一種木質(zhì)素廢水回用工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)物廢水的處理，具體涉及一種木質(zhì)素廢水回用工藝，該技術(shù)不僅減少了高含量木質(zhì)素廢水對環(huán)境的污染，還實現(xiàn)了水資源的回收，產(chǎn)水滿足企業(yè)生產(chǎn)調(diào)配。
【背景技術(shù)】
[0002]木質(zhì)素主要存在于木本植物和草本植物中，還存在于所有的維管植物中，木質(zhì)素與纖維素和半纖維素是構(gòu)成植物骨架的主要成份，其在自然界的數(shù)量，是僅次于纖維素的天然有機(jī)物。進(jìn)入環(huán)境的木質(zhì)素，有兩種類型:一是木材水解工業(yè)產(chǎn)生的木質(zhì)素、數(shù)量較少，國外利用較好;二是造紙工業(yè)產(chǎn)生的木質(zhì)素，主要存在于造紙廢水中。造紙廢水中的主要污染物是木質(zhì)素，它難生化降解，而廢水?dāng)?shù)量占到全國工業(yè)廢水量的30%，嚴(yán)重地污染了地表水和地下水，造成其周圍城鎮(zhèn)居民生活用水困難，健康水平下降，國際上十分關(guān)注。
[0003]近來出現(xiàn)濃縮燃燒的辦法處理造紙黑液，在霧霾日益嚴(yán)重的今天越來越不可取，關(guān)于造紙廢水中的木質(zhì)素的提取和綜合應(yīng)用的研究也越來越多，但在實際生產(chǎn)中，造紙廢水中木質(zhì)素經(jīng)提取后仍然有大量殘留在造紙廢水中，殘留的木質(zhì)素造成造紙廢水色度高，難降解，難生化，導(dǎo)致這些廢水一直存在處理難度大、回用難且回收成本高的特點。
[0004]目前木質(zhì)素有機(jī)物含量高的生產(chǎn)廢水處理工藝主要有吸附法、濃縮燃燒法、化學(xué)藥劑法、紫外線氧化法、生物法、微電解、膜法等方法。單純使用這些處理工藝，出水中仍殘留有木質(zhì)素有機(jī)物，達(dá)不到回用標(biāo)準(zhǔn)，排放在一定程度上仍會對環(huán)境造成污染。隨著污水排放標(biāo)準(zhǔn)的逐年提高，水資源的短缺，污水回用將成為普遍的趨勢。因此開發(fā)出木質(zhì)素有機(jī)物含量高的生產(chǎn)廢水回用工藝迫在眉睫。
[0005]膜工藝、蒸發(fā)工藝等技術(shù)是現(xiàn)在比較成熟回用技術(shù)，因此需把這些技術(shù)應(yīng)用在木質(zhì)素含量高的造紙廢水的回用上并有機(jī)結(jié)合傳統(tǒng)的水處理工藝開發(fā)出一種結(jié)合工藝，既能穩(wěn)定實現(xiàn)木質(zhì)素含量高的造紙廢水的回用，又能最小化投資和運行費用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決木質(zhì)素有機(jī)物含量高的廢水處理回用難的問題而提出了一種高效回用工藝。結(jié)合傳統(tǒng)的處理技術(shù)與現(xiàn)在比較成熟的回用技術(shù)處理回用木質(zhì)素有機(jī)物含量高的廢水，減小廢水對環(huán)境的影響的同時，也節(jié)約了水資源。本發(fā)明處理的廢水是木質(zhì)素有機(jī)物含量高的廢水，經(jīng)過該工藝處理后，可達(dá)到工廠回用水標(biāo)準(zhǔn)回用于生產(chǎn)的目的。
[0007]本發(fā)明采取技術(shù)方案為:一種木質(zhì)素廢水回用工藝，包括微電解系統(tǒng)、生化系統(tǒng)、膜前預(yù)處理系統(tǒng)、膜處理系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)，具體步驟如下:
[0008]I)微電解系統(tǒng):廢水進(jìn)入均質(zhì)均量工段混合均勻后進(jìn)入微電解反應(yīng)工段進(jìn)行開環(huán)斷鏈反應(yīng)，微電解反應(yīng)后的廢水進(jìn)入中和混凝沉淀工段，微電解反應(yīng)和中和混凝沉淀產(chǎn)生的沉淀進(jìn)行渣處理，渣處理回收的水回流到均質(zhì)均量工段；
[0009]2)生化系統(tǒng):微電解系統(tǒng)處理后的廢水進(jìn)入酸化水解工段，減小有機(jī)物分子量，產(chǎn)生不完全氧化的產(chǎn)物，出水進(jìn)入復(fù)合生化工段，去部分化學(xué)需氧量(縮寫為COD)，復(fù)合生化工段的出水進(jìn)入二沉池再次沉淀，保證出水水質(zhì)，沉淀的污泥一部分回流至酸化水解工段和復(fù)合生化工段，各工段的老化污泥和剩余污泥進(jìn)行渣處理，渣處理回收的水回流到酸化水解工段；
