申请日2015.04.24
公开(公告)日2015.07.22
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明公开了一种造纸废水深度处理系统及其工艺，其中造纸废水深度处理系统中杀菌剂加药装置分别将药泵送至原水泵、与回用水池连接的回用水泵前的吸入口处，可以使加入的杀菌剂随着水泵的搅拌作用而混合均匀，克服了在水池中使用降低杀菌剂使用效果的问题;并且本发明选用的弱氧化环保型杀菌剂，本身具有快速降解的特性，使用后无残留，不影响废水处理后的使用，其还无抗药性，即长期添加，用量不变情况下，白水微生物含量无明显上升趋势。本发明涉及的废水深处理系统具有超高的处理效率，设计能力为3000m3/d，其显著特点为根据用水点要求分质回用，综合废水回用率可达90%以上。
权利要求书
1.一种造纸废水深度处理系统，其特征在于，包括顺次安装的纤维转盘过 滤器、集水池、原水泵、多介质过滤器、自清洗过滤器、超滤装置、超滤产水 池、保安过滤器、高压泵、反渗透装置、浓盐水池，各装置通过管道相连，所 述的超滤装置另一端还与回用水池连接，通过回用水泵将经过超滤产生的清水 泵入车间碎浆系统;反渗透装置的另一端还与回用水池连接，通过回用水泵将 经过反渗透产生的清水泵入车间设备冷却水、密封水系统;还包括杀菌剂加药 装置，分别将杀菌剂泵送至原水泵、与回用水池连接的回用水泵前的吸入口处， 所述高压泵吸入口处还装有阻垢剂/还原剂加药装置，通过高压泵前的管道相连。
2.根据权利要求1所述的一种造纸废水深度处理系统，其特征在于，所述 的多介质过滤器连接有反冲洗装置，超滤装置连接有超滤反冲洗装置，反渗透 装置连接有反渗透反冲洗装置，所述的反冲洗装置包括反冲洗水泵、浓盐水池、 自控阀门;所述的超滤反冲洗装置包括清洗水泵和反冲洗水泵，所述的反渗透 反冲洗装置包括一台清洗泵、一台精密过滤器、一个清洗药箱、一组仪表及连 接管件;所述的清洗泵的最大流量为100m3/h，扬程37m，所述清洗药箱容积为 3m3，所述精密过滤器的外壳采用316L不锈钢，内装5μm喷熔聚丙烯滤芯。
3.根据权利要求1所述的一种造纸废水深度处理系统，其特征在于，所 述的多介质过滤器为3台DN3000过滤器，多介质过滤器最大处理能力为 3000m3/d，过滤器先进行气洗再进行水洗，每12h反洗一次，使用反渗透浓水作 为反洗水，反洗水用量为60m3/d，反洗水回浓水池综合利用。
4.根据权利要求1所述的一种造纸废水深度处理系统，其特征在于，所 述的超滤装置设有2套超滤机组，共有48支超滤膜，产水能力为3000m3/d，每 套单独或同时运行。
5.根据权利要求4所述的造纸废水深度处理系统，其特征在于，所述的超 滤装置在正常运转过程中，每隔30-60min自动清洗一次，每次清理包括气洗和 水洗，气洗使用空气压缩机产生的压缩空气，水洗使用反渗透清水，每次水洗 正、反各冲洗一次，每次水洗用水量为1.5m3，冲洗后废水进反渗透浓水池;每 6个月进行一次手动清洗，手动清洗使用10%的次氯酸钠溶液65kg和0.4%的氢 氧化钠溶液3m3，溶液由自来水配制，将溶液注入到超滤膜管中浸泡1h，循环 2h后，使用反渗透清水冲洗膜管至pH到7，反渗透清水使用量为5m3/次，该废 水回污水站前端处理。
6.一种采用如权利要求1-5任一项所述的造纸废水深度处理系统处理废水 的工艺，其特征在于，具体工艺流程如下：
