资成本低、占地面积小，不仅 可以实现废水100%的循环利用，还可将废水污泥用于再生纸板填料，改善纸张性能，实现 污泥固体物的再利用。其不足之处在于：没有生化处理单元，没有充分发挥厌氧对污泥减量 的作用;没有对污泥中可能会引起回用系统发臭的短小纤维进一步去除，难以稳定系统的长 期稳定。
发明内容
1、本发明要解决的技术问题
针对现有技术中存在的废纸造纸废水和污泥处理效率低、成本高、稳定性差等问题，本 发明提供了一种废纸造纸废水、污泥循环回用方法，该方法适用于中小造纸企业的污水、污 泥回用，排放低、效率高、成本低、稳定性好，且可改善纸张性能，实现可持续发展。
2、技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种废纸造纸废水、污泥循环回用方法，其步骤为：
1)废水由车间集水池自流至调节池以均衡水质水量，在所述的调节池前设置格栅以除去 大颗粒的悬浮物，避免对后续设备造成损坏，有利于系统的稳定运行;
2)调节池出水通过提升泵送入混凝反应池，在此投加硅藻土混凝剂120-260mg/L、PAM 助凝剂0.5-1.0mg/L，通过初沉池去除悬浮物以及部分溶解性有机物;
3)初沉池出水自流进入中间水池，中间水池出水部分回用至蓄浆池，部分进入后续生化 处理，其中回用水量与继续生化处理水量比例为2～3:1;
4)中间水池出水自流至厌氧水解池，厌氧水解池的作用是在厌氧的条件下将废水中的难 降解有机物转化为易生物降解的小分子有机物，降低废水的毒性，提高废水的可生化性;其 次，二沉池产生的剩余污泥回流至厌氧水解池进行厌氧消化，可以削减污泥量，降低污泥处 理成本;
5)厌氧水解池出水进入缺氧池，进行反硝化脱氮，然后进入好氧池去除有机物和SS;
6)好氧池出水进入二沉池，二沉池的作用是进行泥水分离，污泥分别回流至缺氧池和厌 氧水解池，剩余污泥排入污泥池;
7)二沉池出水进入清水池，清水池出水回用至蓄浆池和配浆池;
8)初沉池物化污泥和二沉池生化污泥按照质量比5～6:1比例排入污泥池，通过搅拌机进 行搅拌，然后通过臭氧氧化装置向污泥池内投加臭氧10～20mg/L，最终将污泥输送至板框压 滤机，在板框压滤机中同时投加硅藻土混凝剂180～280mg/L、PAM助凝剂0.5～1.0mg/L进行 脱水，污泥回用至蓄浆池，上清液排入调节池。
本发明的进一步的改进在于，所用硅藻土pH6.5～8.5，细度≥220目，表面积范围为50～60 cm2/g。
本发明的进一步的改进在于，所述的污泥池由钢砼池体以及设置于池体中央内部的搅拌 机组成，搅拌机转速为每分钟320-400转，污泥池设置有泥斗，有效水深4.0m以上，沿池壁 设置了高液位计和低液位计，池体底部设有固液分离的污泥排出口，由电脑控制的上清液排 出口阀门和池体底部的污泥排出阀门。
上述的蓄浆池和配浆池均为造纸过程中的工序。废水经上述处理后得到的清水，再连同 废纸一起依次再经毛浆池、压力筛、浆池、斜网浓缩、配浆池、纸机、压榨、烘干、浆池、 卷纸，最终得成品纸。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本发明打破了传统的废纸造纸企业水资源提取-产品加工-废物排放的过程，即工 业用水水源-企业生产加工-污水处理站-排放，本发明废纸造纸废水、污泥循环回用的方 法是循环式，即工业用水水源-企业生产加工-污水处理站-污水、污泥回用，提出了资源 提取-产品加工-废物排放-再生利用过程，这种方法可以解决传统意义上的废纸造纸企业 污水、污泥处理后直接排放，不仅增加污染物排放而且造成水环境承载力问题。从高消耗、 低效率、高排放发展模式转变成低能耗、高效率、低排放发展模式，实现了企业水资源、污 泥高效使用和循环利用，进而实现废纸企业可持续发展;
(2)采用本发明的方法，整个系统中清洁水质量可100%用于再生纸和纸板的蓄浆池和 配浆池生产用水，排出的污泥直接用于再生纸板浆料;
(3)本发明提供了一种用于废纸造纸企业废水、污泥循环回用的方法，发明中使用混凝 效果好、运行管理方便、投资省、见效快的硅藻土混凝剂，高效实现细小纤维的回收;厌氧 水解-A/O工艺为主的生化处理工艺，有效降低COD、氨氮等影响废水循环的水质指标，COD 去除率≥85%，氨氮去除率≥80%;发明中使用初沉池物化污泥和二沉池生化污泥按照质量 比5:1-6:1比例混合，然后搅拌，臭氧氧化，提高污泥脱水效果和稳定性，有效除臭、脱色， 具有工艺简单，成本低廉，可大幅减少污泥排放和有效利污泥资源，易于实施的特点;通过 二沉池污泥回流至厌氧水解，充分发挥厌氧菌对污泥的削减，实现系统内的污泥减量化，投 资省、运行费用低、见效快，推广应用价值高;
(4)本发明采用硅藻土混凝剂对废纸造纸废水中悬浮物SS和COD的去除率较好，强 化了混凝剂的吸附架桥功能;具有投加量少，pH的适用范围宽，降低废水处理中盐度的加入 等显著特点。尤其是大大减少了盐分的累计对废纸造纸废水带来对产品质量影响，保证回用 系统长期稳定;
(5)本发明采用电脑控制上清液排出口阀门和池体底部的污泥排出阀门，上清液和污泥 可及时、合理排出，具有便于管理、节约成本、提高回用系统稳定性等优点。