專(zhuān)利名稱(chēng)：廢紙脫墨工藝中污泥脫水新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理方法，具體是廢紙脫墨工藝中污泥脫水新方法。
背景技術(shù)：
為削減造紙業(yè)對(duì)水環(huán)境的污染，國(guó)內(nèi)制漿造紙業(yè)進(jìn)行原料結(jié)構(gòu)調(diào)整，逐步由草漿造紙轉(zhuǎn)向再生紙制漿造紙，草漿造紙每噸紙需排水50-100m3，而利用廢紙?jiān)旒埧蓪?shí)現(xiàn)節(jié)水，每噸紙耗水只有10m3左右，再生紙制漿造紙生產(chǎn)新聞紙是國(guó)內(nèi)外成熟的技術(shù)。每生產(chǎn)1噸廢紙漿，大約產(chǎn)生脫墨污泥0.18噸，這些污泥需在生產(chǎn)車(chē)間利用重力床、微氣浮等設(shè)備進(jìn)行泥水分離。如果不能得到完全分離，則排水中的污染物增加，給后續(xù)污水處理帶來(lái)困難，將會(huì)影響到企業(yè)排水的達(dá)標(biāo)排放。因此，對(duì)廢紙?jiān)旒埫撃勰噙M(jìn)行徹底脫水，完全分離，是削減污染物排放至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
廢紙?jiān)谥茲{過(guò)程中要添加硅酸鈉、皂化鈉、氫氧化鈉等化學(xué)藥品，使油墨離子與纖維分離，分散到液體中形成穩(wěn)定體系，再通過(guò)浮選工段的微氣泡作用使油墨與細(xì)小纖維浮到表面，與纖維分離，纖維用于造紙。而油墨、細(xì)小纖維、漿渣等成份則進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)。脫墨污泥主要含有細(xì)小纖維、漿渣、油墨、皂化鈉、紙張?zhí)盍系任镔|(zhì)。這些物質(zhì)在化學(xué)藥品的作用下形成一種穩(wěn)定的分散液，而纖維是沉淀在下層的，污泥濃度大約為2.5-2.7％。
國(guó)內(nèi)的廢紙制漿造紙?jiān)O(shè)備及工藝大部分引進(jìn)國(guó)外現(xiàn)代化水平的設(shè)備和技術(shù)，在引進(jìn)時(shí)就沿用了國(guó)外運(yùn)行管理的經(jīng)驗(yàn)，基本處理工藝如下
稀污泥、污泥貯存池、重力床、螺旋輸送、螺旋壓榨機(jī)、污泥排放、濾液、水排放。在其中重力床階段加入陽(yáng)離子PAM，得濾液，濾液中再次加入陽(yáng)離子PAM采用微氣浮處理后得浮泥返回上一步驟的污泥貯存池，水排放。
為提高重力床的脫水效果需在此前加入PAM(聚丙烯酰胺)，目前國(guó)內(nèi)全部采用了陽(yáng)離子PAM。該套工藝設(shè)備齊全，污泥先經(jīng)重力床在PAM的作用下依靠重力經(jīng)濾網(wǎng)過(guò)濾出水，濾液中尚含有大量的懸浮物，因此又增設(shè)了微氣浮，將懸浮物再次脫出進(jìn)入重力床，而濾液排放。重力床的出泥濃度大約為10％，這些污泥經(jīng)螺旋輸送機(jī)送到螺旋壓榨機(jī)，經(jīng)過(guò)擠壓污泥濃度達(dá)到40％左右。
現(xiàn)行方法存在的問(wèn)題1、污泥在重力床上的濾水性能差，重力床出泥濃度低，濾液所含污染物多必須經(jīng)過(guò)微氣浮進(jìn)一步處理再排放，而且微氣浮需二次加PAM。
2、PAM只將纖維與溶液分離出來(lái)，對(duì)分散液中的膠體沒(méi)有分離，大部分的膠體物質(zhì)最終被排放，增加污水處理廠(chǎng)的污染負(fù)荷，表現(xiàn)為排水COD偏高。
3、進(jìn)螺旋壓榨機(jī)的污泥濃度低只有10％，因此在擠壓過(guò)程中大部分懸浮物隨濾液流失掉，造成排水中的懸浮物過(guò)高。并且影響最終污泥的濃度，達(dá)不到50％，影響污泥焚燒的穩(wěn)定運(yùn)行。