(1)来自污水处理站三沉池的水，经过纤维转盘过滤器进行预过滤处理， 然后经原水泵加压进入多介质过滤器，通过多介质过滤器中的石英砂和无烟煤 滤料过滤，去除浊度、大颗粒悬浮物，过滤器出水再经自清洗过滤器过滤水中 大颗粒悬浮物，杂质以及部分胶体;所述多介质过滤器过滤过程中，当其中一 台过滤器在进出口压差达到0.8-1.0kg/cm2或出水SDI大于3时，则自动退出进 行反洗，采用气、水混合反洗，反洗强度：水洗10-13L/M2·S，气洗10-20L/ M2·S，反洗使用反渗透浓水，反洗废水排入反渗透浓水池中;
(2)将经过清洗过滤器过滤的水经泵加压进超滤膜中，使超滤膜前端和后 端的压力差达到0.1MPa，超滤去除水中的悬浮物、胶体及大分子有机物，超滤 回用清水利用回用水泵泵入车间碎浆系统，进行使用，超滤回用浓水进超滤产 水池;所述超滤装置运行过程中，每隔30-60min进行反冲洗一次，反冲洗使用 反渗透清水，反冲洗废水排入反渗透浓水池中;
(3)来自超滤产水池的水经阻垢剂加药装置加入阻垢剂后，经保安过滤器 进一步过滤，保安过滤器中装过滤精度为5μm喷熔聚丙烯滤芯，进一步过滤残 留水中的污染物、胶体、悬浮物，水经进一步净化后，经高压泵加压后进反渗 透机组脱盐处理，反渗透清水经过回用水泵泵入车间设备冷却水、密封水系统 进行利用，反渗透浓水进浓盐水池综合利用;所述反渗透装置运行过程中，每 隔30-60min进行反冲洗一次，反冲洗使用反渗透清水和超滤产水，反冲洗废水 排入反渗透浓水池中;
(4)在废水处理过程中，3个杀菌剂加药装置都是每2小时向系统中加杀 菌剂一次。
7.根据权利要求6所述的造纸废水深度处理工艺，其特征在于，所述的杀 菌剂为一种弱氧化杀菌剂，用量为1.5-1.8kg/1000m3。
8.根据权利要求7所述的造纸废水深度处理工艺，其特征在于，所述的弱 氧化杀菌剂为溴化铵可降解杀菌剂。
9.根据权利要求6所述的造纸废水深度处理工艺，其特征在于，经过深 度处理后的水质其CODcr≤30mg/L，SS≤0.1mg/L，25℃下电导率≤30μS/cm。
10.根据权利6所述的造纸废水深度处理工艺，其特征在于，超滤装置50-70% 的出水用以造纸碎浆车间回用，反渗透装置用以处理30%-50%的超滤出水，反渗 透清水用以造纸车间设备冷却水及密封水使用，反渗透浓盐水量占深度处理系 统进水量的10%-15%，用以造纸车间湿法除尘、办公生活区域冲厕、道路喷洒， 其废水综合回用率在95%以上，其中回用水量是由本地水质、系统盐量平衡和造 纸系统对盐分耐受程度决定的。
说明书
一种造纸废水深度处理系统及工艺
技术领域
本发明涉及造纸废水处理领域，具体涉及造纸废水深度处理系统及工艺。
背景技术
我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位， 造纸工业对水环境的污染最为严重，它不但是我国造纸工业污染防治的首要问 题，也是全国工业废水进行达标处理和节水的首要问题。如何消除造纸废水污 染并使废液中的宝贵资源得到利用是一项具有重大社会意义和经济价值的工 作，应当十分重视。随着经济的发展，我国日益面临淡水资源短缺、原料匮乏 的问题，而另一方面，水污染也越来越严重。近年来，经多方不懈努力，造纸 工业水污染防治已经取得了一定的成绩，虽然纸及纸板产量逐年增加，但是排 放废水中的COD却逐年降低。但是，目前造纸行业约占排放总量50%的废水尚 未进行达标处理，造纸废水处理后再循环利用的更是少之又少，因此，造纸废 水污染防治和循环使用任务艰巨。
