專利名稱：基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種造紙深度處理廢水的處理裝置，特別是涉及一種基于化學(xué)脫鈣技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)和膜技術(shù)的造紙深度處理廢水的回用裝置。
背景技術(shù)：
制漿造紙廢水是指化學(xué)法制漿產(chǎn)生的蒸煮廢液(又稱黑液、紅液)，洗漿漂白過程中產(chǎn)生的中段水及抄紙工序中產(chǎn)生的白水。一般每生產(chǎn)It硫酸鹽漿就有It有機物和400kg堿類、硫化物溶解于黑液中；生產(chǎn)It亞硫酸鹽漿約有900kg有機物和200kg氧化物(鈣、鎂等)與硫化物溶于紅液中。廢液排入江河中不僅嚴(yán)重污染水源，而且造成大量的資源浪費。造紙業(yè)是傳統(tǒng)的用水大戶，也是造成水污染的重要污染源之一。目前，我國造紙工業(yè)廢水排放量及COD排放量均居我國各類工業(yè)排放量的首位，造紙工業(yè)對水環(huán)境的污染最為嚴(yán)重，它不但是我國造紙工業(yè)污染防治的首要問題，也是全國工業(yè)廢水進行達標(biāo)處理和節(jié)水的首要問題。據(jù)統(tǒng)計，我國縣及縣以上造紙及紙制品工業(yè)廢水排放量占全國工業(yè)總排放量的18.6%，其中處理排放達標(biāo)量占造紙工業(yè)廢水總排放量的49.3%，排放廢水中COD約占全國工業(yè)COD總排放量的44.0%。因此，如何消除造紙廢水污染并使廢液中的寶貴資源得到利用是一項具有重大社會意義和經(jīng)濟價值的工作，應(yīng)當(dāng)十分重視。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國日益面臨淡水資源短缺、原料匱乏的問題，而另一方面，水污染也越來越嚴(yán)重。近年來，經(jīng)多方不懈努力，造紙工業(yè)水污染防治已經(jīng)取得了一定的成績，雖然紙及紙板產(chǎn)量逐年增加，但是排放廢水中的COD卻逐年降低。但是，目前造紙行業(yè)約占排放總量50%的廢水尚未進行達標(biāo)處理，造紙廢水處理后再循環(huán)利用的更是少之又少，因此，造紙廢水污染防治和循環(huán)使用任務(wù)還相當(dāng)繁重。造紙廢水成分復(fù)雜，可生化性差，屬于較難處理的工業(yè)廢水，其來源和特點是:
1、蒸煮工段廢液
即堿法制漿產(chǎn)生的黑液和酸法制漿產(chǎn)生的紅液。絕大部分造紙廠采用堿法制漿而產(chǎn)生黑液。黑液中所含污染物占到了造紙工業(yè)污染排放總量的90%以上，且具有高濃度和難降解的特性，它的治理一直是一大難題。黑液中的主要成分有3種，即木質(zhì)素、聚戊糖和總堿。木質(zhì)素是一類無毒的天然高分子物質(zhì)，作為化工原料具有廣泛的用途，聚戊糖可用作牲畜飼料。2、中段水
制漿中段廢水是指經(jīng)黑液提取后的蒸煮漿料在篩選、洗滌、漂白等過程中排出的廢水，顏色呈深黃色，占造紙工業(yè)污染排放總量的8% 9%，噸漿COD負荷310kg左右。中段水濃度高于生活污水，BOD和COD的比值在0.20到0.35之間，可生化性較差，有機物難以生物降解且處理難度大。中段水中的有機物主要是木質(zhì)素、纖維素、有機酸等，以可溶性COD為主。其中，對環(huán)境污染最嚴(yán)重的是漂白過程中產(chǎn)生的含氯廢水，例如氯化漂白廢水、次氯酸鹽漂白廢水等。次 氯酸鹽漂白廢水主要含三氯甲烷，還含有40多種其他有機氯化物，其中以各種氯代酚為最多，如二氯代酚、三氯代酚等。此外，漂白廢液中含有毒性極強的致癌物質(zhì)二惡英，對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成了嚴(yán)重威脅。3、白水
