申请日20200318
公开(公告)日20200623
IPC分类号C02F9/14; C02F101/10; C02F101/30; C02F103/28
摘要
一种烧纸生产废水零排放方法，包括将制浆白水送入白水池;纸机网部前端成形区白水送入浓白水池;纸机真空吸水箱、压榨部排水和毛布洗涤水送入稀白水池;对白水池中的白水进行曝气，并添加生物酶和微生态益生菌复合多酶除臭剂;在浓白水池的白水中添加生物酶和微生态益生菌复合多酶除臭剂;各白水池剩余白水经过滤设备过滤后，再经纤维膜过滤装置过滤后的白水进入除钙脱硫池;加入石灰乳液和碳酸钠溶液除钙脱硫后回用于制浆过程的浓度调节，洗网，纤维膜过滤装置的反冲洗，剩余部分进入纳滤装置过滤得到的清滤液进入清水池，浓缩液送回除钙脱硫池;清水池的水用于清洗毛布、纸机喷淋、化工原料溶解、设备密封冷却补充水和纳滤装置的反冲洗。
权利要求书
1.一种烧纸生产废水零排放方法，包括将制浆过程中浆料浓缩产生的白水送入白水池，白水池的白水回用于制浆筛选和净化工序;纸机网部前端成形区产生的白水送入浓白水池，浓白水池内白水回用于纸机上网前纸浆的稀释;纸机真空吸水箱、压榨部排水和毛布洗涤水送入稀白水池;白水池、浓白水池和稀白水池中的白水混合或单独用于碎浆机碎浆;其特征在于，还包括以下步骤：
对白水池中的白水进行曝气，并在白水池的白水中添加生物酶和微生态益生菌复合多酶除臭剂;在浓白水池的白水中添加生物酶和微生态益生菌复合多酶除臭剂;生物酶和微生态益生菌复合多酶除臭剂的添加量根据纸机滤水性能、纸机烘干部铲刀处胶粘物的产生量和是否存在臭气来决定，纸机滤水性能差、烘干部铲刀处胶粘物的产生量超过正常值或产生臭气气味浓时，增加用量，反之则降低用量;
白水池、浓白水池和稀白水池的剩余白水和清洗排水送入集水池，在集水池中对白水进行曝气，充氧并防止白水中的悬浮物沉淀，使集水池中的白水溶解氧含量不低于2mg/L;往出集水池的白水中加入絮凝剂对悬浮物进行絮凝后，送往过滤设备进行过滤，回收白水中的纤维和填料，经过滤设备过滤后的白水送入纤维膜过滤装置，除去白水中的胶体悬浮物，经纤维膜过滤装置过滤后的白水送入除钙脱硫池;过滤设备和纤维膜过滤装置截留得到的物料均送入回收浆池，在回收浆池中添加生物酶和微生态益生菌复合多酶除臭剂，生物酶和微生态益生菌复合多酶除臭剂的添加量根据是否存在臭气来决定，产生臭气气味浓时，增加用量，反之则降低用量;将回收浆池的浆料送入碎浆机;
往除钙脱硫池的白水中加入石灰乳液和碳酸钠溶液，使白水中的钙、镁离子、硫酸根离子形成沉淀物，沉淀物沉降在除钙脱硫池底部后移出系统，调节白水的pH值为7～9，经除钙脱硫后的白水送入回用水池;
回用水池中的水用于制浆过程的纸浆浓度调节，洗网，纤维膜过滤装置的反冲洗，和用于清洗设备和地面;剩余部分进入纳滤装置;
经纳滤装置过滤得到的清滤液进入清水池，浓缩液送回除钙脱硫池;所述清水池的水用于清洗毛布、纸机喷淋、化工原料溶解、设备密封、冷却补充水和纳滤装置的反冲洗。
2.根据权利要求1所述的烧纸生产废水零排放方法，其特征在于，所述生物酶包括淀粉酶、果胶酶、脂肪酶、磷脂酶、纤维素酶、半纤维酶、蛋白酶中的一种或二种以上，生物酶总用量为1×105～500×105 IU/吨纸;所述微生态益生菌复合多酶除臭剂，含有芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、光合菌属和脂肪酶、纤维素酶、半纤维素酶，有效活菌数不小于30亿/g;微生态益生菌复合多酶除臭剂用量为50～500g/吨纸。
3.根据权利要求1所述的烧纸生产废水零排放方法，其特征在于，所述絮凝剂包括硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁无机絮凝剂中的一种或二种以上，使用无机絮凝剂时用量为10～200mg/L水;和聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚氧乙烯有机絮凝剂中的一种或二种以上，使用有机絮凝剂时用量为1～20mg/L水。
