專利名稱：醋酸生產(chǎn)廢水與造紙廢水的綜合處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醋酸生產(chǎn)廢水與造紙廢水的綜合處理方法，屬于化工廢水治理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
醋酸生產(chǎn)廢水水質(zhì)呈酸性，生產(chǎn)醋酸的廢水pH為3～5，水中含有乙酸、乙醇、懸浮物含量低，因為乙酸是許多生化處理過程中的中間產(chǎn)物，因此醋酸廢水是一種極易生物降解的有機廢水。
造紙廢水包括制漿蒸煮黑液、造紙中段廢水。制漿造紙廠的主要污染源是化學(xué)制漿的蒸煮黑液，所產(chǎn)生的CODCr、BOD5約為制漿全過程污染物總量的90％以上。蒸煮后的漿料，經(jīng)黑液提取，在提取率為80％左右時，剩余的20％左右的黑液隨漿進入洗選工段，這20％的污染物即進入洗選廢水，洗漿工段提取出來的80％的黑液，除用堿回收法對其處理比較徹底外，采用其它綜合利用治理技術(shù)對其處理后，尚有30％(80％×40％)左右的污染物也進入洗選漂廢水中。洗選的漿料在漂白過程中，又產(chǎn)生一定的污染物，每t漿大約產(chǎn)生50kgCODCr進入漂白廢水中。這3部分的廢水混合，即稱為中段廢水。
以堿法麥草漿為例，一般生產(chǎn)1t化學(xué)漿需2.2t麥草，300kg NaOH。其中將有1.5t廢棄物進入蒸煮黑液中，而1.5t廢棄物中含有約1000kg有機物(有機物中木素占34％左右)、500kg的無機物(其中主要是NaOH)。CODCr的發(fā)生量約1300kg/t漿，BOD5的發(fā)生量約350kg/t漿。麥草漿黑液的特性如表1所示。
表1麥草漿黑液的特性

我國麥草制漿造紙企業(yè)管理水平低，洗漿用水量大，中段廢水處理量大。目前平均噸漿耗水量約300m3。中段廢水CODCr濃度在1500～2500mg/L之間，需經(jīng)處理才能達標排放。
要實現(xiàn)制漿造紙廢水達標排放，首先必須對占污染物總量90％的制漿黑液進行治理。針對上述麥草漿黑液污染治理問題，目前在生產(chǎn)上應(yīng)用技術(shù)主要為傳統(tǒng)堿回收。堿回收系統(tǒng)由黑液提取、蒸發(fā)、燃燒和苛化等工序組成。由洗漿機提取出來的稀黑液通過多效蒸發(fā)器蒸濃至42％左右的濃度，再經(jīng)圓盤蒸發(fā)器濃縮至約45％的濃度，然后送入堿回收爐燃燒，將黑液中的無機物轉(zhuǎn)變成Na2CO3，再制成水溶液，澄清后加入石灰苛化使Na2CO3變成NaOH回用于蒸煮制漿。黑液中的有機物經(jīng)燃燒產(chǎn)生蒸汽供本廠使用，不存在市場銷售問題。該法可降低全廠80％左右的污染負荷，為造紙廠中段廢水處理達標排放創(chuàng)造比較有利的條件。
傳統(tǒng)燃燒法堿回收是一種能堅持正常運行的制漿黑液治理技術(shù)。麥草漿黑液由于發(fā)熱量低、粘度大、含硅量高、半纖維和雜細胞多以及易于變質(zhì)和產(chǎn)生沉淀，在堿回收過程中仍然存在一些問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種醋酸生產(chǎn)廢水與造紙廢水的綜合處理方法?？稍跍p少投資的情況下，既運行方便，又使運行成本降低，有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
發(fā)明綜述將pH為3～5的醋酸生產(chǎn)廢水與pH為12左右的造紙廢水按體積比4∶5～6混合，加入?yún)捬蹙N進行厭氧發(fā)酵，溶液中的有機物在發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量的沼氣，厭氧廢水進入好氧池進一步進行生化處理至達標排放。該法可降低造紙廢水及醋酸廢水96％左右的污染負荷，為造紙廠中段廢水及醋酸廢水處理達標排放創(chuàng)造比較有利的條件。
發(fā)明詳述一種醋酸生產(chǎn)廢水與造紙廢水的綜合處理方法，具體步驟如下1、將pH為3～5的醋酸生產(chǎn)廢水與pH為11～12的造紙廢水按體積比4∶5～6混合，使混合溶液pH為6.5±0.2，所述造紙廢水為洗漿機提取出來的麥草漿黑液；2、將上述混合溶液按0.5-0.6％(體積比)的進料負荷量加入到2-3倍體積的酒精廢水的一次厭氧出水中進行厭氧發(fā)酵，發(fā)酵的溫度為58±1℃，發(fā)酵時間為10-12天；所述的厭氧水pH值7.5±0.5，是酒精廢水進行厭氧發(fā)酵的一次厭氧出水；3、將上述發(fā)酵液經(jīng)冷卻、澄清后，將上清液放入另一容器中進行二級厭氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度37±1℃，發(fā)酵時間50-60小時；4、將上述二級厭氧發(fā)酵液的上清液再進行三級厭氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度33±1℃，發(fā)酵時間3-4小時；5、將步驟4的發(fā)酵液的上清液經(jīng)氣浮池、A/O池、二沉池處理，使處理液的CODcr≤300mg/L，pH值6-9，NH3-N≤25mg/L，SS≤150mg/L，達到排放標準。
