技术领域
[0001] 本
发明涉及一种制浆造纸污
水循环利用的方法，属于环保
水处理净化技术领域。
背景技术
[0002] 中国是一个干旱缺水严重的国家，人均可用水量相对较低，工业用水使用成本逐年升高，日趋严重的水污染不仅降低了
水体的使用功能，还进一步加剧了水资源短缺的矛盾。因此，为了节约水资源，减少投资，开发制浆造纸用水封闭循环技术势在必行。近年来一些行业为了降低吨产品清水使用水量加大了生产用水的循环，部分企业采用了
污水处理后水回用的措施，传统工艺处理不仅不能降低盐类物质，为了达标还要在物化系统、厌
氧系统及深度处理系统加入大量药品，造成处理后水总盐升高，回用水中含有的无机盐、胶粘物、返色物质(如
铁离子)及含硫类物质不断累积，使回用于生产的水质不断恶化，COD逐步升高，水的硬度及硫类物质快速增加，造成产品
质量下降，由于硫类物质的存在，造成纸张带有异味，同时容易造成管道
结垢设备堵塞，严重影响到企业的正常生产，因此常规处理工艺技术无法实现制浆造纸用水封闭循环。
[0003] 传统污水处理工艺不能有效降低污水中的含盐量，并且制浆造纸污水特别是废纸制浆污水中悬浮物含量较高，无法满足进厌氧处理系统对悬浮物进水含量的要求，因此在预处理时，一般是通过添加化学品帮助
废水中的悬浮物使之絮聚混凝而利于泥水分离降低预处理出水悬浮物满足进厌氧要求，同时废水国家(地方)排放标准或造纸回用生产对处理后的水中的COD值、水中悬浮物及
色度等指标都有更严格的要求，因此在深度处理过程中为满足以上要求需要添加铁盐类物质及其它大量的化学药品，用于降低废水中的COD值及水中的色度，使处理后的水体中的总盐大大增加(一般要增加500～800mg/L左右)，并使处理后的水体中含有大量铁离子，而水中的铁离子会造成纸张出现反色的问题，同时深度处理过程中大量化学品的添加排水或回用水的总盐含量，再加上处理后水中的铁离子将无法使水实现封闭循环。
[0004] 为了降低污水中总盐及铁离子的含量，一般采取的主要措施包括减少水的循环次数、投加药品，或者对回用水进行
膜过滤处理以减少总盐的影响。然而，膜过滤系统投资大，系统复杂易污染，需要经常
反冲洗，膜寿命低开机率低，管理复杂，运行
费用高，并且分离出的高浓盐水处理难度及处理费用更高。例如中国
专利文件CN103253838A公开一种基于化学脱
钙的造纸深度处理废水回用装置，包括化学脱钙系统、过滤系统、
电解系统、膜分离系统和脱盐系统，化学脱钙系统配有加药系统，膜分离系统为
超滤系统和MBR系统中的一种。但是，该工艺采用MBR膜过滤工艺，属于机械物理过滤方式。该工艺采用多级处理方式，动
力消耗大，工艺复杂，运行过程中膜极易被污染，膜的反冲洗
频率高，过滤膜的寿命较短，膜的再生需要采用化学法处理，容易造成二次污染。该工艺技术复杂，投资大，运行费用高，管理维护复杂。
[0005] 因此，急需要寻找一种能满足制浆造纸生产用水要求的制浆造纸污水封闭循环处理工艺和方法。
发明内容
[0006] 针对
现有技术的不足，尤其是现有的污水处理工艺无法解决无机盐、胶粘物、返色物质及含硫类物质不断累积的问题，无法避免使用RO脱盐处理成本高、能耗高的
缺陷，本发明提供一种制浆造纸污水循环利用的方法。
[0007] 本发明的技术方案如下：
[0008] 一种制浆造纸污水循环利用的方法，包括步骤如下：
[0009] 向待处理污水中添加
硫酸盐和絮凝剂进行预处理，然后依次在厌氧
污泥和好氧污泥的作用下进行厌氧反应处理和好氧反应处理，污水中的盐以无机盐泥的形式混合在厌氧污泥和好氧污泥中排出，得到脱盐后的污水；最后向脱盐后的污水中添加
硫酸盐、氧化还原剂和絮凝剂对污水进一步处理，得到处理后的达标清水回用至造纸车间。
[0010] 根据本发明优选的，所述硫酸盐和絮凝剂的添加量为每吨污水0～2000g，所述的硫酸盐和絮凝剂均不含铁盐类物质；进一步优选的，所述的絮凝剂为PAC。