4.根据权利要求1所述的烧纸生产废水零排放方法，其特征在于，所述除钙脱硫池的白水中加入石灰乳液和碳酸钠溶液，石灰乳液的加入量为耗用生石灰0.1～2 kg/吨纸，碳酸钠用量为0.1～1 kg/吨纸，水力停留时间为10～90min，温度为0～60℃，加入石灰乳液和碳酸钠溶液后使回用水池中白水的pH值为7～9。
5.根据权利要求1所述的烧纸生产废水零排放方法，其特征在于，所述纳滤装置的纳滤膜微孔直径为1～10nm，可截留分子量20～10000的有机物与二价离子;纳滤膜的材料包括醋酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺中的一种或者二种以上的组合;纳滤操作压力为0.2～4MPa，通量为30～100L/h.m2，浓缩倍数为5～10倍。
6.根据权利要求1所述的烧纸生产废水零排放方法，其特征在于，当生产系统需长时间停机时，全部白水经过过滤、除钙脱硫、纳滤处理后贮存于清水池，回收浆池中的浆料经脱水后风干、贮存。
7.根据权利要求1所述的烧纸生产废水零排放方法，其特征在于，所述过滤设备包括斜筛或圆筒筛;所述纤维膜过滤装置包括罐体(1)，设置在所述罐体(1)上部的白水入口(2)和增氧曝气头入口(3)，设置在所述罐体(1)底部的浆渣收集区(4)，至少一套两端分别与所述罐体(1)的上下二端连接的过滤管(5)，与所述过滤管(5)上端连通的反冲洗水管(6)，与所述过滤管(5)下端连通的出水管(7)，与所述浆渣收集区(4)连通的浆渣管(8)，上端与所述罐体(1)上部连通，下端与所述浆渣管(8)连通的回流管(9)，设置在所述出水管(7)上的水泵(16)，设置在所述浆渣管(8)上的浆泵(17);所述过滤管(5)包括支撑管(10)，套在所述支撑管(10)外表面上的纤维过滤环(11)和陶瓷过滤环(12)，套在所述支撑管(10)的外表面上、紧靠纤维过滤环(11)和陶瓷过滤环(12)组上端的第一压环(13)、紧靠纤维过滤环(11)和陶瓷过滤环(12)组下端的第二压环(14)，套在所述支撑管(10)的外表面上、位于第一压环(13)与罐体(1)之间的压缩弹簧(15);所述纤维过滤环(11)和陶瓷过滤环(12)交错地排列，所述支撑管(10)与纤维过滤环(11)和陶瓷过滤环(12)的接触部具有通向支撑管(10)内腔的滤液孔。
8.根据权利要求7所述的烧纸生产废水零排放方法，其特征在于，所述纤维膜过滤装置还具有设置在所述罐体(1)下部的的清理孔(18)。
9.根据权利要求1所述的烧纸生产废水零排放方法，其特征在于，所述过滤设备包括斜筛或圆筒筛;所述纤维膜过滤装置包括膜过滤白水池(19)，与所述膜过滤白水池(19)上部连通的浮浆出料斗(20)，若干套设置在所述膜过滤白水池(19)的下部、且与所述膜过滤白水池(19)连接的合成陶瓷纤维过滤器(21)，与所述合成陶瓷纤维过滤器(21)内腔连通的第二出水管(22)，位于所述合成陶瓷纤维过滤器(21)的下方、且与所述膜过滤白水池(19)连接的浆渣收集器(23);所述纤维膜过滤装置还包括与所述膜过滤白水池(19)内壁第一侧连接的安装座(24)，与膜过滤白水池(19)内壁另一侧连接的安装套(25)，位于所述合成陶瓷纤维过滤器(21)与膜过滤白水池(19)内壁之间的压缩弹簧(26)，所述合成陶瓷纤维过滤器(21)的第一端与所述安装座(24)连接，合成陶瓷纤维过滤器(21)的另一端与所述安装套(25)连接;所述合成陶瓷纤维过滤器(21)包括过滤管(30)，套在所述过滤管(30)外表面上的第二纤维过滤环(27)和第二陶瓷过滤环(28)，所述第二纤维过滤环(27)和第二陶瓷过滤环(28)交错地排列，所述过滤管(30)与第二纤维过滤环(27)和第二陶瓷过滤环(28)的接触部具有通向过滤管(30)内腔的滤孔(29)。
说明书
一种烧纸生产废水零排放方法
技术领域