本發(fā)明采用高溫厭氧工藝對醋酸生產(chǎn)廢水與造紙廢水的混合液進行厭氧發(fā)酵，以酒精廢水的一次厭氧出水(COD約5000mg/L，pH值約7.5)作為原始菌種，利用恒溫箱保持厭氧溫度在58±1℃。
上述步驟2中所述的混合溶液進水中還可加入5-25％(W/V)的新鮮酒糟，使混合溶液的pH在7.3±0.2。最好在發(fā)酵后第6-10天加入新鮮酒糟。
由于混合溶液中的有機物在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生沼氣，因此加入新鮮酒糟主要為了稀釋混合液，穩(wěn)定提高沼氣的產(chǎn)生量。
本發(fā)明的優(yōu)良效果如下1、本發(fā)明方法的特點是厭氧菌種的選擇。傳統(tǒng)的厭氧菌種大多是對生化性較強的酒精廢水比較適應(yīng)，并且受溫度影響較大。本發(fā)明經(jīng)大量實驗，通過調(diào)節(jié)醋酸廢水及造紙廢水的比例、適宜的溫度、合適的回流量及產(chǎn)沼氣量，選擇了適宜在醋酸廢水與造紙廢水比例為4∶5～6的混合溶液的發(fā)酵菌種，并且進一步放大到工業(yè)化生產(chǎn)中。酒精廢水進行厭氧發(fā)酵的一次厭氧出水做為菌種不但能消化醋酸廢水及造紙廢水，而且厭氧的溫度比原來增寬了3℃，適應(yīng)性及專業(yè)性更強，更加有利于兩種廢水的處理。
2、本發(fā)明方法是一種能在正常生產(chǎn)運行時的制漿黑液治理技術(shù)。比傳統(tǒng)燃燒法堿回收相比，不但運行操作方便，更重要的是投資小，運行費用低，能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益和社會環(huán)境效益。具體分析如下(1)直接運行費分析按裝機容量1096Kw，動力費約為0.66元/噸水；藥劑費約0.45元/噸水；人工管理費約0.03元/噸水，直接運行成本合計約1.14元/噸水。
(2)環(huán)境效益分析使用本方法進行污水處理，將大大降低污水對環(huán)境的污染，能明顯改善周圍水體的水質(zhì)條件，促進當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟的健康發(fā)展。每年可減少排放的污染負荷為10400噸CODCr。(以10000噸紙漿產(chǎn)量計算，不包括醋酸廢水。)(3)經(jīng)濟效益分析醋酸生產(chǎn)廢水與造紙廢水混合液中的有機物在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生沼氣，降解1KgCODcr可產(chǎn)生0.5m3沼氣，沼氣若用于廠內(nèi)鍋爐燃燒，1m3沼氣燃燒所產(chǎn)生的熱能相當(dāng)于1公斤優(yōu)質(zhì)煤的熱能，每天可節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤15.7噸。沼氣若用于發(fā)電，理論上每立方米沼氣可產(chǎn)1.44度電，本工程每天沼氣可發(fā)電22691度。
為了便于對比，下面對傳統(tǒng)燃燒法堿回收的經(jīng)濟分析和環(huán)境效益分析說明如下(1)以年產(chǎn)紙漿10000t規(guī)模，黑液提取率為80％的條件下，工程投資1800萬元，堿回收成本分析見表2。堿回收率按50％計，每年回收堿1500t，市場價按1800元/t堿計。年回收堿收入270萬元，年虧損130.65萬元。
表2堿回收成本分析

注①75～100t漿/d規(guī)模的堿回收，油耗已降低至100kg/t堿以下。②按投資的7.5％計。
(2)環(huán)境效益①年污染物去除量(以CODCr計)1.040×10000＝10400(t)②每日去除1t CODCr投資1800/(1.04×30)＝57.7(萬元/t)③折合去除1t CODCr運行費用為130.65×10000/10400≈125.6(元)。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。
實施例1醋酸生產(chǎn)廢水與造紙廢水的綜合處理1、將pH為3～5的醋酸生產(chǎn)廢水與pH為11～12的造紙廢水按體積比4∶5～6混合，使混合溶液pH為6.5±0.2，所述造紙廢水為洗漿機提取出來的麥草漿黑液；2、將上述混合溶液按0.5-0.6％(體積比)的進料負荷量加入到2-3倍體積的酒精廢水一次厭氧出水中進行厭氧發(fā)酵，菌種為酒精廢水進行厭氧發(fā)酵的一次厭氧出水，發(fā)酵的溫度為58±1℃，發(fā)酵時間為11.5天。