目前对于造纸废水的处理存在处理深度不够的问题，虽然一定程度上废水 的污染程度降低，但是处理后的造纸废水对环境还存在危险，也不能再次利用， 因此对经过初步处理的废水再深度处理具有十分重要的意义。但传统的造纸废 水深度处理存在以下问题：一、前段处理程度不够，易造成超滤膜和反渗透膜 堵塞，清洗频率增加造成废水处理效率过低，同时降低了超滤膜和反渗透膜使 用寿命。二、传统造纸深度处理，全部经过反渗透，造成反渗透浓盐水量大 (30%-40%),而浓盐水因盐分含量高，可用点较少，依然造成大量废水外排至 环境中。三、传统造纸废水杀菌装置如紫外线杀毒、添加次氯酸钠杀菌效率低， 氧化性杀菌剂对造纸设备、化学品保留率、操作人员安全都有危害。造纸工艺 中添加最多的就是水，其洁净程度直接影响到系统微生物含量。
造纸过程中会产生多种微生物，这些微生物对纸机运行性能及产品质量有 严重的影响，这一点已经引起造纸工作者的高度重视。造纸行业多年来，一直 用强氧化剂控制微生物量，维持一个有效的氧化剂水平并不是一件容易的事， 也不一定经济可行。因为纸料对杀菌剂的需求量较高且变化不定。这种高需求 量是因为过程中存在有机物如纤维、淀粉和其他的胶体物质或微粒有机物质的 缘故。这些有机物与氧化剂反应而消耗氧化剂，使氧化剂控制微生物的有效性 非常小。强氧化剂如次氯酸钠常常用于生物膜控制，与传统杀菌程序相比，它 相当便宜，但过量添加强氧化剂引起许多副作用。在高需求量系统，例如纸机 中，为得到一个有效的氧化剂残余量，氧化剂添加量必须超过系统的需求量。 在抄纸过程中，过多地添加氧化剂不仅导致较高的处理成本，还会使染料和其 他的湿部添加剂(如增白剂、施胶剂)消耗增加，腐蚀性增大，毛布寿命缩短。 某些氧化剂还导致AOX的生成。此外，某些氧化剂的过量加入足以控制液体中 微生物量，但对控制生物膜无效，因为它很难渗入到生物膜基体里。
公开号为103214154A的中国发明专利公开了一种造纸深度处理废水的再生 循环利用装置，其设有化学脱钙系统、多介质过滤系统、电解系统、曝气生物 滤池(BAF)、超滤系统和反渗透系统，可以有效的对废水进行深度处理，使得 造纸废水得到循环利用，其采用曝气生物滤池对废水进行净化，占用空间比较 大，并且对微生物的杀除具有选择性，除菌不完全。
发明内容
针对现状，本发明提供一种造纸废水深度处理系统及工艺，能够对废水进 行深度处理，还可以对废水循环利用，通过改善杀菌条件，分质回用，达到充 分利用的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种造纸废水深度处理系统，包括顺次安装的纤维转盘过滤器、集水池、 原水泵、多介质过滤器、自清洗过滤器、超滤装置、超滤产水池、保安过滤器、 高压泵、反渗透装置、浓盐水池，各装置通过管道相连，所述的超滤装置另一 端还与回用水池连接，通过回用水泵将经过超滤产生的清水泵入车间碎浆系统; 反渗透装置的另一端还与回用水池连接，通过回用水泵将经过反渗透产生的清 水泵入车间设备冷却水、密封水系统;还包括杀菌剂加药装置，分别将杀菌剂 泵送至原水泵、与回用水池连接的回用水泵前的吸入口处，所述高压泵吸入口 处还装有阻垢剂/还原剂加药装置，通过高压泵前的管道相连。
