一种造纸废水的零排放处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种造纸废水零排放处理的工艺及装置，本发明专利技术的工艺当中，首先对造纸废水进行栅格以及絮凝处理，再通过水解酸化/UASB/MBR的集成方法进行生化处理，对生化处理后的尾水采用超滤、纳滤、三维膜生物电极、反渗透组成的零排放处理单元进行深度处理。整个工艺当中，各处理单元中的废水和固废都进行相应的深度处理，整个系统运行平稳，实现了低成本零排放处理造纸废水的目的。

A zero discharge treatment method and device for papermaking wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种造纸废水的零排放处理方法及装置
本专利技术涉及一种造纸废水的零排放处理方法及装置，属于水处理

技术介绍
造纸业是传统的用水大户，也是造成水污染的重要污染源之一。随着经济的发展，企业日益面临水资源短缺、原料匮乏的问题，而另一方面，水污染也越来越严重。目前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的首要问题。浆造纸废水是指化学法制浆产生的蒸煮废液（又称黑液、红液），洗浆漂白过程中产生的中段水及抄纸工序中产生的白水，它们都对环境有着严重的污染。一般每生产1t硫酸盐浆就有1t有机物和400kg碱类、硫化物溶解于黑液中；生产1t亚硫酸盐浆约有900kg有机物和200kg氧化物（钙、镁等）和硫化物溶于红液中。废液排入江河中不仅严重污染水源，也会造成大量的资源浪费。化学机械法制浆属于两步制浆法，即纤维原料在进入机械磨浆之前，先用化学药品做温和预处理，因此，具有纸浆得率高、强度好、磨浆能耗低、废水污染少等特点。但由于它所排放的废水仍含有多种有毒化学物质，而且COD和BOD都很高，其废水污染问题仍不可忽视，为此，对于其废水污染特性及其处理技术的研究具有重要的意义。化学机械法制浆废水中的污染物质，主要来源于生产过程中溶出的有机化合物、残余的化学药品和流失的细小纤维。溶解的有机化合物含量取决于制浆方法和原料种类。一般来说，化机浆废水的污染负荷随制浆得率的增高而降低，随化学药剂用量的增加而增加。通常，化学机械法制浆过程的废水排放量约为20～30m3/t浆，生化耗氧量和化学耗氧量分别为40～90kg/t浆和65~210kg/t浆，并且含有大量的悬浮物，具有较深的色度。生化耗氧量和化学耗氧量的主要成分是木质素(简称木素)降解产物、多糖类和有机酸类等，其中木素降解产物占30％～40％，多糖类占10％～15%，有机酸类占35%～40%。显然，如果不加以处理就直接排放，必然会造成严重的污染。现有技术中，通常会采用絮凝、生化、超滤、反渗透等方式对造纸废水进行深度处理，以实现零排放废水的目的，但是，由于水质复杂、反渗透膜污染等原因，导致了传统的零排放处理集成工艺需要对反渗透膜进行频繁清洗，一方面清洗的过程导致了设备利用率的下降，另一方面，频繁的清洗导致了反渗透膜的寿命降低，使处理成本上升。
技术实现思路
本专利技术为了解决传统的造纸废水零排放处理工艺中需要对反渗透膜进行频繁清洗导致的运行不稳定、成本高的问题，本专利技术提供了一种基于生化处理、超滤、纳滤、生物膜电极反应、反渗透相互集成的废水处理集成工艺，具有运行平稳、杂质去除率高的优点。