白水即抄紙工段廢水，它來源于造紙車間紙張抄造過程。白水主要含有細小纖維、填料、涂料和溶解了的木材成分，以及添加的膠料、濕強劑、防腐劑等，以不溶性COD為主，可生化性較低，其加入的防腐劑有一定的毒性。白水水量較大，但其所含的有機污染負荷遠遠低于蒸煮黑液和中段廢水。現(xiàn)在幾乎所有的造紙廠造紙車間都采用了部分或全封閉系統(tǒng)以降低造紙耗水量，節(jié)約動力消耗，提高白水回用率，減少多余白水排放。目前，用于造紙廢水處理的方法主要有:物理過濾法、混凝沉淀法、吸附法、高級氧化法、氣浮法、加酸吸收法、催化氧化法、生化法等，每種方法都具有各自的優(yōu)缺點。由于單一的處理方法很難達到效果，在實際運用中，通常是根據(jù)要處理廢水的實際情況，將幾種方法結(jié)合使用，典型的生產(chǎn)工藝是將造紙廢水經(jīng)過過濾等物理處理，然后經(jīng)過絮凝沉淀后再經(jīng)生化處理后達標(biāo)排放。中國專利CN101708927A公開一種投資小、工藝簡單、污染物去除率高、運行費用低廉的氧化降解+絮凝沉淀+砂濾的造紙廢水深度處理方法。經(jīng)該方法處理后COD < 70mg/L, B0D5 < 20mg/L, SS < 30mg/L。中國專利CN1420091公開一種造紙廢水的生態(tài)處理和資源化循環(huán)利用方法，它是利用生態(tài)工程技術(shù)，造紙綜合廢水在沉淀池內(nèi)進行BOD5: C0D&的比值調(diào)整，然后進入串聯(lián)厭氧塘和兼性塘消化，排水在調(diào)節(jié)池內(nèi)進行C0D&: N: P比值調(diào)整后，通過輸配水系統(tǒng)布入多組并聯(lián)的地表徑流濕地，出水優(yōu)于造紙工業(yè)水污染物排放的一級標(biāo)準(zhǔn)，可經(jīng)好氧塘儲留、補充調(diào)節(jié)池所需清水，回流到地表徑流濕地進行深度再處理。該方法克服了造紙廢水營養(yǎng)結(jié)構(gòu)不平衡、可生化性差的缺點，可穩(wěn)定有效地實現(xiàn)造紙廢水的生態(tài)處理和資源化循環(huán)利用。中國專利CN101337752公開一種造紙廢水深度處理工藝，該工藝包括以下步驟:將經(jīng)二級生化處理后的造·紙廢水引入微曝氣鐵還原床，在微曝氣鐵還原床中裝填鐵屑，造紙廢水在微曝氣鐵還原床中進行還原反應(yīng)；將步驟①處理后的出水引入混凝池中，在混凝池中加入混凝劑和助凝劑，促使水中的顆粒凝聚；將步驟②處理后的出水引入沉淀池中進行泥水分離；將沉淀池的出水引入過濾池中進行過濾，過濾后的出水經(jīng)殺菌消毒后，引入回用水管網(wǎng)；將沉淀池中的污泥以及過濾池中的反沖洗排污水引入污泥濃縮池，經(jīng)脫水后外運處置；同時，脫水濾液和污泥濃縮池中的溢流液引入混凝池中進行再處理。該發(fā)明工藝簡單、脫色效果好而且成本低廉。以上方法對造紙廢水的處理都取得比較好的效果，但是都存在處理深度不夠，生產(chǎn)的中水還含有較多的污染物，只能適合一些對用水質(zhì)量要求不高的生產(chǎn)工藝，使其的用途用量都受到限制。要使造紙廢水再生，滿足不同生產(chǎn)工藝的用水要求，特別是高質(zhì)量用水的要求，必須對其進行深度凈化處理，如將生化所得的廢水經(jīng)過進一步凈化再經(jīng)過膜過濾處理，得到純水。中國專利201010567041.0、201020635352.1介紹了造紙深度處理廢水采用膜過濾進行再生循環(huán)利用的方法，但是在實施過程中，發(fā)現(xiàn)造紙廢水中鈣離子含量高達150 400 mg/L，產(chǎn)生大量結(jié)垢，對廢水的再生造成嚴(yán)重的困難
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的造紙廢水處理方法中所存在的成本較高、效能較低、處理后的廢水多為排放、沒有深度處理循環(huán)利用、浪費水資源等問題，提供一種基于化學(xué)脫鈣技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)與膜技術(shù)相結(jié)合，成本較低，效能較高，使之達到循環(huán)利用的造紙深度處理廢水的回用裝置。本發(fā)明所述基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置設(shè)有化學(xué)脫鈣系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、電解系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)、脫鹽系統(tǒng)?；瘜W(xué)脫鈣系統(tǒng)用于脫除造紙深度處理廢水中的鈣鎂、降低水的硬度，化學(xué)脫鈣系統(tǒng)包括一級脫鈣反應(yīng)池、截止閥、二級脫鈣反應(yīng)池和沉淀池，一級脫鈣反應(yīng)池與截止閥的進口聯(lián)接，截止閥的出口接二級脫鈣反應(yīng)池的進口，二級脫鈣反應(yīng)池的出口與截止閥的進口聯(lián)接，截止閥的出口與沉淀池的進口聯(lián)接，沉淀池的出口接過濾系統(tǒng)的進口。