[0011] 根据本发明优选的，进行厌氧反应之前将污水
温度控制在12～42℃或48～60℃；当污水
温度控制在12～42℃时，为中低温厌氧反应；当污水温度控制在48～60℃时，为高温厌氧反应；
[0012] 优选的，控制厌氧反应pH＝5.8～9。
[0013] 根据本发明优选的，厌氧反应过程中控制厌氧污泥的质量浓度为1～60g/L。
[0014] 根据本发明优选的，所述的厌氧污泥为颗粒与絮状的混合污泥，或者絮状污泥。厌氧污泥不全部采用颗粒污泥，防止污泥钙化。厌氧污泥可采用常规市购厌氧污泥。
[0015] 根据本发明优选的，厌氧反应处理后污水中的盐一部分以无机盐泥的形式析出并混合在厌氧污泥中，然后将厌氧污泥排出。
[0016] 根据本发明优选的，好氧反应处理过程控制污水温度为12～40℃；
[0017] 优选的，好氧反应pH值控制在5.5～9。
[0018] 根据本发明优选的，好氧反应过程中控制好氧污泥的质量浓度为0.5～30g/L。
[0019] 根据本发明优选的，好氧反应处理过程中，污水中的盐一部分在水内与空气中的二氧化
碳及
微生物结合混合附着或吸收在好氧污泥中，然后将好氧污泥排出。对于污水中的钠、
钾等离子，一方面混合在好氧污泥中作为自身的营养物质，另一方面可固定在好氧污泥中通过排泥的形式进行去除。
[0020] 根据本发明优选的，所述的好氧污泥是好氧生化系统产生的污泥。好氧污泥可采用常规市购产品。
[0021] 根据本发明优选的，所述的硫酸盐、氧化还原剂和絮凝剂的添加量为每吨污水0～6kg，所述的硫酸盐、氧化还原剂和絮凝剂均不含铁盐类物质；进一步优选的，所述的絮凝剂为聚丙烯酰胺，所述的氧化还原剂为二氧化氯或臭氧。
[0022] 根据本发明优选的，所述的制浆造纸污水循环利用的方法，采用如下处理装置进行：
[0023] 所述的处理装置包括物化处理装置、
厌氧反应器、好氧反应器、深度处理装置和污泥槽；所述的物化处理装置设有第一污水进水口，第一污水出水口和第一排泥口；所述的厌氧反应器设有第二污水进水口，第二污水出水口、第一排盐口、第一排气口和第一污泥进料口；所述的好氧反应器设有第三污水进水口、第三污水出水口、第二排盐口和第二污泥进料口；所述的深度处理装置设有第四污水进水口、排水口和第二排泥口；所述的污泥槽包括污泥槽进料口、污泥槽出料口和污泥槽排盐口；
[0024] 所述的第一污水出水口与第二污水进水口通过进水
提升泵相连接；所述的第二污水出水口与第三污水进水口相连接；所述的第三污水出水口与第四污水进水口相连接；所述的第一排泥口、第一排盐口、第二排盐口和第二排泥口分别与污泥槽进料口相连接。
[0025] 包括步骤如下：
[0026] 开启物化处理装置，污水通过第一污水进水口进入至物化处理装置中，添加硫酸盐和絮凝剂将污水中部分COD、水中悬浮物和胶粘物等从污水中分离，然后通过第一排泥口将分离出的污染物排出至污泥槽内，物化处理装置出水通过进水
提升泵从第二污水进水口进入厌氧反应器，污水温度控制在12～42℃或48～60℃，控制厌氧反应器的pH值在5.8～9，污水中的盐一部分以无机盐泥的形式析出并混合在厌氧反应器中的厌氧污泥中，然后将厌氧反应器的厌氧污泥从第一排盐口排出至污泥槽内；污水中的硫以
硫化氢气体的形式从气体排放口排出；厌氧反应器出水通过第三污水进水口进入好氧反应器内，污水温度控制在12～40℃，pH值控制在5.5～9，污水中剩余盐类的部分在水内与空气中的二氧化碳及微生物结合混合附着或吸收在好氧反应器中的好氧污泥中，然后将好氧污泥从第二排盐口排至污泥槽内；好氧反应器出水通过第四污水进水口进入深度处理装置内，添加硫酸盐、氧化还原剂和絮凝剂将COD、返色物质和水中悬浮物等从污水中去除分离，处理完成的清水从排水口通入至车间内回用，分离出的污染物及污泥排出至污泥槽内，污泥槽内的污泥通过污泥槽排盐口排出。