3、將上述發(fā)酵液經(jīng)冷卻、澄清后，將上清液放入另一容器中進行二級厭氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度37±1℃，發(fā)酵時間55小時；4、將上述二級厭氧發(fā)酵液的上清液再進行三級厭氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度33±1℃，發(fā)酵時間3小時；5、將步驟4的發(fā)酵液的上清液經(jīng)氣浮池、A/O池、二沉池處理，即可使CODcr≤300mg/L，pH值6-9，NH3-N≤25mg/L，SS≤150mg/L，達到排放標準。
實施例2醋酸生產(chǎn)廢水與造紙廢水的綜合處理(混合溶液加酒糟)1、將pH為3～5的醋酸生產(chǎn)廢水與pH為11～12的造紙廢水按體積比4∶6混合，使混合溶液pH為6.5±0.2，所述造紙廢水為洗漿機提取出來的麥草漿黑液；2、將上述混合溶液按0.5％(體積比)的進料負荷量加入到2倍體積的酒精廢水的一次厭氧出水中進行厭氧發(fā)酵，發(fā)酵的溫度為58±1℃，運行5天沼氣的產(chǎn)生量出現(xiàn)了不穩(wěn)定，產(chǎn)氣量有逐漸減少的趨勢；第6-8天在混合溶液中加入25％(W/V)的新鮮酒糟進行稀釋后作為厭氧進水，使混合溶液的pH在7.3±0.2，以便于提高甲烷菌的增殖速率；第9-12天還用原步驟1的混合溶液按0.6％(體積比)作為厭氧進水。
3、將上述發(fā)酵液經(jīng)冷卻、澄清后，將上清液放入另一容器中進行二級厭氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度37±1℃，發(fā)酵時間58小時；4、將上述二級厭氧發(fā)酵液的上清液再進行三級厭氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度33±1℃，發(fā)酵時間4小時；5、將步驟4的發(fā)酵液的上清液經(jīng)氣浮池、A/O池、二沉池處理，即可使CODcr≤300mg/L，pH值6-9，NH3-N≤25mg/L，SS≤150mg/L，達到排放標準。
權(quán)利要求
1.一種醋酸生產(chǎn)廢水與造紙廢水的綜合處理方法，具體步驟如下(1)將pH為3～5的醋酸生產(chǎn)廢水與pH為11～12的造紙廢水按體積比4∶5～6混合，使混合溶液pH為6.5±0.2，所述造紙廢水為洗漿機提取出來的黑液；(2)將上述混合溶液按0.5-0.6％(體積比)的進料負荷量加入到2-3倍體積的酒精廢水的一次厭氧出水中進行厭氧發(fā)酵，發(fā)酵的溫度為58±1℃，發(fā)酵時間為10-12天；所述的厭氧水pH值7.5±0.5，是酒精廢水進行厭氧發(fā)酵的一次厭氧出水；(3)將上述發(fā)酵液經(jīng)冷卻、澄清后，將上清液放入另一容器中進行二級厭氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度37±1℃，發(fā)酵時間50-60小時；(4)將上述二級厭氧發(fā)酵液的上清液再進行三級厭氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度33±1℃，發(fā)酵時間3-4小時；(5)將步驟(4)的發(fā)酵液的上清液經(jīng)氣浮池、A/O池、二沉池處理，使處理液的CODcr≤300mg/L，pH值6-9，NH3-N≤25mg/L，SS≤150mg/L，達到排放標準。
2.如權(quán)利要求1所述的醋酸生產(chǎn)廢水與造紙廢水的綜合處理方法，其特征在于，步驟(2)中所述的混合溶液進水還加入5-25％(W/V)的新鮮酒糟，使混合溶液的pH在7.3±0.2。
3.如權(quán)利要求2所述的醋酸生產(chǎn)廢水與造紙廢水的綜合處理方法，其特征在于，步驟(2)在發(fā)酵后第6-10天再向混合溶液進水加入新鮮酒糟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種醋酸生產(chǎn)廢水與造紙廢水的綜合處理方法，屬于化工廢水治理技術(shù)領(lǐng)域。將pH為3～5的醋酸生產(chǎn)廢水與pH為12左右的造紙廢水按體積比4∶5～6混合，加入進行厭氧發(fā)酵，溶液中的有機物在發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量的沼氣，厭氧廢水進入好氧池進一步進行生化處理至達標排放。該法可降低造紙廢水及醋酸廢水96％左右的污染負荷，為造紙廠中段廢水及醋酸廢水處理達標排放創(chuàng)造比較有利的條件。
文檔編號C02F3/28GK101088939SQ200710015988
公開日2007年12月19日 申請日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者張立省, 張超, 張宗彩 申請人:張立省