申请日2013.11.23
公开(公告)日2014.03.12
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明提供了一种棉浆黑液与皂素废水的联合处理工艺，首先将棉浆黑液与皂素废水进行混合，混合液进行酸析，然后对混合液进行分离，除去混合液中析出的木质素和悬浮物，得到处理液A;将零价铁和双氧水添加进处理液A中并搅拌反应，反应结束后得到处理液B，处理液B中的大分子复杂有机物的结构发生破坏;在处理液B中加入石灰乳液，将处理液B的pH值调节至中性，处理液中的硫酸根离子转化为硫酸钙沉淀析出，分离除去硫酸钙沉淀，得到处理液C;将处理液C用厌氧UASB生物反应器处理以及MBR好氧生物处理，再经膜分离系统分离，得到最终出水，将最终出水回用或排放。本发明能够实现以废治废、节能降耗、提高废水回用率、减少耗水量的目的。
权利要求书
1.一种棉浆黑液与皂素废水的联合处理工艺，其特征在于包括如下步骤：(1)、将 棉浆黑液与皂素废水按照0.9-1.3：1的体积比进行混合，得到pH值为2-3的混合液， 混合液在此pH值条件下进行酸析，然后对混合液进行分离，除去混合液中析出的木质 素和悬浮物，得到处理液A;
(2)、将零价铁添加进处理液A中并搅拌反应，保持每立方米处理液A中零价铁的 加入量不低于30kg，并添加H202溶液进行反应，反应结束后得到处理液B，处理液B 中的大分子复杂有机物的结构发生破坏;
(3)、在处理液B中加入石灰乳液，将处理液B的pH值调节至中性，处理液中的 硫酸根离子转化为硫酸钙沉淀析出，分离除去硫酸钙沉淀，得到处理液C;
(4)、将处理液C用厌氧UASB生物反应器处理，以降低处理液C的毒性，进一 步提高其可生化性;
(5)、然后将上步骤中处理后的废水采用MBR工艺，先经过好养生物处理，再经 膜分离系统分离，得到最终出水，将最终出水回用或排放。
2.根据权利要求1所述的棉浆黑液与皂素废水的联合处理工艺，其特征在于：步 骤(1)中采用CQJ型超效浅层离子气浮设备对混合液中酸析出的木质素及悬浮物进行 气浮分离，分离后得到的浮渣经浓缩后采用离心脱水机脱水，脱水后对浮渣进行焚烧。
3.根据权利要求1所述的棉浆黑液与皂素废水的联合处理工艺，其特征在于：步 骤(2)中的零价铁取自家用取暖材料暖身贴用过之后的残余物。
4.根据权利要求1所述的棉浆黑液与皂素废水的联合处理工艺，其特征在于：步 骤(2)中所添加的H202溶液的质量浓度为30%，H202溶液的添加量不大于处理液A质 量的5%。
5.根据权利要求1所述的棉浆黑液与皂素废水的联合处理工艺，其特征在于：步 骤(4)中反应产生的沼气，将产生的沼气进行收集，并脱硫净化后回收利用。
6.根据权利要求1所述的棉浆黑液与皂素废水的联合处理工艺，其特征在于：步 骤(1)中棉浆黑液与皂素废水按照1.1：1的体积比进行混合，得到pH值为2.5的混 合液。
7.根据权利要求1所述的棉浆黑液与皂素废水的联合处理工艺，其特征在于：步 骤(2)中搅拌反映的时间为0.5-1小时。
说明书
一种棉浆黑液与皂素废水的联合处理工艺
技术领域
本发明提供了一种工业废水的处理工艺，尤其涉及一种将棉浆黑液与皂素废水的联 合处理工艺，属于环境保护、废水处理技术领域。
背景技术
棉浆黑液和皂素废水是当今水污染治理行业最难处理的两种废水。棉浆黑液具有高 COD、高色度、高难降解的三高特点，而皂素废水素有“废水之王”之称。这两种废水 的处理一直是水污染治理工作者不断研究和着力攻克的难题，同时也是制约相关经济作 物种植和加工行业发展的瓶颈。
目前，虽然有关棉浆黑液和皂素废水处理的学术论文和发明专利已有不少，但均是 将两种废水分开考虑，例如棉浆黑液加大量的酸进行酸析-中和调pH值至中性，或者将 皂素废水加大量的石灰乳去除硫酸根离子，同时，提高废水的pH值至中性，然后分别 采用高级氧化、生化处理、吸附、膜滤等工艺进一步处理。这些处理方法普遍存在的主 要问题是缺乏实用性和经济可行性。在实际应用中，很多棉浆及皂素生产企业均面临着 污水处理工艺设施的运营管理难度大，出水水质不达标或污水处理投资及运行成本过高 的问题。这些企业十分迫切地要去寻求一种经济有效、具有针对性、能结合生产实际、 有实际工业应用价值的技术方案。
发明内容
