申請日2014.10.24
公開(公告)日2015.02.25
IPC分類號C02F9/14; C02F103/28; C02F1/28
摘要
本發明涉及一種使用改性粉煤灰沸石的造紙廢水處理方法，主要包括調節廢水的PH、改性粉煤灰沸石的吸附、纖維回收、改性粉煤灰沸石的吸附和生物降解的廢水處理工序，本發明使用的改性粉煤灰沸石通過改性劑溶液的配制、粉碎粉煤灰和改性反應制得。本發明具備成本低，廢水處理效果好的優點，有利于工廠推廣應用。
權利要求書
1.一種使用改性粉煤灰沸石的造紙廢水處理方法，其特征是包括以下步驟：
(1)調節廢水的PH：向廢水中投入酸根離子，調節廢水的PH為5.5~6.5;
(2)改性粉煤灰沸石的吸附：將步驟(1)所得的廢水輸送到承裝有改性粉煤灰沸石的反應池中，廢水與改性粉煤灰沸石充分接觸;
(3)纖維回收：將經過步驟(2)處理后得到的廢水輸送到纖維回收機中進行纖維回收;
(4)改性粉煤灰沸石的吸附：將經過步驟(3)纖維回收后的廢水再次與改性粉煤灰沸石接觸，進行吸附反應，去除廢水的顆粒物，去除色素，提高廢水的清澈程度;
(5)生物降解：將經過步驟(4)處理后的廢水進行生物沉降，去除廢水中的COD和BOD，使得廢水達到回用或排放標準。
2.根據權利要求1所述的使用改性粉煤灰沸石的造紙廢水處理方法，其特征是所述改性粉煤灰沸石經過以下步驟制得：
(a)改性劑溶液的配制：調配出酸性溶液，使酸性溶液的PH值為5~7;
(b)粉碎粉煤灰：將廢棄粉煤灰研磨，使得最大的顆粒直徑不大于1cm;
(c)改性反應：將步驟(b)所得的粉煤灰投放到步驟(a)所得的改性劑溶液中，充分反應后，過濾得到改性粉煤灰沸石。
3.根據權利要求1所述的使用改性粉煤灰沸石的造紙廢水處理方法，其特征是所述步驟(1)中調節PH使用的是鹽酸溶液。
4.根據權利要求1所述的使用改性粉煤灰沸石的造紙廢水處理方法，其特征是所述步驟(2)和步驟(4)中改性粉煤灰沸石與廢水發生反應過程中不斷攪拌，反應時間為1~2.5個小時。
5.根據權利要求1所述的使用改性粉煤灰沸石的造紙廢水處理方法，其特征是所述步驟(3)纖維回收使用圓盤纖維回收器。
6.根據權利要求2所述的使用改性粉煤灰沸石的造紙廢水處理方法，其特征是所述步驟(a)使用鹽酸和硫酸的混合溶液調節PH，鹽酸和硫酸的體積比為1:1~2。
7.根據權利要求2所述的使用改性粉煤灰沸石的造紙廢水處理方法，其特征是所述步驟(c)改性反應中，攪拌粉煤灰和改性劑溶液。
說明書
一種使用改性粉煤灰沸石的造紙廢水處理方法
技術領域
本發明涉及一種使用改性粉煤灰沸石的造紙廢水處理方法，屬于工業廢水處理領域。
背景技術
造紙工業是用水量大、污染大的行業，造紙廢水排放的有機物(即COD)占我國工業廢水有機物總量約25%，嚴重污染環境，因此，造紙廢水零排放是一項節水和治污并重的生產實用技術，具有較好的經濟效益，也具有明顯的社會效益和環境效益，也是造紙行業實現可持續發展的必要選擇。
