申请日2005.06.09
公开(公告)日2005.12.21
IPC分类号D21F1/74; C02F3/30; C02F5/00; C02F1/00
摘要
本发明公开了一种厌氧-好氧处理实现废纸造纸废水零排放处理工艺，将纸板生产线产生的废水D即循环水，经圆网过滤回收废水中的纤维，作为造纸原料送纸板生产线，回收纤维后的废水顺序进入一沉池和1#集水池，其余水送入厌氧反应器，通过微生物去除有机污染物并产生生物软化作用，采用低成本的生物技术，使废水的软化过程与废水中的有机物去除同时实现，克服废水封闭循环存在的技术障碍，大大降低废水处理成本，建立高效率、低能耗、低污泥和低成本的废水处理系统，真正实现废纸造纸废水的零排放和显著节水。
权利要求书
1、厌氧-好氧处理实现废纸造纸废水零排放处理工艺，其特征在于，按以 下步骤进行：
首先，将纸板生产线(10)产生的废水D即循环水，经园网过滤(1)回收 废水中的纤维，作为造纸原料送纸板生产线(10)，园网网目为60目，回收纤 维后的废水顺序进入一沉池(2)和1#集水池(3)，水的流率控制为每吨纸30-60 立方米，1#集水池(3)中40-70%水可作为回用水A供纸板生产线(10)，其余 水送入厌氧反应器(4)，在以下控制条件下，通过微生物去除有机污染物并产 生生物软化作用：负荷8-12kgCOD/m3.d的条件下，厌氧反应器(4)的运行条件 控制为pH是6.8-7.2、污泥浓度25-30gVSS/L、泥龄150-200日、出水挥发 性脂肪酸小于3mmol/l;
其次，将厌氧反应器(4)的出水送入好氧池(5)进行好氧生物处理，好氧 池(5)的容积负荷为1-2kgCOD/m3.d，好氧处理的条件为：pH为7.5-8.0、水 力停留时间10-16小时、氧含量1-4mg/L，在好氧池(5)内，采用供气式低 压射流曝气器，好氧处理后的水流入二沉池(6)，二沉池(6)进行泥水分离， 表面负荷为1.0-1.2m3/m2.h，下部污泥送回厌氧反应器(4)，送回厌氧反应 器(4)的污泥量为造纸产量的千分之一，上部清水是已经除去有机物并已经软 化的循环水，化学需氧量COD<100mg/l，生化需氧量BOD<30mg/l，它们进入 2#集水池(7)，其中50-60%作为回用水B回用于纸板生产线(10)，其余部分 经过快滤池(8)，过滤速度7-8m3/m2.h，进入3#集水池(9)，作为回用水C， 其悬浮物浓度小于30mg/l，送纸板生产线(10)，厌氧反应器(4)产生的污泥 送厌氧污泥池(11)，从而完成整个生产用水的闭路循环和废水零排放。
说明书
厌氧-好氧处理实现废纸造纸废水零排放处理工艺
技术领域
本发明涉及环境工程，水污染控制与节水技术领域，特别涉及实现造纸工 业废水的回用与零排放的处理工艺。
背景技术
造纸工业废水治理工艺一直是国内外水污染控制领域重点研究解决的技 术。国内外很早已经提出了在造纸车间白水封闭循环的概念，一些欧洲的造纸 厂也曾经在废纸为原料的工厂的作了零排放的尝试。零排放意味着水资源的节 约和水污染的完全控制，也意味着物料和能源的回收，是体现循环经济和清洁 生产思想的重要技术。但是，造纸过程废水的循环使用必然导致有害物质的积 累。在通常生产系统中，对于一定的生产量，废水的浓度与其排水量成反比， 排水越少，浓度越大。而对于完全没有废水排放的零排放系统，污染物必然积 累到极高的水平，如果没有合理的循环水处理消除这种积累，并达到造纸过程 对水质量的要求，零排放是不可能实现的。
与此同时，废水的厌氧处理技术以其运行成本低、节约能源、剩余污泥量 少、污泥处置容易等优点，在废水处理中正发挥着越来越大的作用。目前厌氧 处理技术在国外造纸工业中主要应用的领域包括废纸制浆造纸废水、机械浆和 化学机械浆(TMP、CTMP和APMP)废水、半化学浆(NSSC)废水以及碱法 黑液蒸发冷凝液。但是，我国造纸行业废水处理却极少应用厌氧技术，厌氧技 术在我国造纸工业废水污染控制领域里存在较大差距和很大的发展空间。
废纸造纸过程水的循环使用一般容易产生以下问题：
(1)微生物生长问题
形成粘液和丝状生长的微生物因能够附着在器壁而易于生长，成团的带粘 液的微生物与纤维一起形成所谓的腐浆，造成纸面的空洞、透明点等纸病，甚 至引起抄造断头。
微生物的大量生长主要由于封闭循环后溶解性有机物质大量积累(例如大 量的挥发性脂肪酸)，同时水温上升，为微生物生长创造了条件。