前述造纸废水深度处理系统中，所述的多介质过滤器连接有反冲洗装置， 超滤装置连接有超滤反冲洗装置，反渗透装置连接有反渗透反冲洗装置，所述 的反冲洗装置包括反冲洗水泵、浓盐水池、自控阀门;所述的超滤反冲洗装置 包括清洗水泵和反冲洗水泵，所述的反渗透反冲洗装置包括一台清洗泵、一台 精密过滤器、一个清洗药箱、一组仪表及连接管件;所述的清洗泵的最大流量 为100m3/h，扬程37m，所述清洗药箱容积为3m3，所述精密过滤器的外壳采用 316L不锈钢，内装5μm喷熔聚丙烯滤芯。
前述造纸废水深度处理系统中，所述的纤维转盘过滤器是一项先进高效的 纤维过滤设备，该设备网孔直径≤10微米，抗水质水量冲击能力强，PLC自动 控制反冲洗，可无人值守。该设备可高效去除水中总悬浮固体，配合加药剂， 可去除高分子胶体物质和色度，出水特点CODcr≤60mg/L，SS≤10mg/L。
前述造纸废水深度处理系统中，所述的多介质过滤器为3台DN3000过滤器， 多介质过滤器最大处理能力为3000m3/d，过滤器先进行气洗再进行水洗，每12h 反洗一次，使用反渗透浓水作为反洗水，反洗水用量为60m3/d，反洗水回浓水 池综合利用。
前述造纸废水深度处理系统中，所述的超滤装置设有2套超滤机组，共有 48支超滤膜，产水能力为3000m3/d，每套单独或同时运行。
前述造纸废水深度处理系统中，所述的超滤装置在正常运转过程中，每隔 30-60min自动清洗一次，每次清理包括气洗和水洗，气洗使用空气压缩机产生 的压缩空气，水洗使用反渗透清水，每次水洗正、反各冲洗一次，每次水洗用 水量为1.5m3，冲洗后废水进反渗透浓水池;每6个月进行一次手动清洗，手动 清洗使用10%的次氯酸钠溶液65kg和0.4%的氢氧化钠溶液3m3，溶液由自来水 配制，将溶液注入到超滤膜管中浸泡1h，循环2h后，使用反渗透清水冲洗膜管 至pH到7，反渗透清水使用量为5m3/次，该废水回污水站前端处理。
本发明还公开了一种利用上述造纸废水深度处理系统处理废水的工艺，具体 工艺流程如下：
(1)来自污水处理站三沉池的水，经过纤维转盘过滤器进行预过滤处理， 然后经原水泵加压进入多介质过滤器，通过多介质过滤器中的石英砂和无烟煤 滤料过滤，去除浊度、大颗粒悬浮物，过滤器出水再经自清洗过滤器过滤水中 大颗粒悬浮物，杂质以及部分胶体;所述多介质过滤器过滤过程中，当其中一 台过滤器在进出口压差达到0.8-1.0kg/cm2或出水SDI大于3时，则自动退出进 行反洗，采用气、水混合反洗，反洗强度：水洗10-13L/M2·S，气洗10-20L/ M2·S，反洗使用反渗透浓水，反洗废水排入反渗透浓水池中;
(2)将经过清洗过滤器过滤的水经泵加压进超滤膜中，使超滤膜前端和后 端的压力差达到0.1MPa，超滤去除水中的悬浮物、胶体及大分子有机物，超滤 回用清水利用回用水泵泵入车间碎浆系统，进行使用，超滤回用浓水进超滤产 水池;所述超滤装置运行过程中，每隔30-60min进行反冲洗一次，反冲洗使用 反渗透清水，反冲洗废水排入反渗透浓水池中;
(3)来自超滤产水池的水经阻垢剂加药装置加入阻垢剂后，经保安过滤器 进一步过滤，保安过滤器中装过滤精度为5μm喷熔聚丙烯滤芯，进一步过滤残 留水中的污染物、胶体、悬浮物，水经进一步净化后，经高压泵加压后进反渗 透机组脱盐处理，反渗透清水经过回用水泵泵入车间设备冷却水、密封水系统 进行利用，反渗透浓水进浓盐水池综合利用;所述反渗透装置运行过程中，每 隔30-60min进行反冲洗一次，反冲洗使用反渗透清水和超滤产水，反冲洗废水 排入反渗透浓水池中;