本发明涉及涉及制浆造纸过程中，造纸白水的过滤、净化、回收利用技术领域，尤其是涉及一种烧纸生产废水零排放方法。
背景技术
废纸造纸白水是指废纸制浆造纸生产过程中纸浆浓缩、纸页成形、压榨和真空系统的排水，含有大量的细小纤维、填料、化学品、胶粘物等悬浮物，以及胶体性和溶解性物质。废纸制浆造纸过程生产用水和排水量大，如果白水处理回用工艺不恰当，不仅对环境造成污染，也带来水资源和造纸原辅材料的浪费。
造纸工业是一个对水环境影响比较大的产业，2015年，我国造纸行业废水排放量占全国工业废水排放总量13.0%，排放废水中COD占全国工业COD总排放量的13.1%，居工业行业第一位。加强造纸生产废水处理和循环回用技术开发，逐步达到生产废水零排放是实现造纸工业可持续发展的必然方向。
常见的白水处理设备有多盘式真空过滤机、气浮机和斜网等。前者的优点是纤维回收率高，白水净化效果好，处理能力大;其缺点是设备复杂，维修量大，造价高，因此难以在中小型造纸厂中推广应用。气浮法白水处理设备已在国内中小型造纸厂中推广应用，但还存在占地面积大，电耗高等缺点。采用白水多盘过滤机、斜筛等白水过滤装置，均只能回收白水中的纤维类物料，过滤后的白水中含有胶质物等，其使用范围受到限制，多用于补充浆料用水等，白水的回用率低，排污负荷仍较高。
烧纸又称烧纸钱，指供人焚化以敬神、佛和祖先等使用的纸，在我国和部分亚洲国家有大量的市场需求。烧纸主要以废纸、木粉等为原料，生产过程通常包括碎浆、筛选、净化、调料、成形、压榨、干燥、分切等工艺。目前，烧纸生产过程中产生的废水主要有二种类型的处理方式，第一种方式是废水不经任何处理或者经过简单处理后全部回用的“零排放”，第二种方式是经生化处理后“达标”排放。采用第一种方式的企业，在生产运行中主要存在以下问题：1)用水水质不能满足纸机毛布、成形网的清洗要求，严重影响生产操作和毛布、成形网的使用寿命;2)白水中钙、镁、硫酸根、低分子有机酸根等离子积累，喷淋管道容易结垢、堵塞，并腐蚀设备;3)产生大量的阴离子垃圾，影响化学品的使用效果;4)滋生大量的厌氧细菌，产生腐浆，影响生产操作和产品质量;5)产生恶臭气体，尤其是在高温季节，严重影响周边大气环境、职工身体健康和产品质量;6)水质和水量不能满足设备清洗和生产场地清洁卫生的要求，生产场所的环境卫生状况很差;7)企业停机几天后，水质恶化，开机时循环水不能满足生产要求;因此，企业在“零排放”运行一段时间后只能将废水偷排到水体，严重污染环境。采用第二种方式的企业，在生产运行中主要存在以下问题：1)废水污染负荷高，CODcr通常在5000～15000mg/L，处理难度大，处理设施难以满足废水稳定达标排放的要求，超标排放的现象比较普遍，污染环境;2)产生恶臭气体，影响周边大气环境、职工身体健康和产品质量;3)环保监管严格时，企业通常只能停产，影响生产的正常运行;4)废水中大量的纤维和其它原辅材料变成了废水中的污染物，既浪费了资源，又增加了污染的治理成本;5)废水处理系统投资大，运行成本高，严重影响企业的经济效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何根据烧纸生产过程的不同水质要求，最大化地对白水进行回用利用，达到从造纸白水中回用更多的物料，节约原辅材料，提高造纸白水的回用率，实现生产废水零排放，降低排污负荷的目的。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种烧纸生产废水零排放方法，包括将制浆过程中浆料浓缩产生的白水送入白水池，白水池的白水回用于制浆筛选和净化工序;纸机网部前端成形区产生的白水送入浓白水池，浓白水池内白水回用于纸机上网前纸浆的稀释;纸机真空吸水箱、压榨部排水和毛布洗涤水送入稀白水池;白水池、浓白水池和稀白水池中的白水混合或单独用于碎浆机碎浆;其特征在于，还包括以下步骤：