所述化學(xué)脫鈣系統(tǒng)中的一級脫鈣反應(yīng)池和二級脫鈣反應(yīng)池還配有加藥系統(tǒng)，加藥系統(tǒng)設(shè)有加藥罐和加藥泵，加藥罐出口接加藥泵的進口，加藥泵的出口接一級脫鈣反應(yīng)池或二級脫I丐反應(yīng)池的進口。過濾系統(tǒng)用于將化學(xué)脫鈣后的廢水進行過濾分離，過濾系統(tǒng)包括截止閥、供水泵、過濾器、反沖洗泵和清洗液罐，截止閥的進口接化學(xué)脫鈣系統(tǒng)的出口，供水泵的進口接截止閥的出口，供水泵的出口接過濾器的進口，過濾器的出口一路與電解系統(tǒng)聯(lián)接，另一路依次經(jīng)反洗泵接清洗液罐。所述過濾系 統(tǒng)中的過濾是多介質(zhì)過濾、纖維濾芯、砂濾、活性砂濾、濾布濾池中的一種。電解系統(tǒng)用于對過濾分離后的出水進行電解處理，電解系統(tǒng)設(shè)有截止閥、供水泵和電解機，截止閥的進口外接過濾系統(tǒng)出口，供水泵的進口接截止閥的出口，供水泵的出口接電解機的進口，電解機的出口與膜分離系統(tǒng)的進口聯(lián)接。所述電解系統(tǒng)中電解機設(shè)有電源和電解槽，所述電解槽內(nèi)的電極為石墨、鈦、鐵、鋁、鋅、銅、鉛、鎳、鑰、鉻、合金和納米催化惰性電極中的一種，所述納米催化惰性電極的表層涂覆有晶粒為10 35nm的金屬氧化物惰性催化涂層，所述納米催化惰性電極的基板為鈦板或塑料板。膜分離系統(tǒng)通過膜的分離作用對廢水中的顆粒和大分子膠體、微生物進行快速去除，得到造紙凈化廢水。所述膜分離系統(tǒng)可以為超濾和MBR中的一種。所述超濾系統(tǒng)設(shè)有截止閥、供水泵、超濾膜系統(tǒng)、反沖洗泵、透析水貯罐和閥門，截止閥的進口接電解機的出口，截止閥的出口接供水泵的進口，供水泵的出口接超濾膜系統(tǒng)的出口、超濾膜系統(tǒng)的透析水出口一路接透析水貯罐，另一路經(jīng)反沖洗泵接透析水貯罐，超濾膜系統(tǒng)的濃縮水則經(jīng)管道和閥門回流至電解系統(tǒng)中循環(huán)利用；所述超濾系統(tǒng)截留分子量為1000 100000MWC0,工作條件為:常溫 45°C,超濾系統(tǒng)為浸沒式超濾、柱式超濾、管式超濾、卷式超濾或板式超濾的一種，浸沒式超濾的工作壓力為-1 _50kPa，柱式超濾、管式超濾、卷式超濾和板式超濾的工作壓力為3 300kPa。所述MBR系統(tǒng)設(shè)有截止閥、MBR反應(yīng)池、MBR膜組件、鼓風(fēng)機、曝氣器、排污泵、出水泵、初級再生水貯罐，電解系統(tǒng)所得凈化污水通過進水管經(jīng)截止閥接MBR反應(yīng)池的進口，MBR膜組件浸沒在MBR反應(yīng)池內(nèi)，通過鼓風(fēng)機及分布的曝氣器對其進行曝氣，MBR反應(yīng)池的出口接出水泵的進口，產(chǎn)生的濾液(水)收集到初級再生水貯罐用于進一步經(jīng)過脫鹽系統(tǒng)脫鹽得供生產(chǎn)上循環(huán)利用的高純再生水，少量污泥經(jīng)過排污泵抽吸排放；所述MBR系統(tǒng)的膜組件選自聚偏氟乙烯中空纖維膜、聚丙烯中空纖維膜、聚砜中空纖維膜、聚醚砜中空纖維膜、聚丙烯腈中空纖維膜和聚氯乙烯中空纖維膜中的一種；所述MBR系統(tǒng)的MBR膜組件的膜孔徑為0.10 0.2 μ m,工作壓力為-1 -50kPa，工作溫度為5 45°C。所述超濾系統(tǒng)或MBR系統(tǒng)還包括化學(xué)清洗系統(tǒng)，化學(xué)清洗系統(tǒng)用于清洗超濾或MBR系統(tǒng)的膜組件，化學(xué)清洗系統(tǒng)設(shè)有清洗液罐、化學(xué)清洗泵和截止閥，清洗液罐的出口接化學(xué)清洗泵的進口，化學(xué)清洗泵的出口經(jīng)截止閥接超濾膜或MBR系統(tǒng)。脫鹽系統(tǒng)將膜分離系統(tǒng)所得透析水經(jīng)經(jīng)脫鹽系統(tǒng)分離得透析水和濃縮水，透析水進入貯罐得再生水，濃縮水回流至電解系統(tǒng)，多余部分排放。所述脫鹽系統(tǒng)設(shè)有截止閥、供水泵、脫鹽裝置、再生水貯罐、截止閥，截止閥的進口接膜分離系統(tǒng)的出口，截止閥的出口接供水泵的進口、供水泵的出口接脫鹽裝置的進口、脫鹽裝置的透析水出口依次接截止閥和再生水貯罐，脫鹽裝置的濃縮水出口經(jīng)截止閥流至電解系統(tǒng)。所述脫鹽系統(tǒng)是納濾、反滲透、正滲透、電滲析、電容吸附、離子交換或填充電滲析(EDI)的一種。所述納濾中的納濾膜組件為管式膜組件、卷式膜組件或平板膜組件的一種，工作壓力為6 45bar，工作溫度為20 45°C，最佳溫度為35 40°C。所述反滲透的反滲透膜組件為卷式膜組件，膜材料為有機膜中醋酸纖維膜或復(fù)合膜，膜材料的截留分子量為50 200MWC0，進壓可為6.0 45.0bar,出壓可為4.5 33.5bar。所述的正滲透的膜組件為板框式膜組件、卷式膜組件、管式膜組件和包式膜組件中的一種。