造紙業是傳統的用水大戶，也是造成水污染的重要污染源之一。隨著經濟的發展，企業日益面臨水資源短缺、原料匱乏等問題，而另一方面，也會導致水污染越來越嚴重。目前我國造紙工業廢水排放量及COD排放量均居我國各類工業排放量的首位，造紙工業對水環境的污染最為嚴重。紙漿造紙廢水主要包括化學法質量產生的蒸煮廢液(又稱黑液)、洗滌漂白過程中產生的中段水及抄紙工序中產生的白水，它們都對環境有著嚴重的污染。因此，如何降低紙漿造紙廢水的COD，是一項具有重要社會意義和經濟效益的工作。
目前國內造紙廠中，還沒有造紙廠真正達到零排放，一般為5%放入排放，他們采用的是廢水二級處理，先在車間內部循環，多余的水進車間貯水池，然后用泵抽入混凝沉淀池，加藥沉淀處理。目前噸紙耗水量15立方米左右，運行費用相對較低，但仍有部分水定期排放。
紙漿造紙工業的整個生產過程需要大量的水，這些水在生產過程中匯集了大量的工業有害無助，既無法直接利用，直接排放又會污染環境，因此，對紙漿造紙過程各階段產生的廢水進行回收再利用，有著顯著的經濟和社會價值，決定著造紙企業的生存發展。
隨著科技的不斷發展，廢水處理技術日新月異，傳統的廢水處理技術不斷被革新和發展，現在針對紙漿造紙廢水的處理方法很對，但是目前一般的造紙廠大多數仍然是還是采用傳統的無話處理和生化處理相結合的工藝。其中，物化處理有多種方法：氣浮法、吸附法、混凝法、電解法、Fenton法等，而生化處理方法有：活性污泥法、生物過濾、生物膜法、厭氧生物法等。
在造紙行業中，通常采用化學沉淀、氣浮處理、以及生物氧化等處理方法對中水進行處理。
目前造紙環保一級處理傳統工藝為初沉或物化絮凝沉淀，絮凝工藝去除率較高，尤其是可以去除大量高分子難降解的有機污染物，這為下一步進行生化處理奠定了基礎，然而，這樣的處理僅使用于負荷較低的廢水。歐洲國家在物化處理上最為先進，基本已淘汰平流沉淀池，采用脈沖澄清池、懸浮澄清池和高密度澄清池等先進的沉淀技術。
近年來，生物膜超濾技術、反滲透、電滲析、離子交換處理手段不斷出現。在造紙行業中，一方面由于處理成本太高，另一方面由于造紙廢水成分復雜，處理技術難度很大，因此，至今尚沒有工業化的成熟處理技術可用。
例如，授權公告號為CN101186418A的發明專利披露了一種造紙工業廢水的回收利用方法，該方法將膜技術和工業水處理技術結合，具體方法包括：微濾工藝段，超濾工藝段，和反滲透膜工藝段。由于在微濾工藝段之前需要首先進行生化處理，超濾工藝段，和反滲透工藝段需要采用反滲透膜。因此，水處理成本太高，另外，該方法的實施過程中對水的要求相當嚴格，因此，對于造紙廢水成分復雜多變而言，難以工業化。
授權公告號為CN1255340C的發明專利披露了一種造紙中水的脫色方法，采用氧氣、二氧化氯，以及絮凝劑分別對經生化處理過的中水進行處理，以得到可以回用的凈化水。然而，該方法需要使用二氧化氯，其本省就是一種目前已逐漸禁用的化學劑。另外該方法需要長時間的沉淀，處理周期長。
授權公告號為CN100545108C的發明專利披露了一種對造紙廢水處理并循環利用的方法，包括濕漿回收、混凝沉淀、三相厭氧處理、脫硫、生物鐵法處理、過濾消毒和循環回用等步驟。本發明先對造紙廢水進行預處理，再對預處理過的出水進行生物鐵法處理，使活性污泥形成結構緊密、顆粒細小、比表面積大、脫水性好的團粒狀貼污泥，再利用A/O活性污泥處理系統進行生化作用。然而，該方法中三相厭氧處理的條件很難控制，在實際工業化應用中，很難達到徹底厭氧反應的效果，使得整個廢水處理的流程上符合原理，但是實際應用中，廢水處理效果并不理想。