[0027] 根据本发明优选的，所述的污泥槽为锥形分离槽或或平底分离槽。
[0028] 本发明未详尽说明的，均按本领域现有技术。
[0029] 本发明通过物化处理装置来增加污水处理的表面积和污水处理的深度，在预处理过程可以选择不添加化学药品，必须时少量添加保证进入厌氧反应器的污水不对厌氧反应器造成较高负荷。在厌氧反应进行处理过程中，污水中的盐类一部分以无机盐泥的形式析出并混合在厌氧反应器中的厌氧污泥中与厌氧污泥一同进入到污泥槽中进行分离。厌氧反应器出水进入好氧反应器内，剩余污水中的盐类部分在水内与空气中的二氧化碳及微生物结合生产与
活性污泥或混合附着或吸收在好氧反应器中的好氧污泥中，通过排泥口进入到污泥槽中。好氧反应器出水进入到深度处理装置中，通过添加药品保证出水水质，同时上述添加的所有药品中不含有铁氧，防止回用水反色，影响纸张质量。
[0030] 本发明的有益效果在于：
[0031] 1、本发明通过在污水进水时添加硫酸盐和絮凝剂和污水出水时添加硫酸盐、氧化还原剂和絮凝剂可以有效的去除污水中的COD、返色物质和水中悬浮物等污染物，使回用水中的COD降至200mg/L以下，色度降至5以下，水中悬浮物降至15mg/L以下，完全满足制浆造纸回用水要求，有效的防止了回用水反色，在循环利用时不影响纸张质量。污水中的所含的盐分经过厌氧、好氧复合生物法处理后形成可沉降的物质，随着污泥排出系统，从而实现脱盐的目的，使回用水中的总盐降至2500mg/L以下，通过厌氧与好氧两者结合进行脱盐，协同作用，脱盐效果远大于厌氧、好氧独自的脱盐效果。
[0032] 2、本发明的盐分分离采用自然分离方式，不需要机械设备，节省了动力消耗，减少了系统建设投资，操作简单，管理运行方便。
[0033] 3、本发明在污水处理过程中使用的化学品的均不含有铁盐类的成分，充分的防止了处理后的水中含有或增加铁离子物质造成纸张返色影响直接回用，不需要后续步骤将水中的铁离子进一步处理去除，减少了设备的运行负荷，延长了设备的使用寿命，降低了设备投资及运行费用。
[0034] 4、本发明在处理制浆造纸污水中COD、返色物质和水中悬浮物等污染物、降低污水中含盐量的工艺过程中，化学品使用量少，污泥产生量少，运行成本低，厌氧去除效率高厌氧出水COD值低沼气产出量大、好氧用电量少，无危废产生，处理后的水满足制浆造纸用水要求，循环利用、节约了宝贵的清水资源，实现了绿色
循环经济发展
[0035] 5、本发明工艺简单，投资少，生产管理运行费用低。企业不用加大生产用水量也不用在污水处理末端增加RO工艺进行脱盐处理，避免了吨产品水耗及成本直线上升，水资源浪费的问题，同时避免了采用RO工艺，其投资大，系统复杂，易污染，需要经常反冲洗，膜寿命低，管理复杂，运行费用高等缺点，且产生的浓盐污水必须采用浓缩干燥的工艺，浓缩干燥后的固体作为危废进行处置，企业根本无法承受RO运行所产生的费用。
附图说明
[0036] 图1为本发明中制浆造纸污水循环利用处理装置的主体结构示意图。
[0037] 其中：1、物化处理装置，1-1、第一污水进水口，1-2、第一污水出水口，1-3、第一排泥口；2、厌氧反应器，2-1、进水提升泵，2-2、第二污水进水口，2-3、第二污水出水口，2-4、第一排盐口，2-5、气体排放口；2-6、第一污泥进料口；3、好氧反应器，3-1、第三污水进水口，3-2、第三污水出水口，3-3、第二排盐口；3-4、第二污泥进料口；4、深度处理装置，4-1、第四污水进水口，4-2、排水口，4-3、第二排泥口；5、污泥槽，5-1、污泥槽进料口，5-2、污泥槽出料口，5-3、污泥槽排盐口；
具体实施方式
[0038] 下面通过具体
实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