技术方案是：一种造纸废水的零排放处理方法，包括如下步骤：第1步，对制浆造纸废水采用栅格过滤处理，去除掉较大的悬浮物；再在废水中加入絮凝剂聚合氯化铝进行絮凝沉降处理；第2步，对第1步得到的废水依次采用水解酸化、UASB、MBR集成的生化处理，降低可生化的杂质含量；第3步，对第2步得到的废水采用第一超滤膜进行深度过滤处理，去除掉大分子杂质；第4步，对第3步中的第一超滤膜的产水采用生物膜电极进行电解水产氢供自养菌反硝化处理；第5步，对第4步中的产水采用纳滤膜进行过滤处理，纳滤膜的产水通过反渗透膜深度过滤处理，得到回用水；其中，第一超滤膜的浓缩液返回至MBR的进水口中再次处理；纳滤膜的浓缩液中加入Na2CO3和NaOH进行沉淀反应去除二价硬度离子，再采用第二超滤膜对沉淀液进行过滤，第二超滤膜的浓缩液送入板框过滤器中，得到废渣，板框过滤器的滤液返回第二超滤膜的进口深度处理，第二超滤膜的滤液返回第一超滤膜的进口浓度处理；反渗透膜的浓缩液采用活性炭进行吸附处理之后，再采用高压反渗透膜进行浓缩，浓缩液采用蒸发结晶的处理得到废盐。在一个实施方式中，水解酸化过程当中，温度为25-35℃，水力停留时间是4-10h。在一个实施方式中，UASB过程中的温度33-35℃，水力停留时间是10-12h，氧含量控制在0.05-0.2ppm。在一个实施方式中，MBR过程中的温度30-35℃，水力停留时间是15-20h，氧含量控制在3-3.5ppm。在一个实施方式中，第一超滤膜的截留分子量是20-50万Da，运行压力是0.1-0.4Mpa。在一个实施方式中，生物膜电极反应器当中，电极之间填充有活性炭，阴极采用不锈钢，阳极采用石墨，电极间距是150-200mm，水力停留时间是10-15h，电流强度是30-60mA。在一个实施方式中，第二超滤膜的截留分子量是20-100万Da，运行压力是0.1-0.4Mpa。在一个实施方式中，纳滤膜的截留分子量是200-500Da，材质是芳香聚酰胺；纳滤膜的操作压力是0.8-1.5MPa。一种造纸废水的零排放处理装置，包括：栅格，用于对制浆造纸废水进行预过滤去除较大的悬浮物；水解酸化池，连接于栅格，用于对栅格的产水进行水解酸化处理；UASB反应池，连接于水解酸化池，用于对水解酸化池的产水进行厌氧污泥床反应处理；MBR反应池，连接于UASB反应池，用于对UASB反应池的产水进行好氧生物处理；第一超滤膜，连接于MBR反应池，用于对MBR反应池的产水进行超滤过滤处理；生物膜电极反应器，连接于第一超滤膜，用于对第一超滤膜的产水进行电解水产氢供自养菌反硝化处理；生物膜电极反应器的电极中间填充有活性炭；纳滤膜，连接于生物膜电极反应器，用于对生物膜电极反应器的产水进行纳滤过滤处理；反渗透膜，连接于纳滤膜，用于对纳滤膜的产水进行反渗透处理；沉淀反应器，连接于纳滤膜的浓缩侧，用于对纳滤膜的浓缩液进行沉淀反应；NaOH投加罐和Na2CO3投加罐，连接于沉淀反应器，分别用于向沉淀反应器中加入NaOH和Na2CO3；第二超滤膜，连接于沉淀反应器，用于对沉淀反应器得到的含钙镁沉淀的废水进行过滤处理；板框过滤器，连接于第二超滤膜的浓缩侧，用于对第二超滤膜的浓缩液进行滤除废渣处理；板框过滤器的渗透侧连接于第二超滤膜的进水口；吸附塔，填充有活性炭，连接于反渗透膜的浓缩侧，用于对反渗透膜的浓缩液进行吸附除杂处理；高压反渗透膜，连接于吸附塔，用于对吸附塔的产水进行压反渗透浓缩处理；蒸发装置，连接于高压反渗透膜，用于对高压反渗透膜的浓缩液进行蒸发结晶处理。在一个实施方式中，第一超滤膜的截留分子量是20-50万Da。在一个实施方式中，生物膜电极反应器当中，阴极采用不锈钢，阳极采用石墨，电极间距是150-200mm。在一个实施方式中，第二超滤膜的截留分子量是20-100万Da。在一个实施方式中，纳滤膜的截留分子量是200-500Da，材质是芳香聚酰胺。所述的造纸废水的零排放处理装置在对制浆造纸废水处理中的用途。生物膜电极反应器在用于对制浆造纸废水处理中的用途。有益效果本专利技术的整体技术构思是：首先，经过生化处理之后，可以去除掉制浆废纸废水中的大部分COD和BOD杂质，再通过超滤膜的过滤处理，能够将其中得到的尾水中的大分子杂质、细小颗粒进行去除。