对白水池中的白水进行曝气，并在白水池的白水中添加生物酶和微生态益生菌复合多酶除臭剂;在浓白水池的白水中添加生物酶和微生态益生菌复合多酶除臭剂;生物酶和微生态益生菌复合多酶除臭剂的添加量根据纸机滤水性能、纸机烘干部铲刀处胶粘物的产生量和是否存在臭气来决定，纸机滤水性能差、烘干部铲刀处胶粘物的产生量超过正常值或产生臭气气味浓时，增加用量，反之则降低用量;
白水池、浓白水池和稀白水池的剩余白水和清洗排水送入集水池，在集水池中对白水进行曝气，充氧并防止白水中的悬浮物沉淀，使集水池中的白水溶解氧含量不低于2mg/L;往出集水池的白水中加入絮凝剂对悬浮物进行絮凝后，送往过滤设备进行过滤，回收白水中的纤维和填料，经过滤设备过滤后的白水送入纤维膜过滤装置，除去白水中的胶体悬浮物，经纤维膜过滤装置过滤后的白水送入除钙脱硫池;过滤设备和纤维膜过滤装置截留得到的物料均送入回收浆池，在回收浆池中添加生物酶和微生态益生菌复合多酶除臭剂，生物酶和微生态益生菌复合多酶除臭剂的添加量根据是否存在臭气来决定，产生臭气气味浓时，增加用量，反之则降低用量;将回收浆池的浆料送入碎浆机;
往除钙脱硫池的白水中加入石灰乳液和碳酸钠溶液，使白水中的钙、镁离子、硫酸根离子形成沉淀物，沉淀物沉降在除钙脱硫池底部后移出系统，调节白水的pH值为7～9，经除钙脱硫后的白水送入回用水池;
回用水池中的水用于制浆过程的纸浆浓度调节，洗网，纤维膜过滤装置的反冲洗，和用于清洗设备和地面;剩余部分进入纳滤装置;
经纳滤装置过滤得到的清滤液进入清水池，浓缩液送回除钙脱硫池;所述清水池的水用于清洗毛布、纸机喷淋、化工原料溶解、设备密封、冷却补充水和纳滤装置的反冲洗。
作为本发明的改进技术方案，本发明提供的烧纸生产废水零排放方法，所述生物酶包括淀粉酶、果胶酶、脂肪酶、磷脂酶、纤维素酶、半纤维酶、蛋白酶中的一种或二种以上，生物酶总用量为1×105～500×105 IU/吨纸;所述微生态益生菌复合多酶除臭剂，含有芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、光合菌属和脂肪酶、纤维素酶、半纤维素酶，有效活菌数不小于30亿/g;微生态益生菌复合多酶除臭剂用量为50～500g/吨纸;
作为本发明的改进技术方案，本发明提供的烧纸生产废水零排放方法，所述絮凝剂包括硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁无机絮凝剂中的一种或二种以上，使用无机絮凝剂时用量为10～200mg/L水;和聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚氧乙烯有机絮凝剂中的一种或二种以上，使用有机絮凝剂时用量为1～20mg/L水。
作为本发明的改进技术方案，本发明提供的烧纸生产废水零排放方法，所述除钙脱硫池的白水中加入石灰乳液和碳酸钠溶液，石灰乳液的加入量为耗用生石灰0.1～2 kg/吨纸，碳酸钠用量为0.1～1 kg/吨纸，水力停留时间为10～90min，温度为0～60℃，加入石灰乳液和碳酸钠溶液后使回用水池中白水的pH值为7～9。
作为本发明的改进技术方案，本发明提供的烧纸生产废水零排放方法，所述纳滤装置的纳滤膜微孔直径为1～10nm，可截留分子量20～10000的有机物与二价离子;纳滤膜的材料包括醋酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺中的一种或者二种以上的组合;纳滤操作压力为0.2～4MPa，通量为30～100L/h.m2，浓缩倍数为5～10倍。
作为本发明的改进技术方案，本发明提供的烧纸生产废水零排放方法，当生产系统需长时间停机时，全部白水经过过滤、除钙脱硫、纳滤处理后贮存于清水池，回收浆池中的浆料经脱水后风干、贮存。