[0039] 实施例中所用设备如无特殊说明，均使用常规设备，化学原料均为常规市购原料。
[0040] 其中，厌氧反应器采用的厌氧污泥为颗粒与絮状的混合污泥，或絮状污泥；好氧反应器采用的好氧污泥为好氧生化系统产生的污泥。
[0041] 实施例中厌氧反应过程中控制厌氧污泥的质量浓度为1～60g/L，好氧反应过程中控制好氧污泥的质量浓度为0.5～30g/L。
[0042] 实施例1
[0043] 向待处理的污水中按每吨水1000g添加PAC絮凝剂进行预处理，然后依次在厌氧污泥和好氧污泥的作用下进行厌氧反应处理和好氧反应处理，污水中的盐以无机盐泥的形式混合在厌氧污泥和好氧污泥中排出，得到脱盐后的污水；最后向脱盐后的污水中按每吨水3kg添加聚丙烯酰胺对污水中残留的水中悬浮物、返色物质、有机物进一步处理，得到处理后的达标清水回用至造纸车间。
[0044] 进行厌氧反应之前将污水温度控制在12～42℃；控制厌氧反应pH＝5.8～9。厌氧反应处理后污水中的盐一部分以无机盐泥的形式析出并混合在厌氧污泥中，然后将厌氧污泥从排出。
[0045] 所述的厌氧污泥为颗粒与絮状的混合污泥，或絮状污泥。厌氧污泥不能全部采用颗粒污泥，防止污泥钙化；
[0046] 好氧反应处理过程控制污水温度为12～40℃；好氧反应pH值控制在5.5～9。
[0047] 好氧反应处理过程中，污水中剩余盐类的部分在水内与空气中的二氧化碳及微生物结合混合附着或吸收在好氧污泥中，然后将好氧污泥排出。对于污水中的钠、钾等离子，一方面混合在好氧污泥中作为自身的营养物质，另一方面可固定在好氧污泥中通过排泥的形式进行去除；
[0048] 所述的好氧污泥好氧生化系统产生的污泥。
[0049] 实施例2
[0050] 如图1所示，一种制浆造纸污水循环利用的方法，采用如下处理装置进行：
[0051] 所述的处理装置包括物化处理装置1、厌氧反应器2、好氧反应器3、深度处理装置4和污泥槽5；所述的物化处理装置1设有第一污水进水口1-1，第一污水出水口1-2和第一排泥口1-3；所述的厌氧反应器2设有第二污水进水口2-2，第二污水出水口2-3、第一排盐口2-4、第一排气口2-5和第一污泥进料口2-6；所述的好氧反应器3设有第三污水进水口3-1、第三污水出水口3-2、第二排盐口3-3和第二污泥进料口3-4；所述的深度处理装置4设有第四污水进水口4-1、排水口4-2和第二排泥口4-3；所述的污泥槽5包括污泥槽进料口5-1、污泥槽出料口5-2和污泥槽排盐口5-3；
[0052] 所述的第一污水出水口1-2与第二污水进水口2-2通过进水提升泵2-1相连接；所述的第二污水出水口2-3与第三污水进水口3-1相连接；所述的第三污水出水口3-2与第四污水进水口4-1相连接；所述的第一排泥口1-3、第一排盐口2-4、第二排盐口3-3和第二排泥口4-3分别与污泥槽进料口5-1相连接；
[0053] 包括步骤如下：
[0054] 开启物化处理装置，污水通过第一污水进水口1-1进入至物化处理装置1中，添加硫酸盐和絮凝剂将污水中部分COD、水中悬浮物和胶粘物等从污水中分离，然后通过第一排泥口1-3排出至污泥槽5内，物化处理装置1出水通过进水提升泵2-1从第二污水进水口2-2进入厌氧反应器2，污水温度控制在12～42℃或48～60℃，控制厌氧反应器2的pH值在5.8～9，污水中的盐一部分以无机盐泥的形式析出并混合在厌氧反应器2中的厌氧污泥中，然后将厌氧反应器2的厌氧污泥从第一排盐口2-4排出至污泥槽5内；污水中的硫以硫化氢气体的形式从气体排放口2-5排出；厌氧反应器2出水通过第三污水3-1进水口进入好氧反应器3内，污水温度控制在12～40℃，pH值控制在5.5～9，污水中剩余盐类的部分在水内与空气中的二氧化碳及微生物结合混合附着或吸收在好氧反应器3中的好氧污泥中，然后将好氧污泥从第二排盐口3-3排至污泥槽5内；好氧反应器3出水通过第四污水进水口1-1进入深度处理装置4内，添加硫酸盐、氧化还原剂和絮凝剂将COD、返色物质和水中悬浮物等从废水中去除分离，处理完成的清水从排水口4-2通入至车间内回用，分离出的污染物及污泥排出至污泥槽5内，污泥槽5内的污泥通过污泥槽排盐口5-3排出。