[0010]3)膜前預(yù)處理系統(tǒng):生化系統(tǒng)的出水仍然有一定的C0D、硬度、懸浮物(縮寫為SS)，需要膜前預(yù)處理系統(tǒng)以滿足膜處理系統(tǒng)的進(jìn)水要求，生化系統(tǒng)的出水進(jìn)入膜前預(yù)處理系統(tǒng)后，依次經(jīng)過氧化軟化工段、氣浮工段和預(yù)處理工段，其中化學(xué)需氧量(C0D)用芬頓氧化或者臭氧氧化手段除去，硬度用NaOH和純堿的軟化手段除去，懸浮物(SS)用氣浮、濾布濾池或多介質(zhì)過濾預(yù)過濾手段除去；產(chǎn)生的沉淀和浮渣進(jìn)行渣處理，渣處理回收的水回到氧化工段或軟化工段；
[0011]4)膜處理系統(tǒng):膜前預(yù)處理系統(tǒng)的出水進(jìn)入超濾和反滲透工段進(jìn)行除鹽淡化，其中反滲透濃水的硬度經(jīng)NaOH和純堿或者陽離子交換樹脂軟化除去，膜處理系統(tǒng)產(chǎn)水進(jìn)行調(diào)配回用，膜處理系統(tǒng)的清洗水回流至膜前預(yù)處理系統(tǒng)；
[0012]5)蒸發(fā)系統(tǒng):膜處理系統(tǒng)的濃水進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶成鹽，蒸發(fā)系統(tǒng)的產(chǎn)水進(jìn)入調(diào)配系統(tǒng)后回用。
[0013]步驟1)中的微電解系統(tǒng)包括均質(zhì)均量工段、微電解反應(yīng)工段、中和混凝沉淀工段。其中微電解反應(yīng)工段包括反應(yīng)段、pH調(diào)節(jié)和曝氣段。中和混凝沉淀工段包括pH調(diào)節(jié)、混凝段和沉淀段。微電解系統(tǒng)可以把可生化性為不宜生化或者較難生化的高含量木質(zhì)素的污水(可生化性小于0.3)處理成可生化性為可生化或較好生化的污水，且C0D的去除率為40%?80%。
[0014]步驟2)中的生化系統(tǒng)包括酸化水解工段、復(fù)合生化工段、二沉池。其中酸化水解可以把污水里有機(jī)大分子降解成小分子，C0D的去除率為5%?30%。復(fù)合生化可以高效降解污水中的有機(jī)物。生化工藝的C0D去除率為60?99 %。
[0015]步驟3)中的膜前預(yù)處理系統(tǒng)包括氧化、軟化、氣浮、預(yù)過濾工段。其中氧化采用芬頓氧化或臭氧氧化，以除去部分C0D。軟化投加NaOH和純堿，pH調(diào)節(jié)到10?12，硬度的去除率為75%?95%，還能同時去除部分C0D、色度。氣浮和濾布濾池或多介質(zhì)過濾等預(yù)過濾除去殘余的SS。膜前預(yù)處理能保證后邊雙膜系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
[0016]步驟4)中的膜處理系統(tǒng)包括超濾、反滲透。其中超濾膜為有機(jī)膜或陶瓷膜;膜元件為管式、中空纖維式或卷式，超濾是為了保證后續(xù)反滲透的進(jìn)水水質(zhì);反滲透膜材料為聚酰胺、醋酸纖維素或由兩者構(gòu)成的復(fù)合膜;反滲透采用2?5段卷式反滲透膜元件及1?2段碟管式反滲透膜元件。反滲透進(jìn)行除鹽淡化，脫鹽率不低于99%，以保證產(chǎn)水水質(zhì)；采用多段卷式反滲透的方式提高水的回收率，回收率可以達(dá)到70%?95%;碟管式反滲透是對反滲透濃水的進(jìn)一步濃縮，能把濃水的固含量濃縮到14%以上，以節(jié)約蒸發(fā)系統(tǒng)成本，產(chǎn)水可用于調(diào)配回用。來水在多次濃縮后，硬度也會相應(yīng)倍數(shù)的增加，需判斷其朗格利爾系數(shù)(縮寫為LSI)是否小于3，如大于或等于3需要用NaOH和純堿加藥軟化或者陽離子交換樹脂軟化，以滿足后續(xù)反滲透的進(jìn)水要求。
[0017]步驟5)中的蒸發(fā)系統(tǒng)所用的蒸發(fā)器為多效蒸發(fā)器或者是MVR蒸發(fā)器，蒸發(fā)的鹽泥經(jīng)處理后成為固體鹽，可以用于工業(yè)用鹽。