所述的電滲析的工作條件是操作電壓壓力0.5 3.0 kg /cm2,操作電壓50 250V,電流強度I 3A。所述的電容吸附的工作條件是直流電壓為110V/m 2X106V/m。所述的離子交換使用的離子交換劑分為無機離子交換劑和有機離子交換劑兩大類，無機離子交換劑有天然沸石和合成沸石等，有機交換樹脂為強酸陽離子交換樹脂、弱酸陽離子交換樹脂、強堿陰離子交換樹脂、弱堿陰離子交換樹脂、螯合樹脂和有機吸附樹脂等中的一種。所述的填充電滲析(EDI)是一種將電滲析與離子交換有機結(jié)合在一起的膜分離脫鹽工藝，填充電滲析裝置進水要求為電阻率為0.025 0.5ΜΩ.cm。本發(fā)明的技術(shù)方案為:造紙深度處理廢水一化學(xué)脫鈣一過濾一電解一膜分離(超濾/MBR)—脫鹽系統(tǒng)一再生水。本發(fā)明既克服了單用膜過濾分離處理或吸附處理成本過高的缺陷，又克服了常規(guī)的造紙廢水方法的處理效果不理想，排放的廢水污染環(huán)境等缺陷，將現(xiàn)有的造紙深度處理廢水凈化及回收循環(huán)利用。與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有以下突出優(yōu)點:
(I)造紙深度處理廢水經(jīng)過處理，70% 85%可以再生循環(huán)利用，既減少廢水排放，避免廢水對環(huán)境污染，又減少水資源浪費，還可以使再生的循環(huán)水成本低于自來水價格，經(jīng)濟合理，產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。
(2)通過化學(xué)脫鈣系統(tǒng)的一級脫鈣反應(yīng)脫除假性硬度(碳酸氫鹽)后，再經(jīng)過二級脫鈣反應(yīng)池使碳酸根與鈣鎂離子反應(yīng)生成碳酸鹽沉淀，然后與FeSO4和聚苯烯酰胺(PAM)等助凝劑互相絮凝，聚集成粗大的礬花顆粒，在沉淀池中沉降下來，最終有效脫除造紙深度處理廢水中的高濃度鈣、鎂離子，降低水的硬度，防止設(shè)備結(jié)垢，保證后續(xù)工藝順利、穩(wěn)定運行。(3)通過納米催化電解進一步降低C0D，一是可以使廢水的回用率提高，既減少廢水排放，避免廢水對環(huán)境污染，又減少水資源浪費；二是能殺滅廢水中的細菌等微生物，根除后續(xù)納濾膜和反滲透膜的生物污染，大幅度減少納濾膜和反滲透膜的清洗次數(shù)，降低膜清潔再生成本，提高膜的使用效率，延長膜的使用壽命，減少膜更換成本。(4)經(jīng)過膜分離系統(tǒng)處理后，使廢水中的顆粒和大分子膠體化合物進一步去除，為后續(xù)的工藝創(chuàng)造良好的水質(zhì)條件，同時通過MBR系統(tǒng)中微生物的氧化分解作用將進一步分解水中污染物質(zhì)，利用膜的高效截留效果，使SS、色度、污染物等指標(biāo)得到有效去除。(5)大幅度降低噸紙的水消耗指標(biāo)和廢水排放指標(biāo)，提高企業(yè)經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)。本發(fā)明所稱造紙深度處理廢水是指造紙廢水經(jīng)過傳統(tǒng)的過濾、絮凝處理后二沉池出水，即達到三級以上排放標(biāo)準(zhǔn)的廢水。


圖1為本發(fā)明基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置膜分離采用超濾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意 圖2為本發(fā)明基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置膜分離采用MBR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖3本發(fā)明加藥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明是在對現(xiàn)有造紙深度處理廢水的成份、性質(zhì)和現(xiàn)有處理方案進行深入系統(tǒng)的對比研究之后完成的對造紙深度處理后廢水的凈化和回用裝置的設(shè)計，它由化學(xué)脫鈣系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、電解系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)和脫鹽系統(tǒng)組成。