[0055] 实施例3
[0056] 如实施例1所述，不同的是：
[0057] 预处理过程中不添加硫酸盐和絮凝剂。
[0058] 实施例4
[0059] 如实施例2所述，不同的是：
[0060] 所述的污泥槽5为锥形分离槽。
[0061] 对比例1
[0062] 采用RO工艺处理污水的方法，包括步骤如下；
[0063] 将污水利用泵经砂滤
过滤器过滤后进入到中间水槽I中，再利用泵经安保过滤器进行粗滤，进入到中间水槽II中，然后通过高压泵进行膜过滤，经过膜过滤后进入到清水槽中，出水完成盐分的去除。
[0064] 当膜过滤的清水通过量下降时，将出水经高压泵反冲到膜过滤系统进行洗涤，排出的污水排出系统再另行处理。当过滤膜污染严重时，需要将过滤膜进行
酸洗，酸洗后的酸水造成二次污染，过滤膜在使用一段时间以后，满足不了生产要求时，需要将过滤膜更换，该系统动力消耗很大，成本高，存在二次污染，且膜的寿命低，维护费用高，处理产生的高盐污水进一步处理时难度较大，运行费用很高。
[0065] 对比例2
[0066] 如实施例2所述，不同的是：
[0067] 待处理的污水进水不经
过硫酸盐和絮凝剂处理，出水时不经过硫酸盐、氧化还原剂和絮凝剂的处理，仅仅通过厌氧反应器2和好氧反应器3进行脱盐处理。
[0068] 对比例3
[0069] 如实施例2所述，不同的是：
[0070] 待处理的污水不经过好氧反应器3进行处理。
[0071] 对比例4
[0072] 如实施例2所述，不同的是：
[0073] 待处理的污水不经过厌氧反应器2进行处理。
[0074] 试验例
[0075] 对实施例2和对比例1-4中的方式分别进行制浆造纸污水循环利用效果试验。待处理的污水为采用国内废纸为原料生产
包装用纸产生的高硫高污染负荷污水，试验数据详见表1。
[0076] 表1
[0077]项目
原水 实施例2 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
COD(mg/L) 8000 180 100 300 1500 1600
SS(mg/L) 4000 12 5 100 200 200
色度 300 5 5 350 150 180
总盐(mg/L) 4500 2400 1000 2400 2800 2700
能否满足回用要求 / 能 能 否 否 否
处理成本 / 低 很高 低 低 低
投资 / 低 很高 较低 低 低
[0078] 由表1可知，对比例3-4中的COD去除率不足82％，而实施例2中的COD降至180mg/L去除率高达97.8％，提高了15％以上；对比例2由于未添加硫酸盐、氧化还原剂和絮凝剂去除返色物质色度反而升高至350，对比例3-4的色度均在150以上，而实施例2中的色度降低至5；对比例3-4中的水中悬浮物去除率在95％左右，总盐的去除率不足50％；而实施例3高达99.7％，总盐的去除率也达到了57％以上。对比例2虽然处理效果比较理想，但是采用RO工艺均有投资大，系统复杂，易污染，需要经常反冲洗，膜寿命低，管理复杂，运行费用高等缺点，且产生的浓盐污水必须采用浓缩干燥的工艺，浓缩干燥后的固体作为危废进行处置，一般企业根本无法承受RO运行所产生的费用。说明本发明通过在污水进水时添加硫酸盐和絮凝剂和污水出水时添加硫酸盐、氧化还原剂和絮凝剂可以有效的去除污水中的COD、返色物质和水中悬浮物等污染物，并且结构简单，投资少，生产管理运行费用低，适用范围更广。