(2)胶粘物
胶粘物是指工艺过程中形成的具有胶粘性的憎水和部分憎水的物质，或者 来自废纸原料中的印刷油墨、胶粘剂、涂布组分和各类添加剂。胶粘物可以存 在于水中，也可沉积于毛布、铜网以及其它设备表面，危害造纸过程。
(3)阴离子
阴离子垃圾是溶解的或胶体的对造纸过程有害的阴离子，它们会导致造纸 湿部添加剂用量增加或车速降低。
阴离子主要来自造纸过程的添加剂，例如变性淀粉、羧甲基纤维素、以及 纸张的涂布组分。
(4)盐的积累和腐蚀问题
废水中的CaCO3和大量的挥发性脂肪酸(VFA)缓慢反应，生成CO2，引 起气泡和泡沫，影响纸机操作，产生纸病和断头。Ca2+还会和VFA、树脂酸、 SO4 2-在纸机的表面特别是网部形成树脂酸钙和石膏垢层，造成糊网等类似树脂 障碍的操作故障。
盐的积累还会引起化学和电化学腐蚀。SO4 2-在腐蚀中扮演重要角色，腐蚀也 由高浓度VFA引起，细菌的生长同样引起腐蚀问题。温度的上升增加了腐蚀速 度。
发明内容
本发明目的在于提供一种通过厌氧-好氧处理废纸造纸废水，能够实现造纸 废水的回用和完全的无废水排放，即零排放，并能够降低纸张生产成本和废水 处理成本，节约能源、水资源和原材料。
本发明的技术方案是这样实现的：
首先，将纸板生产线产生的废水D即循环水，经园网过滤回收废水中的纤 维，作为造纸原料送纸板生产线，园网网目为60目，回收纤维后的废水顺序进 入一沉池和1#集水池，水的流率控制为每吨纸30-60立方米，1#集水池中40-70% 水可作为回用水A供纸板生产线，其余水送入厌氧反应器，在以下控制条件下， 通过微生物去除有机污染物并产生生物软化作用;负荷8-12kgCOD/m3.d的条件 下，厌氧反应器(4)的运行条件控制为pH是6.8-7.2、污泥浓度25-30gVSS/L、 泥龄150-200日、出水挥发性脂肪酸小于3mmol/l;
其次，将厌氧反应器的出水送入好氧池进行好氧生物处理，好氧池的容积负 荷为1-2kgCOD/m3.d，好氧处理的条件为：pH为7.5-8.0、水力停留时间10-16 小时、氧含量1-4mg/L，在好氧池内，采用供气式低压射流曝气器，好氧处理 后的水流入二沉池，二沉池进行泥水分离，表面负荷为1.0-1.2m3/m2.h，下部 污泥送回厌氧反应器，送回厌氧反应器的污泥量为造纸产量的千分之一，上部 清水是已经除去有机物并已经软化的循环水，化学需氧量COD<100mg/l，生化 需氧量BOD<30mg/l，它们进入2#集水池，其中50-60%作为回用水B回用于纸 板生产线，其余部分经过快滤池，过滤速度7-8m3/m2.h，进入3#集水池，作 为回用水C，其悬浮物浓度小于30mg/l，送纸板生产线，厌氧反应器产生的污 泥送厌氧污泥池，从而完成整个生产用水的闭路循环和废水零排放。
本发明的技术效果：
(1)本发明可以实现废纸造纸过程的完全的无废水排放，清水用量降低到 大约2-3米3/吨纸。从而在防治污染、节约水资源方面具有明显的环境与经济 效益。
(2)本发明采用的废水厌氧-好氧生物处理工艺具有运行成本低、节约能 源、污泥处置容易等优势。
(3)通过厌氧和好氧反应器作用，废水系统中挥发性脂肪酸可以容易 地在厌氧过程中除去，去除率高达99%。废水处理系统中，对化学需氧量 COD、生化需氧量BOD、悬浮物SS和Ca、Mg离子等污染物有很好的去除效果。 经过处理后，水的粘度下降，BOD和SS下降到很低，澄清度提高，循环水不再 变质，腐浆问题不会发生，水的硬度控制在一定的范围，完全满足水回用的需 要。本发明能有效地解决包括封闭循环和零排放后有机酸和盐积累引起的腐蚀、 腐浆、产品臭味、操作条件恶化、二次胶粘物引起的树脂障碍、“阴离子垃圾” 引起的湿部添加剂用量增加、钙积累引起的水硬度上升、设备结垢、纸机断头 增加的问题。
(4)本发明通过厌氧和好氧工艺，在去除污染物的同时，完成循环水的生 物软化。经过生物处理，厌氧反应器去除CaCO3的速率达到0.15kg/m3.d，好氧 反应器的软化效率达到0.21kg/m3.d，废水的CaCO3硬度维持在4.5mmol/L以下。
(5)本发明处理工艺，每生产一吨纸仅产生1.2公斤剩余生物污泥，大大 节约了污泥处理费用，一般可以不需要污泥浓缩的浓缩池，也不需要污泥脱水 的机械脱水设备，因此也省略了配套的脱水机房、脱水剂的溶解计量和投放设 备和压滤机的冲洗泵，成本明显降低。