下面實施例將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。參見圖1和圖2，本發(fā)明所述基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置包括: 化學(xué)脫鈣系統(tǒng):化學(xué)脫鈣系統(tǒng)用于脫除造紙深度處理廢水中的鈣鎂、降低水的硬度，化
學(xué)脫鈣系統(tǒng)設(shè)有一級脫鈣反應(yīng)池11、截止閥12、二級脫鈣反應(yīng)池13、截止閥14、沉淀池15，一級脫鈣反應(yīng)池11與截止閥12的進口聯(lián)接，截止閥12的出口接二級脫鈣反應(yīng)池13的進口，二級脫鈣反應(yīng)池13的出口與截止閥14的進口聯(lián)接，截止閥14的出口與沉淀池15的進口聯(lián)接，沉淀池15的出口接過濾系統(tǒng)的進口。加藥系統(tǒng):參照圖3，加藥系統(tǒng)用于對廢水投加脫鈣劑和混凝劑，加藥系統(tǒng)設(shè)有石灰加藥罐16、加藥泵161、Na2CO3加藥罐17、加藥泵171、FeSO4加藥罐18、加藥泵181、PAM加藥罐19、加藥泵191 ;石灰加藥罐16的出口接加藥泵161的進口，加藥泵161的出口接一級脫鈣反應(yīng)池11的 進口 ；Na2C03加藥罐17的出口接加藥泵171的進口，加藥泵171的出口接二級脫鈣反應(yīng)池13的進口 ；FeS04加藥罐18的出口接加藥泵181的進口，加藥泵181的出口接二級脫鈣反應(yīng)池13的進口 ；PAM加藥罐19的出口接加藥泵191的進口，加藥泵191的出口接二級脫鈣反應(yīng)池13的進口。過濾系統(tǒng):過濾系統(tǒng)用于將化學(xué)脫鈣后的廢水進行過濾分離，過濾系統(tǒng)設(shè)有截止閥21、供水泵22、過濾器23、截止閥24、反沖洗泵25和清洗液罐26 ;截止閥21的進口接化學(xué)脫鈣系統(tǒng)的出口，供水泵22的進口接截止閥21的出口，供水泵22的出口接過濾器23的進口，過濾器23的出口一路與電解系統(tǒng)聯(lián)接，另一路依次經(jīng)反洗泵25接清洗液罐26。電解系統(tǒng):電解系統(tǒng)用于對過濾分離后的出水進行電解處理，電解系統(tǒng)設(shè)有截止閥31、供水泵32和電解機33 ;截止閥31的進口外接過濾系統(tǒng)排出口，供水泵32的進口接截止閥31的出口，供水泵32的出口接電解機33的進口，電解機33的出口與膜分離系統(tǒng)的進口聯(lián)接。膜分離系統(tǒng):膜分離系統(tǒng)用于通過膜的分離作用對廢水中的顆粒和大分子膠體、微生物進行快速去除，得到造紙凈化廢水。膜分離系統(tǒng)可以為超濾和MBR中的一種。參照圖1，超濾系統(tǒng)設(shè)有截止閥41、供水泵42、超濾膜系統(tǒng)43、反沖洗泵44、截止閥45、透析水貯罐46和閥門47，截止閥41的進口接電解機33的出口，截止閥41的出口接供水泵42的進口，供水泵42的出口接超濾膜系統(tǒng)43的出口，超濾膜系統(tǒng)43的透析水出口依次經(jīng)反沖洗泵44、截止閥45接透析水貯罐46，超濾膜系統(tǒng)43的濃縮水則經(jīng)閥門47回流至電解系統(tǒng)中重復(fù)利用。參照圖2，MBR系統(tǒng)，設(shè)有截止閥41、MBR膜組件42、鼓風(fēng)機43、曝氣器44、MBR反應(yīng)池45、排污泵46、出水泵47和初級再生水貯罐48。截止閥41的進口接電解機33的出口，截止閥41的出口依次經(jīng)過MBR反應(yīng)池45、出水泵47進入初級再生水貯罐48。超濾或MBR化學(xué)清洗系統(tǒng):化學(xué)清洗系統(tǒng)用于清洗超濾或MBR系統(tǒng)，化學(xué)清洗系統(tǒng)設(shè)有清洗液罐51、化學(xué)清洗泵52和截止閥53，清洗液罐51的出口接化學(xué)清洗泵52的進口，化學(xué)清洗泵52的出口經(jīng)截止閥53接超濾或MBR系統(tǒng)。