[0018]本發(fā)明還可根據(jù)來水水質(zhì)情況、供水水質(zhì)要求適當(dāng)調(diào)整結(jié)合工藝中的部分工藝。當(dāng)來水水質(zhì)硬度不高時，滿足雙膜系統(tǒng)的硬度要求時，可省去膜前預(yù)處理工藝中的軟化系統(tǒng)；當(dāng)生化出水COD不高時，可省去膜前預(yù)處理系統(tǒng)的氧化工藝；當(dāng)供水水質(zhì)要求較高時，例如鍋爐用水，可在產(chǎn)水后增加陰陽床和混床，進(jìn)一步提高水質(zhì)，以保護(hù)鍋爐設(shè)備安全穩(wěn)定運行。
[0019]有益效果:
[0020]本工藝為微電解系統(tǒng)、生化系統(tǒng)、膜前預(yù)處理系統(tǒng)、膜處理系統(tǒng)和蒸發(fā)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合。微電解系統(tǒng)可以把可生化性為不宜生化或者較難生化的高含量木質(zhì)素的污水處理成可生化性為可生化或較好生化的污水，從而進(jìn)入生化系統(tǒng)的污水能穩(wěn)定高效的去除C0D。膜前預(yù)處理系統(tǒng)是根據(jù)生化系統(tǒng)出水水質(zhì)選擇多個工藝的集成，再次降低硬度、C0D、SS，保證膜系統(tǒng)的進(jìn)水水質(zhì)，降低膜結(jié)垢和污堵的風(fēng)險。膜系統(tǒng)的超濾再次截留水中的懸浮物、細(xì)菌、病毒等大分子物質(zhì)，保證反滲透的進(jìn)水水質(zhì)，從而保證反滲透的運行穩(wěn)定性，延長其清洗周期;采用多段卷式反滲透的方式提高水的回收率，回收率可以達(dá)到70%?95%;碟管式反滲透是對反滲透濃水的進(jìn)一步濃縮，能把濃水的固含量濃縮到14 %以上，實現(xiàn)水和濃鹽水的高效分離的同時，節(jié)約蒸發(fā)系統(tǒng)成本;LSI大于或等于3需要用NaOH和純堿加藥軟化或者陽離子交換樹脂軟化的方式有效防止膜結(jié)垢，保證后續(xù)反滲透的穩(wěn)定運行。
[0021]本發(fā)明對于高含量木質(zhì)素廢水中的木質(zhì)素去除率99.8%以上，產(chǎn)生的廢物為固體廢物，且較少;工藝自動化實現(xiàn)程度高，可以調(diào)節(jié)適應(yīng)水量水質(zhì)的變化;在調(diào)試優(yōu)化后能夠穩(wěn)定運行;水的回用率較高，大于99%;本發(fā)明處理回用高含量木質(zhì)素廢水，不僅減少了其對環(huán)境的污染，還實現(xiàn)了水資源的高效回收。
【附圖說明】
[0022]圖1高含量木質(zhì)素廢水高效回用工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0023]根據(jù)下述實施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會限制權(quán)力要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
[0024]實施例1
[0025]某造紙廠廢水需回用作工藝用水，工藝流程圖如圖1。廢水的水量為2000t/d，水質(zhì)為 B0D53254mg/L，⑶ DCr 為 13017mg/L，TDS 為 2337mg/L，木質(zhì)素物質(zhì)為 783mg/L。經(jīng)過微電解系統(tǒng)后的出水水質(zhì)為B0D53817mg/L，C0DCr為8237mg/L，TDS為2569mg/L。廢水的B/C比由
0.25提高到0.47，即廢水生化性由較難生化處理轉(zhuǎn)化成可生化性好，有利于后續(xù)生化系統(tǒng)對⑶D的高效去除。微電解系統(tǒng)出水經(jīng)過生化系統(tǒng)后的出水水質(zhì)為⑶DCr 290mg/L，TDS為2483mg/L，硬度為635mg/L，SS為188mg/L，生化系統(tǒng)對COD的去除率達(dá)到96%。因生化系統(tǒng)的出水C0D、硬度、SS較高，膜前預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)置為芬頓氧化、NaOH和純堿軟化、氣浮、介質(zhì)濾池，經(jīng)過膜前預(yù)處理系統(tǒng)后的出水水質(zhì)為C0DCr52mg/L，TDS為2560mg/L，硬度為87mg/L，SS為25mg/L。膜前預(yù)處理系統(tǒng)的產(chǎn)水進(jìn)入膜處理系統(tǒng)，膜處理系統(tǒng)為一段超濾、一段卷式反滲透、二段卷式反滲透、陽離子交換樹脂、二段超濾、三段卷式反滲透、四段卷式反滲透、三段超濾、五段卷式反滲透