作为本发明的改进技术方案，本发明提供的烧纸生产废水零排放方法，所述过滤设备包括斜筛或圆筒筛;所述纤维膜过滤装置包括罐体，设置在所述罐体上部的白水入口和增氧曝气头入口，设置在所述罐体底部的浆渣收集区，至少一套两端分别与所述罐体的上下二端连接的过滤管，与所述过滤管上端连通的反冲洗水管，与所述过滤管下端连通的出水管，与所述浆渣收集区连通的浆渣管，上端与所述罐体上部连通，下端与所述浆渣管连通的回流管，设置在所述出水管上的水泵，设置在所述浆渣管上的浆泵;所述过滤管包括支撑管，套在所述支撑管外表面上的纤维过滤环和陶瓷过滤环，套在所述支撑管的外表面上、紧靠纤维过滤环和陶瓷过滤环组上端的第一压环、紧靠纤维过滤环和陶瓷过滤环组下端的第二压环，套在所述支撑管的外表面上、位于第一压环与罐体之间的压缩弹簧;所述纤维过滤环和陶瓷过滤环交错地排列，所述支撑管与纤维过滤环和陶瓷过滤环的接触部具有通向支撑管内腔的滤液孔。
在上述改进方案的基础上，作为本发明的改进技术方案，本发明提供的烧纸生产废水零排放方法，所述纤维膜过滤装置还具有设置在所述罐体下部的的清理孔。
作为本发明的改进技术方案，本发明提供的烧纸生产废水零排放方法，所述过滤设备包括斜筛或圆筒筛;所述纤维膜过滤装置包括膜过滤白水池，与所述膜过滤白水池上部连通的浮浆出料斗，若干套设置在所述膜过滤白水池的下部、且与所述膜过滤白水池连接的合成陶瓷纤维过滤器，与所述合成陶瓷纤维过滤器内腔连通的第二出水管，位于所述合成陶瓷纤维过滤器的下方、且与所述膜过滤白水池连接的浆渣收集器;所述纤维膜过滤装置还包括与所述膜过滤白水池内壁第一侧连接的安装座，与膜过滤白水池内壁另一侧连接的安装套，位于所述合成陶瓷纤维过滤器与膜过滤白水池内壁之间的压缩弹簧，所述合成陶瓷纤维过滤器的第一端与所述安装座连接，合成陶瓷纤维过滤器的另一端与所述安装套连接;所述合成陶瓷纤维过滤器包括过滤管，套在所述过滤管外表面上的第二纤维过滤环和第二陶瓷过滤环，所述第二纤维过滤环和第二陶瓷过滤环交错地排列，所述过滤管与第二纤维过滤环和第二陶瓷过滤环的接触部具有通向过滤管内腔的滤孔。
在不冲突的情况下，前述改进方案可单独或组合实施。
本发明提供的技术方案，根据烧纸生产过程各环节排水的不同水质特点和各环节用水的不同水质要求，提出白水的最大化直接循环回用，造纸白水首先对各工序的用水进行分级回用，白水池、浓白水池和稀白水池的剩余白水和清洗排水送入集水池，集水池的白水中加入絮凝剂后，送往过滤设备进行过滤，回收白水中的纤维和填料，经过滤设备过滤后的白水送入纤维膜过滤装置过滤，经纤维膜过滤装置过滤后的白水送入除钙脱硫池;过滤设备和纤维膜过滤装置截留得到的物料均送入回收浆池，除钙脱硫池的白水中加入石灰乳液和碳酸钠溶液后，钙、镁离子、硫酸根离子形成沉淀物，沉淀物沉降在除钙脱硫池底部后移出系统，调节白水的pH值为7～9，经除钙脱硫后的白水送入回用水池;回用水池中的水用于制浆过程的纸浆浓度调节，洗网，纤维膜过滤装置的反冲洗，和用于清洗设备和地面;剩余部分进入纳滤装置;经纳滤装置过滤得到的清滤液进入清水池，浓缩液送回除钙脱硫池;所述清水池的水用于清洗毛布、纸机喷淋、化工原料溶解、设备密封、冷却补充水和纳滤装置的反冲洗。通过添加生物酶和微生态益生菌复合多酶除臭剂，最大化直接循环回用白水，在此基础上将剩余白水进行过滤、除钙脱硫、纳滤分级处理和对处理后白水分级回用，补充新鲜水量等于纸页干燥蒸发水、筛选净化渣带走水、除钙脱硫渣带走水和清洗蒸发水量之和，无生产废水排放，实现烧纸生产废水零排放，降低了排污负荷;同时，解决烧纸生产过程产生恶臭气体、设备结垢和腐蚀等问题，使固体废弃物的产生量最小化和原辅材料利用率最大化，提高生产效率和产品质量，降低生产成本。
对白水池中的白水进行曝气充氧，并在白水、浆料中添加微生态益生菌复合多酶除臭剂，可抑制浆水体系中的厌氧菌繁殖，控制腐浆产生和白水变黑发臭，保障白水全部封闭循环后生产系统稳定运行。通过添加生物酶来水解白水中的淀粉、聚乙烯醇、树脂、油脂、蛋白质、果胶等阴离子垃圾;用化学沉淀法结合纳滤去除白水中钙、镁、硫酸根、低分子有机酸根等离子，降低了白水的电导率和硬度。有利于白水的封闭循环利用，具有显著的环境效益。（发明人马乐凡;刘晓明;刘华夏;覃发兴;张旭桃）