脫鹽系統(tǒng):脫鹽·系統(tǒng)將膜分離系統(tǒng)所得透析水用泵泵入脫鹽系統(tǒng)，經(jīng)脫鹽系統(tǒng)分離得透析水和濃縮水，透析水進入貯罐得再生水；濃縮水一部分回流到電解系統(tǒng)，多余部分排放。所述脫鹽系統(tǒng)可以是是納濾、反滲透、正滲透、電滲析、電容吸附、離子交換或填充電滲析(EDI)的一種。脫鹽系統(tǒng)設(shè)有截止閥61、供水泵62、脫鹽裝置63、截止閥64、再生水貯罐65、截止閥66。截止閥61的進口接膜分離系統(tǒng)透析水貯罐的出口，截止閥61的出口依次經(jīng)供水泵62、脫鹽裝置63，脫鹽裝置63的透析水出口經(jīng)截止閥64接再生水貯罐65的進口，脫鹽裝置63的回流濃縮水出口經(jīng)截止閥66回流至電解系統(tǒng)。以下結(jié)合圖1、圖2和圖3給出基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置的具體實施例。實施例1
800噸/日造紙深度處理廢水的回用方法。所述的造紙深度處理廢水水質(zhì)指標(biāo)經(jīng)測定如表I所示。表I造紙深度處理廢水的水質(zhì)指標(biāo)
FTpg I單位 I測定值I序號I項巨I單位 I測運^
1_CODcr mg/L 150 4___100
2SS —mg/L 120 5 Ca mg/L 400 —
3電導(dǎo)率 I^S/cm 1600 6 硬度 rnnol/L 9.9(1)化學(xué)脫鈣
造紙生化處理后二沉池出水(即造紙深度處理廢水)經(jīng)管道流入一級脫鈣反應(yīng)池11，通過加藥裝置在攪拌下先加入適量石灰飽和溶液調(diào)PH值至8.5，脫除假性硬度(碳酸氫鹽)后，流入二級脫鈣反應(yīng)池13，加入600mg/L的Na2CO3，使碳酸根與鈣鎂離子反應(yīng)生成碳酸鹽沉淀，然后加入5mg/L的FeSO4,再加入Na2CO3反調(diào)pH值至8.5,最后加入lmg/L的聚苯烯酰胺(PAM)，反應(yīng)完全后進入沉淀池15，進行沉淀分離，從而脫除造紙深度處理廢水中的鈣鎂、降低水的硬度，防止后續(xù)設(shè)備、設(shè)施因為Ca2+濃度過高而結(jié)垢；沉淀物(即污泥)經(jīng)過泵和管道送入污泥池中，最后在污泥脫水裝置中進行過濾分離，并回收碳酸鈣，廢水則進入下一步驟過濾；
(2)過濾
將化學(xué)脫鈣后的廢水泵入過濾系統(tǒng)進行過濾分離，進一步除去水中的SS和膠體；上述過濾為多介質(zhì)過濾。過濾可以是多介質(zhì)過濾、纖維濾芯、砂濾、活性砂濾、濾布濾池中的一種。(3)電解
將過濾后的廢水泵入電解機33電解，以降解有機大分子，脫除色度，提高廢水的可生化性，電解機33的相鄰兩電極間的電壓為2V，電流密度為200mA/cm2 ；
(4)膜分離
經(jīng)過電解后的廢水進入膜分離系統(tǒng)，通過膜分離作用去除廢水中的顆粒、大分子膠體化合物和微生物，得到透析水和濃縮水，透析水進入脫鹽處理系統(tǒng)，濃縮水經(jīng)管道回流至步驟(3)的電解機33中循環(huán)利用；
所述膜分離系統(tǒng)為MBR系統(tǒng)。MBR系統(tǒng)的膜組件選自聚偏氟乙烯中空纖維膜、聚丙烯中空纖維膜、聚砜中空纖維膜、聚醚砜中空纖維膜、聚丙烯腈中空纖維膜和聚氯乙烯中空纖維膜中的一種；MBR膜組件的膜孔徑為0.10 0.2 μ m,工作壓力為-1 _50kPa，工作溫度為5 45。。。(5)脫鹽系統(tǒng)
膜分離所得透析水用泵泵入脫鹽系統(tǒng)，經(jīng)脫鹽系統(tǒng)過濾分離得透析水和濃縮水，透析水進入貯罐得再生水；濃縮水一部分回流到電解系統(tǒng)，多余部分排放。所述脫鹽系統(tǒng)為反滲透系統(tǒng)。反滲透膜系統(tǒng)采用截留分子量可為50 200MWC0的反滲透膜，膜組件為管式膜組件或卷式膜組件，進壓可為6.0 35.0bar,出壓可為4.5 33.5 bar。再生水水質(zhì)指標(biāo)經(jīng)測定如表2所示。