申请日2014.10.24
公开(公告)日2015.02.25
IPC分类号C02F9/14; C02F103/28; C02F1/28
摘要
本发明涉及一种使用改性粉煤灰沸石的造纸废水处理方法，主要包括调节废水的PH、改性粉煤灰沸石的吸附、纤维回收、改性粉煤灰沸石的吸附和生物降解的废水处理工序，本发明使用的改性粉煤灰沸石通过改性剂溶液的配制、粉碎粉煤灰和改性反应制得。本发明具备成本低，废水处理效果好的优点，有利于工厂推广应用。
权利要求书
1.一种使用改性粉煤灰沸石的造纸废水处理方法，其特征是包括以下步骤：
(1)调节废水的PH：向废水中投入酸根离子，调节废水的PH为5.5~6.5;
(2)改性粉煤灰沸石的吸附：将步骤(1)所得的废水输送到承装有改性粉煤灰沸石的反应池中，废水与改性粉煤灰沸石充分接触;
(3)纤维回收：将经过步骤(2)处理后得到的废水输送到纤维回收机中进行纤维回收;
(4)改性粉煤灰沸石的吸附：将经过步骤(3)纤维回收后的废水再次与改性粉煤灰沸石接触，进行吸附反应，去除废水的颗粒物，去除色素，提高废水的清澈程度;
(5)生物降解：将经过步骤(4)处理后的废水进行生物沉降，去除废水中的COD和BOD，使得废水达到回用或排放标准。
2.根据权利要求1所述的使用改性粉煤灰沸石的造纸废水处理方法，其特征是所述改性粉煤灰沸石经过以下步骤制得：
(a)改性剂溶液的配制：调配出酸性溶液，使酸性溶液的PH值为5~7;
(b)粉碎粉煤灰：将废弃粉煤灰研磨，使得最大的颗粒直径不大于1cm;
(c)改性反应：将步骤(b)所得的粉煤灰投放到步骤(a)所得的改性剂溶液中，充分反应后，过滤得到改性粉煤灰沸石。
3.根据权利要求1所述的使用改性粉煤灰沸石的造纸废水处理方法，其特征是所述步骤(1)中调节PH使用的是盐酸溶液。
4.根据权利要求1所述的使用改性粉煤灰沸石的造纸废水处理方法，其特征是所述步骤(2)和步骤(4)中改性粉煤灰沸石与废水发生反应过程中不断搅拌，反应时间为1~2.5个小时。
5.根据权利要求1所述的使用改性粉煤灰沸石的造纸废水处理方法，其特征是所述步骤(3)纤维回收使用圆盘纤维回收器。
6.根据权利要求2所述的使用改性粉煤灰沸石的造纸废水处理方法，其特征是所述步骤(a)使用盐酸和硫酸的混合溶液调节PH，盐酸和硫酸的体积比为1:1~2。
7.根据权利要求2所述的使用改性粉煤灰沸石的造纸废水处理方法，其特征是所述步骤(c)改性反应中，搅拌粉煤灰和改性剂溶液。
说明书
一种使用改性粉煤灰沸石的造纸废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种使用改性粉煤灰沸石的造纸废水处理方法，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，本发明公开了一种使用改性粉煤灰沸石的造纸废水处理方法，本发明主要通过改性粉煤灰沸石处理废水的中固体颗粒物、COD、BOD以及提高废水的清澈程度，废水处理的成本低，废水处理效果较好，能够达到废水回用或排放的标准。
一种使用改性粉煤灰沸石的造纸废水处理方法，其特征是包括以下步骤：
(1)调节废水的PH：向废水中投入酸根离子，调节废水的PH为5.5~6.5;
(2)改性粉煤灰沸石的吸附：将步骤(1)所得的废水输送到承装有改性粉煤灰沸石的反应池中，废水与改性粉煤灰沸石充分接触;
(3)纤维回收：将经过步骤(2)处理后得到的废水输送到纤维回收机中进行纤维回收;
(4)改性粉煤灰沸石的吸附：将经过步骤(3)纤维回收后的废水再次与改性粉煤灰沸石接触，进行吸附反应，去除废水的颗粒物，去除色素，提高废水的清澈程度;
(5)生物降解：将经过步骤(4)处理后的废水进行生物沉降，去除废水中的COD和BOD，使得废水达到回用或排放标准。
所述改性粉煤灰沸石经过以下步骤制得：
(a)改性剂溶液的配制：调配出酸性溶液，使酸性溶液的PH值为5~7;
(b)粉碎粉煤灰：将废弃粉煤灰研磨，使得最大的颗粒直径不大于1cm;
(c)改性反应：将步骤(b)所得的粉煤灰投放到步骤(a)所得的改性剂溶液中，充分反应后，过滤得到改性粉煤灰沸石。
所述步骤(1)中调节PH使用的是盐酸溶液。
所述步骤(2)和步骤(4)中改性粉煤灰沸石与废水发生反应过程中不断搅拌，反应时间为1~2.5个小时。
所述步骤(3)纤维回收使用圆盘纤维回收器。
所述步骤(a)使用盐酸和硫酸的混合溶液调节PH，盐酸和硫酸的体积比为1:1~2。
所述步骤(c)改性反应中，搅拌粉煤灰和改性剂溶液。
本发明的工作原理是：
(1) 调节废水的PH值，使废水呈酸性，有利于提高改性粉煤灰沸石在废水中的吸附能力，达到更好的吸附效果，改性粉煤灰沸石通过不断地搅拌，与废水充分接触，让改性粉煤灰沸石与废水反应1~2.5个小时，改性粉煤灰沸石基本达到吸附饱和状态;
(2) 利用圆盘纤维回收器回收废水中的纤维，避免纤维浪费，且进入圆盘纤维回收器中的废水经过改性粉煤灰沸石的吸附作用，废水中的颗粒杂质减少，有利于提高纤维回收的纯度;
(3) 经过纤维回收后的废水再次经过改性粉煤灰沸石的吸附处理，再次去除残留在废水中的SS、COD、BOD以及其他的颗粒物，提高废水的清澈程度;
(4) 生物降解净化处理废水，通过细菌的降解作用较为彻底地去除残留在废水中的SS、COD、BOD等物质，最终让废水达到回用和排放的标准。
本发明的有益效果：
1. 成本低，改性粉煤灰沸石是一种成本很低的废水处理剂，通过搅拌和对废水的PH值调节，达到较好的废水处理效果;
2. 回收纤维，通过圆盘纤维回收器回收纤维，避免纤维资源浪费，可以重新利用;
3. 整个处理过程高效，对废水的处理效果好，能倒到排放和回收标准。