申请日2014.10.24
公开(公告)日2015.02.25
IPC分类号C02F9/14; C02F103/28; C02F1/52
摘要
本发明涉及一种造纸废水处理系统及方法，本废水处理系统，包括废水池、第一道絮凝沉降池、粉煤灰池、第二道絮凝沉降池、改性粉煤灰沸石过滤池、生物沉降池和回用水池;本废水处理方法包括第一道絮凝沉降、粉煤灰吸附去杂、第二道絮凝沉降、改性粉煤灰沸石吸附过滤和生物沉降步骤。本发明逐级去除废水中的有害物质，净化效果理想，废水处理周期短。
权利要求书
1.一种造纸废水处理系统，包括废水池、第一道絮凝沉降池、粉煤灰池、第二道絮凝沉降池、改性粉煤灰沸石过滤池、生物沉降池和回用水池，其特征是：
所述废水池用来承接来自造纸车间废水排放管道的废水;
所述第一道絮凝沉降池中安装有搅拌装置，所述第一道絮凝沉降池的底部设置有污泥池，所述第一道絮凝沉降池的进水端连接废水池，所述第一道絮凝沉降池的出水端连接到粉煤灰池;
所述粉煤灰池的中部设置有粉煤灰过滤装置，来自第一道絮凝沉降池的废水从粉煤灰池的上部进入粉煤灰池，经过粉煤灰过滤装置过滤后，从设置在粉煤灰池下部的出水端排出;
所述第二道絮凝沉降池接收经粉煤灰池过滤处理后的废水，该废水在第二道絮凝沉降池被絮凝沉降处理后排出，并输送到改性粉煤灰沸石过滤池;
所述改性粉煤灰沸石过滤池出水端连接到生物沉降池，生物沉降池的排出水输送到回用水池。
2.根据权利要求1所述的造纸废水处理系统，其特征是所述粉煤灰过滤装置包括若干层网格板，所述网格板四周与粉煤灰池四周内壁可拆卸连接，上下相邻的网格板之间铺设有粉煤灰。
3.根据权利要求2所述的造纸废水处理系统，其特征是所述粉煤灰池四周内壁设置有向着粉煤灰池中心延伸的卡接槽，所述网格板四周设置有与网格板垂直的且与卡接槽对应卡接的卡接凸环。
4.根据权利要求1所述的造纸废水处理系统，其特征是所述粉煤灰池的上方设置有喷淋头，喷淋头与第一道絮凝沉降池的水输出管道连接。
5.一种应用权利要求1所述的造纸废水处理系统的废水处理方法，其特征是包括以下处理步骤：
(1)第一道絮凝沉降：废水输送到第一道絮凝沉降池，废水在第一道絮凝沉降池停留，向废水中投入絮凝剂，并快速搅拌，然后静置，絮凝沉降后的沉淀物进入污泥池，絮凝沉降后的废水部分输送到粉煤灰池;
(2)粉煤灰吸附去杂：将步骤(1)得到的废水从粉煤灰池上部喷淋到粉煤灰过滤装置，废水经过粉煤灰过滤装置滴落到粉煤灰池底部，并将粉煤灰底部的经过粉煤灰吸附后的废水输送到第二道絮凝沉降池;
(3)第二道絮凝沉降：废水在第二道絮凝沉降池中停留，向第二道絮凝沉降池中投放絮凝剂，废水发生絮凝沉降反应，絮凝沉淀的沉淀物在输送到污泥池，第二道絮凝沉降池的上清液输送到改性粉煤灰沸石过滤池;
(4)改性粉煤灰沸石吸附过滤：改性粉煤灰沸石过滤池中放置有若干量的改性粉煤灰沸石，改性粉煤灰沸石与废水充分接触，改性粉煤灰沸石吸附废水中的色素和细小的固体颗粒;
(5)生物沉降：在生物沉降池中培养厌氧菌，经过改性粉煤灰沸石吸附过滤的废水在生物沉降池中被厌氧菌降解，去除COD和BOD，达到车间回用水标准。
6.根据权利要求1所述的造纸废水处理系统，其特征是所述絮凝剂中含有活性硅酸钙、聚合氯化铝、聚丙烯酸钠。
说明书
一种造纸废水处理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种造纸废水处理系统及方法，属于工业废水处理领域。
背景技术
造纸工业是用水量大、污染大的行业，造纸废水排放的有机物(即COD)占我国工业废水有机物总量约25%，严重污染环境，因此，造纸废水零排放是一项节水和治污并重的生产实用技术，具有较好的经济效益，也具有明显的社会效益和环境效益，也是造纸行业实现可持续发展的必要选择。