表2再生水的水質(zhì)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，其特征在于包括化學(xué)脫鈣系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、電解系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)和脫鹽系統(tǒng)； 所述化學(xué)脫鈣系統(tǒng)包括一級脫鈣反應(yīng)池、截止閥、二級脫鈣反應(yīng)池和沉淀池，一級脫鈣反應(yīng)池與截止閥的進口聯(lián)接，截止閥的出口接二級脫鈣反應(yīng)池的進口，二級脫鈣反應(yīng)池的出口與截止閥的進口聯(lián)接，截止閥的出口與沉淀池的進口聯(lián)接，沉淀池的出口接過濾系統(tǒng)的進口 ； 所述化學(xué)脫鈣系統(tǒng)中的一級脫鈣反應(yīng)池和二級脫鈣反應(yīng)池還配有加藥系統(tǒng)，加藥系統(tǒng)設(shè)有加藥罐和加藥泵，加藥罐出口接加藥泵的進口，加藥泵的出口接一級脫鈣反應(yīng)池或二級脫韓反應(yīng)池； 所述過濾系統(tǒng)包括截止閥、供水泵、過濾器、反沖洗泵和清洗液罐，截止閥的進口接化學(xué)脫鈣系統(tǒng)的出口，供水泵的進口接截止閥的出口，供水泵的出口接過濾器的進口，過濾器的出口一路與電解系統(tǒng)聯(lián)接，另一路依次經(jīng)反洗泵接清洗液罐； 所述電解系統(tǒng)包括截止閥、供水泵和電解機，截止閥的進口外接過濾系統(tǒng)出口，供水泵的進口接截止閥的出口，供水泵的出口接電解機的進口，電解機的出口與膜分離系統(tǒng)的進口聯(lián)接； 所述膜分離系統(tǒng)為超濾系統(tǒng)和MBR系統(tǒng)中的一種，所述超濾系統(tǒng)包括截止閥、供水泵、超濾膜系統(tǒng)、反沖洗泵、透析水貯罐和閥門，截止閥的進口接電解機的出口，截止閥的出口接供水泵的進口，供水泵的出口接超濾膜系統(tǒng)的出口，超濾膜系統(tǒng)的透析水出口一路接透析水貯罐，另一路經(jīng)反沖洗泵接透析水貯罐，超濾膜系統(tǒng)的濃縮水則經(jīng)管道和閥門回流至電解系統(tǒng)中循環(huán)利用；所述MBR系統(tǒng)包括截止閥、MBR反應(yīng)池、MBR膜組件、鼓風(fēng)機、曝氣器、排污泵、出水泵、初級再生水貯罐，電解系統(tǒng)所得凈化污水通過進水管經(jīng)截止閥接MBR反應(yīng)池的進口，MBR膜組件浸沒在MBR反應(yīng)池內(nèi)，通過鼓風(fēng)機及分布的曝氣器對其進行曝氣，MBR反應(yīng)池的出口接出水泵的進口，產(chǎn)生的濾液收集到初級再生水貯罐用于進一步經(jīng)過脫鹽處理系統(tǒng)得供生產(chǎn)上循環(huán)利用的高純再生水，少量污泥經(jīng)過排污泵抽吸排放； 所述超濾系統(tǒng)或MBR系統(tǒng)還包括化學(xué)清洗系統(tǒng)，化學(xué)清洗系統(tǒng)用于清洗超濾或MBR系統(tǒng)的膜組件，化學(xué)清洗系統(tǒng)設(shè)有清洗液罐、化學(xué)清洗泵和截止閥，清洗液罐的出口接化學(xué)清洗泵的進口，化學(xué)清洗泵的出口經(jīng)截止閥接超濾膜或MBR系統(tǒng)； 所述脫鹽系統(tǒng)設(shè)有截止閥、供水泵、脫鹽裝置和再生水貯罐，截止閥的進口接膜分離系統(tǒng)的出口，截止閥的出口經(jīng)供水泵進入脫鹽裝置，脫鹽裝置的透析水出口接再生水貯罐的進口，脫鹽裝置的濃縮水出口經(jīng)截止閥回流至電解系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，其特征在于所述過濾系統(tǒng)為多介質(zhì)過濾、纖維濾芯、砂濾、活性砂濾、濾布濾池系統(tǒng)中的一種。
3.如權(quán)利要求I所述的基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，其特征在于所述電解系統(tǒng)中電解機設(shè)有電源和電解槽，所述電解槽內(nèi)的電極為石墨、鈦、鐵、鋁、鋅、銅、鉛、鎳、鑰、鉻、合金和納米催化惰性電極中的一種。
4.如權(quán)利要求4所述的基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，其特征在于所述納米催化惰性電極的表層涂覆有晶粒為10 35nm的金屬氧化物惰性催化涂層，所述納米催化惰性電極的基板為鈦板或塑料板。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，其特征在于所述超濾系統(tǒng)的截留分子量為1000 100000MWC0，工作條件為常溫 45°C，超濾系統(tǒng)為浸沒式超濾、柱式超濾、管式超濾、卷式超濾或板式超濾中的一種，浸沒式超濾的工作壓力為-I _50kPa，而柱式超濾、管式超濾、卷式超濾和板式超濾的工作壓力為3 300kPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，其特征在于所述MBR系統(tǒng)的膜組件選自聚偏氟乙烯中空纖維膜、聚丙烯中空纖維膜、聚砜中空纖維膜、聚醚砜中空纖維膜、聚丙烯腈中空纖維膜和聚氯乙烯中空纖維膜中的一種，所述MBR系統(tǒng)的MBR膜組件的膜孔徑為O. 