公布日：2023.06.23
申请日：2023.05.25
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F5/02(2023.01)N;C02F5/04(2023.01)N;C02F1/20(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;
C02F1/56(2023.01)N;C02F1/02(2023.01)N;C02F7/00(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F103/28(2006.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N
摘要
本发明公开了一种去除造纸废水中钙和硫酸盐的方法，涉及废水处理技术领域。本发明将造纸废水经格栅和斜网过滤筛过滤后，流入曝气池，然后加入除钙剂后进行曝气处理，出水进入混凝池；然后向混凝池中投加硫酸盐去除剂，然后再加入絮凝剂进行絮凝反应，絮凝后造纸废水进入辐流式初沉池进行沉淀；再将辐流式初沉池出水流入预水解酸化池，调节预水解酸化池中造纸废水的水温和pH值，出水进IC厌氧反应塔；控制IC厌氧反应塔内造纸废水的温度为35～38℃，出水进入A/O系统进行处理，最后出水进二沉池进行沉淀处理，二沉池出水回用或外排。本发明能够有效降低造纸废水中的钙和硫酸盐，同时处理成本低，操作难度小。
权利要求书
1.一种去除造纸废水中钙和硫酸盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：第1步，将造纸废水经格栅和斜网过滤筛过滤后，流入曝气池，然后加入除钙剂后进行曝气处理，出水进入混凝池；第2步，向混凝池中投加硫酸盐去除剂，然后再加入絮凝剂进行絮凝反应，絮凝后造纸废水进入辐流式初沉池进行沉淀；第3步，将辐流式初沉池出水流入预水解酸化池，调节预水解酸化池中造纸废水的水温和pH值，出水进IC厌氧反应塔；第4步，控制IC厌氧反应塔内造纸废水的温度为35℃～38℃，出水进入A/O系统进行处理，最后出水进二沉池进行沉淀处理，二沉池出水回用或外排。
2.根据权利要求1所述去除造纸废水中钙和硫酸盐的方法，其特征在于，所述造纸废水中Ca2+为1543mg/L，SO42-为1040mg/L，HCO3-为3278mg/L，pH为6.2。
3.根据权利要求1所述去除造纸废水中钙和硫酸盐的方法，其特征在于，所述曝气池采用旋流式曝气器进行曝气，水力停留时间为2.5h；所述除钙剂是磷酸氢二钠，所述除钙剂投加量为500～800ppm。
4.根据权利要求1所述去除造纸废水中钙和硫酸盐的方法，其特征在于，所述硫酸盐去除剂为氢氧化钡，所述硫酸盐去除剂投加量为600ppm～700ppm；所述絮凝剂为非离子型PAM，所述絮凝剂投加量为1ppm。
5.根据权利要求1所述去除造纸废水中钙和硫酸盐的方法，其特征在于，第3步预水解酸化池中造纸废水的水温为30℃，造纸废水的pH为6.8～7.2。
6.根据权利要求5所述去除造纸废水中钙和硫酸盐的方法，其特征在于，第3步是在所述预水解酸化池前端设置预处理装置，通入沼气燃烧发电后的尾气，利用尾气余温调节废水进水温度为30℃，利用尾气中CO2调节废水pH为6.8～7.2。
7.根据权利要求1所述去除造纸废水中钙和硫酸盐的方法，其特征在于，第4步，在所述IC厌氧反应塔前端设置热换热器，利用沼气燃烧发电后的尾气调节废水进水温度为35℃～38℃。