(4)在废水处理过程中，3个杀菌剂加药装置都是每2小时向系统中加杀 菌剂一次。
前述造纸废水深度处理工艺中，所述的杀菌剂为一种弱氧化杀菌剂—溴化 铵可降解杀菌剂，用量为1.5-1.8kg/1000m3，该杀菌剂为弱氧化杀菌剂，对超滤 膜和反渗透膜无损伤，对系统金属设备无腐蚀，不用添加还原剂用以中和。
前述造纸废水深度处理工艺中，超滤装置50-70%的出水用以造纸碎浆车 间回用，反渗透装置用以处理30%-50%的超滤出水，反渗透清水用以造纸车间 设备冷却水及密封水使用，反渗透浓盐水量占深度处理系统进水量的 10%-15%，用以造纸车间湿法除尘、办公生活区域冲厕、道路喷洒，其废水综 合回用率在95%以上，其中回用水量是由本地水质、系统盐量平衡和造纸系统 对盐分耐受程度决定的。
前述造纸废水深度处理工艺中，经过深度处理后的水质其CODcr≤ 30mg/L，SS≤0.1mg/L，25℃下电导率≤30μS/cm。
本发明的有益效果是：
1、本发明对预处理的废水进行深度处理，通过转盘过滤器和多介质过滤器 将原水中的悬浮物、胶体、有机物及大的颗粒去除，以减轻后续设备的负担， 提高产水水质，然后通过超滤系统及反渗透系统对其进行深度处理，处理后的 水其COD、BOD、SS及氨氮含量检测值都大大降低，有效地改善了水质。
2、造纸废水传统回用一般全部使用反渗透纯水或者经超滤或生物碳滤水直 接应用于造纸系统，但会造成盐积累，使造纸系统恶化影响生产和产品质量。 本发明经过不同阶段处理的水分质回用，经过超滤处理后的清水用于车间碎浆 系统，经过反渗透处理后的清水用于车间设备冷却水、密封水系统，而反渗透 处理后的浓水可以用于冲厕、道路喷洒、车间塔湿法除尘，这样可以大大提高 废水的回用率，且不会对造纸系统造成不利影响，对节约资源具有十分重要的 作用。
3、传统的杀菌用紫外线消毒，消毒效果差，设备投资大，并且传统杀菌处 理是在水池中直接加入杀菌剂进行杀菌处理，但是本发明所选用的溴化铵可降 解杀菌剂用溴化铵和次氯酸钠混合溶液和工厂清水在特定反应条件下制成，这 种杀菌剂是一种广谱高效、弱氧化环保型杀菌剂，杀菌效果较好、对设备腐蚀 性较小，无抗药性、对其他化学品基本无影响。
由于溴化铵可降解杀菌剂杀菌剂其具有衰减周期短，易分解的问题，在水 池中使用会降低其使用效果，因此本发明对其进行了改进，将杀菌剂在回用水 泵的吸入口处加入，它可以随着水泵的搅拌作用而混合均匀，并且可以解决其 未杀菌就分解的问题，使用效率高，这也是本发明最突出的优点。
并且溴化铵可降解杀菌剂杀菌剂本身具有快速降解的特性，易降解成无机 离子对环境不会造成二次污染。使用后无残留，不影响废水处理后的使用，其 还无抗药性，即长期添加，用量不变情况下，白水微生物含量无明显上升趋势。
4、本发明对来自污水站三沉池的水的水质要求为CODcr≤100mg/L，SS ≤30mg/L，而传统深度处理工艺一般要求CODcr≤50mg/L，SS≤10mg/L，因此 本发明提高了源水的可使用范围。
5、本发明涉及的废水深处理系统具有超高的处理能力，可以达到处理能力 3000吨/天，大大提高生产效率。