10 O. 2 μ m,工作壓力為-I _50kPa，工作溫度為5 45°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，其特征在于所述脫鹽系統(tǒng)為納濾、反滲透、正滲透、電滲析、電容吸附、離子交換或填充電滲析(EDI)中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，其特征在于所述納濾系統(tǒng)中的納濾膜組件為管式膜組件、卷式膜組件或平板膜組件的一種，工作壓力為6 45bar，工作溫度為20 45°C，最佳溫度為35 40°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，其特征在于所述反滲透系統(tǒng)中的反滲透膜組件為卷式膜組件，膜材料為有機膜中醋酸纖維膜或復(fù)合膜，膜材料的截留分子量為50 200MWC0，進壓可為6. O 45. Obar,出壓可為4. 5 33. 5bar ο
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，其特征在于所述的正滲透的膜組件為板框式膜組件、卷式膜組件、管式膜組件和包式膜組件中的一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，其特征在于所述的電滲析的工作條件是操作電壓壓力O. 5 3. O kg /cm2，操作電壓50 250V，電流強度I 3A。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，其特征在于所述的電容吸附的工作條件是直流電壓為110V/m 2X106V/m。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，其特征在于所述的離子交換使用的離子交換劑分為無機離子交換劑和有機離子交換劑兩大類，無機離子交換劑包括天然沸石和合成沸石，有機交換樹脂為強酸陽離子交換樹脂、弱酸陽離子交換樹脂、強堿陰離子交換樹脂、弱堿陰離子交換樹脂、螯合樹脂和有機吸附樹脂中的一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，其特征在于填充電滲析裝置進水要求為電阻率為O. 025 O. 5ΜΩ · cm。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于化學(xué)脫鈣的造紙深度處理廢水回用裝置，包括化學(xué)脫鈣系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、電解系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)和脫鹽系統(tǒng)，化學(xué)脫鈣系統(tǒng)配有加藥系統(tǒng)，膜分離系統(tǒng)為超濾系統(tǒng)和MBR系統(tǒng)中的一種。本發(fā)明采用化學(xué)脫鈣技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)與膜技術(shù)相結(jié)合，造紙深度處理廢水經(jīng)過處理，70%～85%可以再生循環(huán)利用，既減少廢水排放，避免廢水對環(huán)境污染，又減少水資源浪費，還可以使再生的循環(huán)水成本低于自來水價格，經(jīng)濟合理，產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益，大幅度降低噸紙的水消耗指標(biāo)和廢水排放指標(biāo)，提高企業(yè)經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)。
文檔編號C02F9/14GK103253838SQ201310235520
公開日2013年8月21日 申請日期2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年6月14日
發(fā)明者張世文, 江中央, 陳藝, 許雅玲 申請人:波鷹(廈門)科技有限公司