造纸业是传统的用水大户，也是造成水污染的重要污染源之一。随着经济的发展，企业日益面临水资源短缺、原料匮乏等问题，而另一方面，也会导致水污染越来越严重。目前我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位，造纸工业对水环境的污染最为严重。纸浆造纸废水主要包括化学法质量产生的蒸煮废液(又称黑液)、洗涤漂白过程中产生的中段水及抄纸工序中产生的白水，它们都对环境有着严重的污染。因此，如何降低纸浆造纸废水的COD，是一项具有重要社会意义和经济效益的工作。
目前国内造纸厂中，还没有造纸厂真正达到零排放，一般为5%放入排放，他们采用的是废水二级处理，先在车间内部循环，多余的水进车间贮水池，然后用泵抽入混凝沉淀池，加药沉淀处理。目前吨纸耗水量15立方米左右，运行费用相对较低，但仍有部分水定期排放。
纸浆造纸工业的整个生产过程需要大量的水，这些水在生产过程中汇集了大量的工业有害无助，既无法直接利用，直接排放又会污染环境，因此，对纸浆造纸过程各阶段产生的废水进行回收再利用，有着显著的经济和社会价值，决定着造纸企业的生存发展。
随着科技的不断发展，废水处理技术日新月异，传统的废水处理技术不断被革新和发展，现在针对纸浆造纸废水的处理方法很对，但是目前一般的造纸厂大多数仍然是还是采用传统的无话处理和生化处理相结合的工艺。其中，物化处理有多种方法：气浮法、吸附法、混凝法、电解法、Fenton法等，而生化处理方法有：活性污泥法、生物过滤、生物膜法、厌氧生物法等。
在造纸行业中，通常采用化学沉淀、气浮处理、以及生物氧化等处理方法对中水进行处理。
目前造纸环保一级处理传统工艺为初沉或物化絮凝沉淀，絮凝工艺去除率较高，尤其是可以去除大量高分子难降解的有机污染物，这为下一步进行生化处理奠定了基础，然而，这样的处理仅使用于负荷较低的废水。欧洲国家在物化处理上最为先进，基本已淘汰平流沉淀池，采用脉冲澄清池、悬浮澄清池和高密度澄清池等先进的沉淀技术。
近年来，生物膜超滤技术、反渗透、电渗析、离子交换处理手段不断出现。在造纸行业中，一方面由于处理成本太高，另一方面由于造纸废水成分复杂，处理技术难度很大，因此，至今尚没有工业化的成熟处理技术可用。
例如，授权公告号为CN101186418A的发明专利披露了一种造纸工业废水的回收利用方法，该方法将膜技术和工业水处理技术结合，具体方法包括：微滤工艺段，超滤工艺段，和反渗透膜工艺段。由于在微滤工艺段之前需要首先进行生化处理，超滤工艺段，和反渗透工艺段需要采用反渗透膜。因此，水处理成本太高，另外，该方法的实施过程中对水的要求相当严格，因此，对于造纸废水成分复杂多变而言，难以工业化。
授权公告号为CN1255340C的发明专利披露了一种造纸中水的脱色方法，采用氧气、二氧化氯，以及絮凝剂分别对经生化处理过的中水进行处理，以得到可以回用的净化水。然而，该方法需要使用二氧化氯，其本省就是一种目前已逐渐禁用的化学剂。另外该方法需要长时间的沉淀，处理周期长。