4、硅酸鈉、皂化鈉等化學(xué)品對(duì)陽(yáng)離子PAM的絮凝具有極強(qiáng)的干擾作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種高效快捷、節(jié)約成本的廢紙脫墨工藝中污泥脫水新方法。
其技術(shù)方案是安下列步驟進(jìn)行稀污泥、污泥貯存池、重力床、螺旋輸送、螺旋壓榨機(jī)、污泥排放，在進(jìn)入重力床的過(guò)程中加入陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，在重力床和螺旋壓榨機(jī)兩個(gè)過(guò)程中進(jìn)行分離和水排放，在污泥貯存池中加入600-800mg/L的濃硫酸。
該方法的特點(diǎn)是在污泥貯存池加入少量的濃硫酸，可以提高重力床的處理效果，使重力床的濾液中所含的懸浮物基本沒(méi)有，比原來(lái)的水平減少95％，削減溶解性CODcr1100mg/L，從而省掉了微氣浮和化學(xué)品，濾液可直接排放。污泥通過(guò)重力床處理，僅自身濾水濃度可達(dá)18-20％，比原方法提高濃度近1倍。螺旋壓榨機(jī)只需原來(lái)壓力的一半即可將污泥壓到50％的干度，而且濾液中的懸浮物比原水平減少80％。減少污染物處理費(fèi)，年經(jīng)濟(jì)效益可觀。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例的基本流程如下步驟進(jìn)行稀污泥、污泥貯存池、重力床、螺旋輸送、螺旋壓榨機(jī)、污泥排放。
其中在污泥貯存池加入濃硫酸，在重力床加入陽(yáng)離子PAM過(guò)濾后的水排放掉，在螺旋壓榨機(jī)過(guò)程中過(guò)濾排放水。
該方法的原理分析通過(guò)簡(jiǎn)單改變?nèi)〉昧艘陨蟽?yōu)良效果，這絕不是普通的污泥調(diào)質(zhì)和pH調(diào)節(jié)原理能夠解釋的，而是通過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，事實(shí)證明在通過(guò)以上改變后污泥的pH值、電荷均沒(méi)有太大的變化，而污泥的化學(xué)成份卻發(fā)生了質(zhì)的變化。
(1)對(duì)硅酸鈉的作用在污泥加入陽(yáng)離子PAM的絮凝反應(yīng)中，硅酸鈉具有極強(qiáng)的干擾作用。通過(guò)先加入一定量的硫酸不僅可以解決這一問(wèn)題，而且可以轉(zhuǎn)化為對(duì)絮凝更為有利的條件。
硅酸是很弱的酸，其電離常數(shù)很小，數(shù)量級(jí)約為k1≈10-8，k2≈10-14。硅酸在水中的溶解度也極小，大約為100ppm。因此，硅酸很容易從硅酸鹽的水溶液中被其它酸置換出來(lái)，即使很弱的酸，如碳酸、醋酸等。硅酸在水中的溶解度很小，因?yàn)槌跎膯畏肿庸杷崾侨苡谒模S著時(shí)間的推移，單硅酸聚合成低聚硅酸，再聚合成高聚硅酸。然后，在水溶液pH＝7～10，且有鹽存在時(shí)，可以凝結(jié)為硅凝膠，這種自聚合作用是硅酸最重要的特性。加入硫酸時(shí)，硫酸與分散液中的硅酸鈉發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)式如下Na2O·mSiO2+H2SO4→mSiO2·nH2O↓+Na2SO4溶液中可溶性的硅酸鹽首先轉(zhuǎn)變成為單體硅酸(可溶性)，單體硅酸有再進(jìn)一步聚合成疏松的絮狀物(聚集作用)或凝膠。
在微堿性、中性及微酸性溶液中，硅酸的主要存在形式為兩種，兩者相遇很快發(fā)生聚合作用。這時(shí)主要是硅酸的中性分子和一價(jià)負(fù)離子間的“氧鍵合”作用 生成的二聚硅酸，其中一部分與溶液中的OH-離子反應(yīng)