發明內容
為了解決上述存在的問題，本發明公開了一種使用改性粉煤灰沸石的造紙廢水處理方法，本發明主要通過改性粉煤灰沸石處理廢水的中固體顆粒物、COD、BOD以及提高廢水的清澈程度，廢水處理的成本低，廢水處理效果較好，能夠達到廢水回用或排放的標準。
一種使用改性粉煤灰沸石的造紙廢水處理方法，其特征是包括以下步驟：
(1)調節廢水的PH：向廢水中投入酸根離子，調節廢水的PH為5.5~6.5;
(2)改性粉煤灰沸石的吸附：將步驟(1)所得的廢水輸送到承裝有改性粉煤灰沸石的反應池中，廢水與改性粉煤灰沸石充分接觸;
(3)纖維回收：將經過步驟(2)處理后得到的廢水輸送到纖維回收機中進行纖維回收;
(4)改性粉煤灰沸石的吸附：將經過步驟(3)纖維回收后的廢水再次與改性粉煤灰沸石接觸，進行吸附反應，去除廢水的顆粒物，去除色素，提高廢水的清澈程度;
(5)生物降解：將經過步驟(4)處理后的廢水進行生物沉降，去除廢水中的COD和BOD，使得廢水達到回用或排放標準。
所述改性粉煤灰沸石經過以下步驟制得：
(a)改性劑溶液的配制：調配出酸性溶液，使酸性溶液的PH值為5~7;
(b)粉碎粉煤灰：將廢棄粉煤灰研磨，使得最大的顆粒直徑不大于1cm;
(c)改性反應：將步驟(b)所得的粉煤灰投放到步驟(a)所得的改性劑溶液中，充分反應后，過濾得到改性粉煤灰沸石。
所述步驟(1)中調節PH使用的是鹽酸溶液。
所述步驟(2)和步驟(4)中改性粉煤灰沸石與廢水發生反應過程中不斷攪拌，反應時間為1~2.5個小時。
所述步驟(3)纖維回收使用圓盤纖維回收器。
所述步驟(a)使用鹽酸和硫酸的混合溶液調節PH，鹽酸和硫酸的體積比為1:1~2。
所述步驟(c)改性反應中，攪拌粉煤灰和改性劑溶液。
本發明的工作原理是：
(1) 調節廢水的PH值，使廢水呈酸性，有利于提高改性粉煤灰沸石在廢水中的吸附能力，達到更好的吸附效果，改性粉煤灰沸石通過不斷地攪拌，與廢水充分接觸，讓改性粉煤灰沸石與廢水反應1~2.5個小時，改性粉煤灰沸石基本達到吸附飽和狀態;
(2) 利用圓盤纖維回收器回收廢水中的纖維，避免纖維浪費，且進入圓盤纖維回收器中的廢水經過改性粉煤灰沸石的吸附作用，廢水中的顆粒雜質減少，有利于提高纖維回收的純度;
(3) 經過纖維回收后的廢水再次經過改性粉煤灰沸石的吸附處理，再次去除殘留在廢水中的SS、COD、BOD以及其他的顆粒物，提高廢水的清澈程度;
(4) 生物降解凈化處理廢水，通過細菌的降解作用較為徹底地去除殘留在廢水中的SS、COD、BOD等物質，最終讓廢水達到回用和排放的標準。
本發明的有益效果：
1. 成本低，改性粉煤灰沸石是一種成本很低的廢水處理劑，通過攪拌和對廢水的PH值調節，達到較好的廢水處理效果;
2. 回收纖維，通過圓盤纖維回收器回收纖維，避免纖維資源浪費，可以重新利用;
3. 整個處理過程高效，對廢水的處理效果好，能倒到排放和回收標準。