授权公告号为CN100545108C的发明专利披露了一种对造纸废水处理并循环利用的方法，包括湿浆回收、混凝沉淀、三相厌氧处理、脱硫、生物铁法处理、过滤消毒和循环回用等步骤。本发明先对造纸废水进行预处理，再对预处理过的出水进行生物铁法处理，使活性污泥形成结构紧密、颗粒细小、比表面积大、脱水性好的团粒状贴污泥，再利用A/O活性污泥处理系统进行生化作用。然而，该方法中三相厌氧处理的条件很难控制，在实际工业化应用中，很难达到彻底厌氧反应的效果，使得整个废水处理的流程上符合原理，但是实际应用中，废水处理效果并不理想。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种造纸废水处理系统及方法，本发明系统充分考虑到造纸废水的成分复杂性，通过各种不同机理的废水处理方法相互结合，顺序处理废水，确保废水能达到理想的净化处理效果，本发明方法，充分利用粉煤灰和改性粉煤灰沸石对于废水中的色素以及废水中的细小颗粒的吸附，达到提高废水的干净程度，提高净化处理效果。
一种造纸废水处理系统，包括废水池、第一道絮凝沉降池、粉煤灰池、第二道絮凝沉降池、改性粉煤灰沸石过滤池、生物沉降池和回用水池，其特征是：
所述废水池用来承接来自造纸车间废水排放管道的废水;
所述第一道絮凝沉降池中安装有搅拌装置，所述第一道絮凝沉降池的底部设置有污泥池，所述第一道絮凝沉降池的进水端连接废水池，所述第一道絮凝沉降池的出水端连接到粉煤灰池;
所述粉煤灰池的中部设置有粉煤灰过滤装置，来自第一道絮凝沉降池的废水从粉煤灰池的上部进入粉煤灰池，经过粉煤灰过滤装置过滤后，从设置在粉煤灰池下部的出水端排出;
所述第二道絮凝沉降池接收经粉煤灰池过滤处理后的废水，该废水在第二道絮凝沉降池被絮凝沉降处理后排出，并输送到改性粉煤灰沸石过滤池;
所述改性粉煤灰沸石过滤池出水端连接到生物沉降池，生物沉降池的排出水输送到回用水池。
所述粉煤灰过滤装置包括若干层网格板，所述网格板四周与粉煤灰池四周内壁可拆卸连接，上下相邻的网格板之间铺设有粉煤灰。
所述粉煤灰池四周内壁设置有向着粉煤灰池中心延伸的卡接槽，所述网格板四周设置有与网格板垂直的且与卡接槽对应卡接的卡接凸环。
所述粉煤灰池的上方设置有喷淋头，喷淋头与第一道絮凝沉降池的水输出管道连接。
一种高效絮凝沉降的造纸废水处理方法，其特征是包括以下处理步骤：
(1)第一道絮凝沉降：废水输送到第一道絮凝沉降池，废水在第一道絮凝沉降池停留，向废水中投入絮凝剂，并快速搅拌，然后静置，絮凝沉降后的沉淀物进入污泥池，絮凝沉降后的废水部分输送到粉煤灰池;
(2)粉煤灰吸附去杂：将步骤(1)得到的废水从粉煤灰池上部喷淋到粉煤灰过滤装置，废水经过粉煤灰过滤装置滴落到粉煤灰池底部，并将粉煤灰底部的经过粉煤灰吸附后的废水输送到第二道絮凝沉降池;
(3)第二道絮凝沉降：废水在第二道絮凝沉降池中停留，向第二道絮凝沉降池中投放絮凝剂，废水发生絮凝沉降反应，絮凝沉淀的沉淀物在输送到污泥池，第二道絮凝沉降池的上清液输送到改性粉煤灰沸石过滤池;
(4)改性粉煤灰沸石吸附过滤：改性粉煤灰沸石过滤池中放置有若干量的改性粉煤灰沸石，改性粉煤灰沸石与废水充分接触，改性粉煤灰沸石吸附废水中的色素和细小的固体颗粒;
(5)生物沉降：在生物沉降池中培养厌氧菌，经过改性粉煤灰沸石吸附过滤的废水在生物沉降池中被厌氧菌降解，去除COD和BOD，达到车间回用水标准。
所述絮凝剂中含有活性硅酸钙、聚合氯化铝、聚丙烯酸钠。
本发明，废水依次经过第一道絮凝沉淀，粉煤灰过滤、第二道絮凝沉淀、改性粉煤灰沸石吸附以及生物沉降，逐级去除废水中的有害物质，净化效果理想。
第一道絮凝沉降池中设置搅拌装置，将絮凝剂投放到废水中，快速启动搅拌装置，将絮凝剂与废水混合均与后，停止搅拌，絮凝剂与废水发生絮凝沉降反应，缩短絮凝反应的时间，缩短废水净化的周期时间。
经过第一道絮凝沉降后的废水喷淋到粉煤灰中，废水中的细小颗粒能充分分散与粉煤灰接触，被粉煤灰吸附，同时粉煤灰有多层，废水依次被各层粉煤灰吸附，提高废水被吸附的程度，提高废水处理的效率，和粉煤灰的利用率。