由于超滤膜的去除掉的胶体主要是含碳类物质，而废水中的氮类物质（NO3-/NH4等）不能被截留处理，使得超滤出水中C/N比显著降低，不再适合通过生物处理的方式进行低成本的处理，而如果采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种造纸废水的零排放处理方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步，对制浆造纸废水采用栅格过滤处理，去除掉较大的悬浮物；再在废水中加入絮凝剂聚合氯化铝进行絮凝沉降处理；第2步，对第1步得到的废水依次采用水解酸化、UASB、MBR集成的生化处理，降低可生化的杂质含量；第3步，对第2步得到的废水采用第一超滤膜进行深度过滤处理，去除掉大分子杂质；第4步，对第3步中的第一超滤膜的产水采用生物膜电极进行电解水产氢供自养菌反硝化处理；第5步，对第4步中的产水采用纳滤膜进行过滤处理，纳滤膜的产水通过反渗透膜深度过滤处理，得到回用水；其中，第一超滤膜的浓缩液返回至MBR的进水口中再次处理；纳滤膜的浓缩液中加入Na2CO3和NaOH进行沉淀反应去除二价硬度离子，再采用第二超滤膜对沉淀液进行过滤，第二超滤膜的浓缩液送入板框过滤器中，得到废渣，板框过滤器的滤液返回第二超滤膜的进口深度处理，第二超滤膜的滤液返回第一超滤膜的进口浓度处理；反渗透膜的浓缩液采用活性炭进行吸附处理之后，再采用高压反渗透膜进行浓缩，浓缩液采用蒸发结晶的处理得到废盐。

【技术特征摘要】
1.一种造纸废水的零排放处理方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步，对制浆造纸废水采用栅格过滤处理，去除掉较大的悬浮物；再在废水中加入絮凝剂聚合氯化铝进行絮凝沉降处理；第2步，对第1步得到的废水依次采用水解酸化、UASB、MBR集成的生化处理，降低可生化的杂质含量；第3步，对第2步得到的废水采用第一超滤膜进行深度过滤处理，去除掉大分子杂质；第4步，对第3步中的第一超滤膜的产水采用生物膜电极进行电解水产氢供自养菌反硝化处理；第5步，对第4步中的产水采用纳滤膜进行过滤处理，纳滤膜的产水通过反渗透膜深度过滤处理，得到回用水；其中，第一超滤膜的浓缩液返回至MBR的进水口中再次处理；纳滤膜的浓缩液中加入Na2CO3和NaOH进行沉淀反应去除二价硬度离子，再采用第二超滤膜对沉淀液进行过滤，第二超滤膜的浓缩液送入板框过滤器中，得到废渣，板框过滤器的滤液返回第二超滤膜的进口深度处理，第二超滤膜的滤液返回第一超滤膜的进口浓度处理；反渗透膜的浓缩液采用活性炭进行吸附处理之后，再采用高压反渗透膜进行浓缩，浓缩液采用蒸发结晶的处理得到废盐。2.根据权利要求1所述的造纸废水的零排放处理方法，其特征在于，水解酸化过程当中，温度为25-35℃，水力停留时间是4-10h。3.根据权利要求1所述的造纸废水的零排放处理方法，其特征在于，UASB过程中的温度33-35℃，水力停留时间是10-12h，氧含量控制在0.05-0.2ppm。4.根据权利要求1所述的造纸废水的零排放处理方法，其特征在于，MBR过程中的温度30-35℃，水力停留时间是15-20h，氧含量控制在3-3.5ppm。5.根据权利要求1所述的造纸废水的零排放处理方法，其特征在于，第一超滤膜的截留分子量是20-50万Da，运行压力是0.1-0.4Mpa；生物膜电极反应器当中，电极之间填充有活性炭，阴极采用不锈钢，阳极采用石墨，电极间距是150-200mm，中水力停留时间是10-15h，电流强度是30-60mA；第二超滤膜的截留分子量是20-100万Da，运行压力是0.1-0.4Mpa。6.根据权利要求1所述的造纸废水的零排放处理方法，其特征在于，纳滤膜的截留分子量是200-500Da，材质是芳香聚酰胺；纳滤膜的操作压力是0.8-1.5MPa。7.一种造纸废水的零排放处理装置，其特征在于，包括：栅格（1），用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫国，顾玉林，董鑫，
申请(专利权)人：南通能达水务有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32