生成的二聚硅酸根負(fù)離子，會(huì)與中性的硅酸分子進(jìn)一步氧鍵合作用 (2)對(duì)皂化鈉的作用皂化鈉在脫墨中的主要作用是將已脫離纖維的油墨粒子分散到水中，皂化鈉俗稱(chēng)硬脂酸鈉，分子式可表示為R-COONa，其中R端是疏水基、COONa是親水基，正是利用這種即有親水基又有疏水基的特性實(shí)現(xiàn)兩相這間的分散，這種作用又被稱(chēng)為乳化作用。在已經(jīng)脫除纖維的脫墨污泥中，這種乳化作用成為脫水的阻力，因?yàn)槊撃^(guò)程要達(dá)到的是使油墨分散到液相中成為穩(wěn)定體，而污泥脫水過(guò)程卻希望油墨能與水分離，留在固體廢物中，通過(guò)進(jìn)一步的污泥焚燒減少環(huán)境污染。因此，破壞皂化鈉的分散作用很重要。
加入硫酸正起到了這樣一種作用，皂化液中的硬脂酸根離子與H□結(jié)合生成不溶性的硬脂酸沉淀。從而達(dá)到破乳的效果，分散體被破壞，油墨離子重新從水中分離出來(lái)。
(3)混合體系中固相對(duì)油墨粒子的捕捉由于破壞了硅酸鈉對(duì)油墨的松散作用，同時(shí)破壞了皂化鈉對(duì)油墨的分散穩(wěn)定作用，使油墨粒子恢復(fù)到了原狀態(tài)，在攪拌情況下極易吸附到纖維等固體的表面，且具有一定的粘性不易受機(jī)械作用而分離，因此經(jīng)硫酸處理后的污泥整體表現(xiàn)為疏水性質(zhì)，極易實(shí)現(xiàn)泥水分離。
(4)在以上情況下，添加少量的陽(yáng)離子PAM，很容易形成大的絮凝塊，分離出的清液透明，粘度小，在重力床上僅靠重力過(guò)濾即可達(dá)到18-20％的干度。
該方法實(shí)施效果分析以上方法在山東華泰紙業(yè)股份有限公司年產(chǎn)四十萬(wàn)噸新聞紙車(chē)間的脫墨系統(tǒng)實(shí)施，實(shí)施前后的效果對(duì)比如下表所示

經(jīng)實(shí)施新方法，污染物中懸浮物排放量下降了90％以上，削減溶解性CODcr1100mg/L，減少污染物處理費(fèi)用7591元/日，年經(jīng)濟(jì)效益258萬(wàn)元。
權(quán)利要求
1.一種廢紙脫墨工藝中污泥脫水新方法，其流程包括下列步驟稀污泥、污泥貯存池、重力床、螺旋輸送、螺旋壓榨機(jī)、污泥排放，在進(jìn)入重力床的過(guò)程中加入陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，并重力床和螺旋壓榨機(jī)兩個(gè)過(guò)程中進(jìn)行分離和水排放，其特征是在污泥貯存池中加入600-800mg/L的濃硫酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污水處理方法，具體是廢紙脫墨工藝中污泥脫水新方法。其技術(shù)方案是按下列步驟進(jìn)行稀污泥、污泥貯存池、重力床、螺旋輸送、螺旋壓榨機(jī)、污泥排放，在進(jìn)入重力床的過(guò)程中加入陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，并重力床和螺旋壓榨機(jī)兩個(gè)過(guò)程中進(jìn)行分離和水排放，其特征是在污泥貯存池中加入600－800mg/L的濃硫酸。該方法的特點(diǎn)是在污泥貯存池加入少量的濃硫酸，可以提高重力床的處理效果，使重力床的濾液中所含的懸浮物基本沒(méi)有，比原來(lái)的水平減少 95％，削減溶解性CODcr1100mg/L，從而省掉了微氣浮和化學(xué)品，濾液可直接排放。污泥通過(guò)重力床處理，僅自身濾水濃度可達(dá)18－20％，比原方法提高濃度近1倍。減少污染物處理費(fèi)，年經(jīng)濟(jì)效益可觀。
文檔編號(hào)D21C5/02GK1978785SQ200610068659
公開(kāi)日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日
發(fā)明者馬厚悅 申請(qǐng)人:華泰集團(tuán)有限公司