本发明提供了一种将棉浆黑液与皂素废水的联合处理工艺，解决了背景技术中的不 足，该工艺能够实现以废治废、节能降耗、提高废水回用率、减少耗水量的目的。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种棉浆黑液与皂素废水的联合处理工艺，包括如下步骤：(1)、将棉浆黑液与皂 素废水按照0.9-1.3：1的体积比进行混合，得到pH值为2-3的混合液，混合液在此pH 值条件下进行酸析，然后对混合液进行分离，除去混合液中析出的木质素和悬浮物，得 到处理液A;
(2)、将零价铁添加进处理液A中并搅拌反应，保持每立方米处理液A中零价铁的 加入量不低于30kg，并添加H202溶液进行反应，反应结束后得到处理液B，处理液B 中的大分子复杂有机物的结构发生破坏;
(3)、在处理液B中加入石灰乳液，将处理液B的pH值调节至中性，处理液中的 硫酸根离子转化为硫酸钙沉淀析出，分离除去硫酸钙沉淀，得到处理液C;
(4)、将处理液C用厌氧UASB生物反应器处理，以降低处理液C的毒性，进一 步提高其可生化性;
(5)、然后将上步骤中处理后的废水采用MBR工艺，先经过好养生物处理，再经 膜分离系统分离，得到最终出水，将最终出水回用或排放。
步骤(1)中采用CQJ型超效浅层离子气浮设备对混合液中酸析出的木质素及悬浮 物进行气浮分离，分离后得到的浮渣经浓缩后采用离心脱水机脱水，脱水后对浮渣进行 焚烧。
步骤(2)中的零价铁取自家用取暖材料暖身贴用过之后的残余物。
步骤(2)中所添加的H202溶液的质量浓度为30%，H202溶液的添加量不大于处理 液A质量的5%。
步骤(4)中反应产生的沼气，将产生的沼气进行收集，并脱硫净化后回收利用。
步骤(1)中棉浆黑液与皂素废水按照1.1：1的体积比进行混合，得到pH值为2.5 的混合液。
步骤(2)中搅拌反映的时间为0.5-1小时。
本发明所提供的棉浆黑液与皂素废水的联合处理工艺与现有技术相比有以下优点：
1、本发明中将高碱性的棉浆黑液与强酸性皂素废水混合酸析，节省这两种废水分 别处理时需要分别加酸、加碱的费用，真正实现了“以废治废”。
CQJ型超效浅层离子气浮设备是集絮凝、气浮、撇渣、刮泥以一体的气浮装置，高 效运用了国际先进的微氧化技术和高密度的离子气泡技术,改变了水的表面张力,大规 模的提升了水中的溶解氧,大量的吸附了水中的短链有机物分子和有色基团。设计中运 用了“浅池理论”及“零速原理”，停留时间仅需3-5分钟，强制布水，进出水都是静 态的，微气泡直径平均仅约5μm，与目前国内外平均约150μm比较至少减小了30倍。 且微气泡与絮粒的粘附发生在包括接触区在内的整个气浮分离过程，浮渣瞬时排出，水 体扰动小出水悬浮物低，出渣含固率高。
2、步骤(2)中采用的微电解技术是近年来发展起来的一种废水处理方法，其原理 是利用铁屑中的铁和炭组分构成微小原电他的正极和负极，以废水为电解质溶液，发生 氧化—还原反应，形成原电池。
在步骤(2)中，还可以添加H202溶液以形成芬顿体系，利用H202-Fe2+体系的强氧 化作用，其可有效处理酚类、芳胺类、芳烃类、农药、制浆造纸、染料及核废料等难降 解有机废水。与其他高级氧化工艺相比，Fenton法具有操作过程简单、反应物易得、费 用便宜、无需复杂设备、对环境友好、可产生絮凝等优点。
本步骤中所使用的零价铁主要来源于冬天人们用于取暖所用的暖宝宝(又名暖身 贴)使用后的废渣，废渣呈黑褐色固体状，其主要成分是铁、蛭石、活性炭、木粉、无 机盐、水等。零价铁废渣是很好的废水微电解处理的反应介质，同时，可为fenton反 应提供廉价铁源，达到了“以废治废”节约处理成本的目的。
3、在后续的生物处理系统中，采用厌氧UASB+好氧MBR的组合工艺。MBR法不同于 活性污泥法，不需使用沉淀池进行固液分离，而是使用微滤膜分离技术取代传统活性污 泥法的沉淀池和常规过滤单元，使水力停留时间(HRT)和污泥龄(STR)完全分离，因 此具有高效固液分离性能，由于微滤膜本身的特性，使活性污泥不随出水流失，在膜池 中形成8000-12000mg/L超高浓度的活性污泥，这使有机污染物分解得更为彻底。
综上所述，本发明提出了一种针对大型经济作物种植和加工工业园区棉浆黑液和皂 素废水联合处理及回用的系统性解决方案，采用“以废治废”的联合处理方法，不仅减 少了污染，为棉浆及皂素生产行业解决了环境污染瓶颈问题，而且大大节省了污水处理 成本。该发明技术领先、工艺先进、针对性强、可操作性强，具有突出的推广应用价值， 能产生十分显著的社会、经济及环境效益。