8.根据权利要求1所述去除造纸废水中钙和硫酸盐的方法，其特征在于，第4步中IC厌氧反应塔内造纸废水pH控制在6.8～7.2之间。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种去除造纸废水中钙和硫酸盐的方法。本发明是采用以下技术方案实现的：一种去除造纸废水中钙和硫酸盐的方法，具体包括以下步骤：第1步，将造纸废水经格栅和斜网过滤筛过滤后，流入曝气池，然后加入除钙剂后进行曝气处理，出水进入混凝池；第2步，向混凝池中投加硫酸盐去除剂，然后再加入絮凝剂进行絮凝反应，絮凝后造纸废水进入辐流式初沉池进行沉淀；第3步，将辐流式初沉池出水流入预水解酸化池，调节预水解酸化池中造纸废水的水温和pH值，出水进IC厌氧反应塔；第4步，控制IC厌氧反应塔内造纸废水的温度为35℃～38℃，出水进入A/O系统进行处理，最后出水进二沉池进行沉淀处理，二沉池出水回用或外排。
优选的，所述造纸废水中Ca2+为1543mg/L，SO42-为1040mg/L，HCO3-为3278mg/L，pH为6.2。
优选的，所述曝气池采用旋流式曝气器进行曝气，水力停留时间为2.5h；所述除钙剂是磷酸氢二钠，所述除钙剂投加量为500～800ppm。
优选的，所述硫酸盐去除剂为氢氧化钡，所述硫酸盐去除剂投加量为600ppm～700ppm；所述絮凝剂为非离子型PAM，所述絮凝剂投加量为1ppm。
优选的，第3步预水解酸化池中造纸废水的水温为30℃，造纸废水的pH为6.8～7.2。
优选的，第3步是在所述预水解酸化池前端设置预处理装置，通入沼气燃烧发电后的尾气，利用尾气余温调节废水进水温度为30℃，利用尾气中CO2调节废水pH为6.8～7.2。
优选的，第4步，在所述IC厌氧反应塔前端设置热换热器，利用沼气燃烧发电后的尾气调节废水进水温度为35℃～38℃。
优选的，第4步中IC厌氧反应塔内造纸废水pH控制在6.8～7.2之间。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）本发明利用造纸废水中含有的高浓度HCO3-，以去除废水中的Ca2+，并采用“曝气+除钙剂”对废水进行预处理，结合曝气(成本低)和碱性除钙剂（调节废水pH）的优势，促进HCO3-转换为CO32-，降低除钙剂的投加量，节约成本，同时提高了钙的去除率。
造纸废水水体中pH为6.2，碳酸主要以HCO3-形式存在，存在以下平衡：
，向废水中投加磷酸氢二钠，曝气，吹脱水中的CO2气体，打破了水体中的碳酸平衡体系，使平衡向右移动，随着CO2气体的吹脱，促进废水中Ca2+与CO32-和HPO32-结合生成碳酸钙和磷酸氢钙晶粒，具体反应为：
（2）本发明采用旋流式曝气器曝气能提升CO2脱除率，防止产生的钙盐堵塞曝气装置。
由于旋流式曝气器高速的混合、压缩渐扩和切割微泡作用，使气液混合更充分，溶氧率高，高速旋转的气、水、污泥混合物穿透力强，CO2脱除率高，不会堵塞曝气头。
（3）本发明采用氢氧化钡同时去除废水中的Ca2+和SO42-，采用非离子型PAM使碳酸钙、磷酸氢钙、硫酸钡和水中的悬浮物形成更大的胶状絮体，提升出水澄清度。
（4）沼气燃烧发电后尾气主要含CO2和水，利用其代替蒸汽加热调节预酸化池废水温度为30℃，利用其含有的CO2调节pH值为6.8～7.2，提高水解酸化处理效率，节能减排。
（5）利用沼气燃烧发电后尾气代替蒸汽加热调节IC厌氧反应塔的水温至35℃～38℃，利用硫酸盐还原菌将硫酸盐转化为S2-、HS-或S单质去除。硫化物对产甲烷菌的毒性主要来自游离的H2S，水解酸化池来水pH为6.8～7.2，硫主要以HS-状态存在，减少了H2S对产甲烷菌的毒性；碳酸主要以CO2和HCO3-形态存在，水体中剩余的少量Ca2+以可溶性的Ca（HCO3）2形式存在，延长了厌氧颗粒污泥的寿命，有效的解决了厌氧污泥钙化、IC反应器内部管道结垢堵塞、三相分离器结垢堵塞、布水系统结垢堵塞、产甲烷能力降低等诸多难以克服的问题。
（6）本发明在废水处理前端去除掉废水中的Ca2+，减少了管道和后续生化系统污泥钙化；在废水处理前端去除掉废水中部分SO42-，控制IC厌氧反应塔进水COD：SO42-﹥5:1，减少H2S毒性，提高了生化系统污染物去除效率。
（发明人：刘晨;田家凯;范宏伟;韦芳;张秀华）
