一種抄造廢水閉路循環(huán)的方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種抄造廢水閉路循環(huán)的裝置。該裝置依次包括集水池（1）、篩網(wǎng)（2）、微渦旋高效澄清反應(yīng)器（3）、保安過濾器（4）、小孔徑超濾系統(tǒng)（5）、回用水池（6）、板框壓濾機(jī)（7）；系統(tǒng)出水水質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定，出水濁度≤3NTU，懸浮物完全去除，長時間放置無異味，出水回用后不會降低成品紙的品質(zhì)，實現(xiàn)了抄造廢水的閉路循環(huán)和纖維回收的資源化利用。本發(fā)明設(shè)計的抄造廢水回用處理，是一種值得在市場上廣泛推廣應(yīng)用的深度處理或回用的方法與裝置。
【專利說明】一種抄造廢水閉路循環(huán)的方法與裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種抄造廢水閉路循環(huán)的方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]抄造廢水是指抄紙系統(tǒng)的廢水，主要含有大量的細(xì)小纖維、填料等懸浮物以及施膠劑、防腐劑、增強劑等，同時也含有很多的溶解性膠體物質(zhì)(DCS)。其溶解COD、BOD指標(biāo)較低，分別在300-800mg/L和100_300mg/L范圍，但懸浮物的含量較高，差異也較大，在500-3500mg/L范圍。目前，在煙草薄片生產(chǎn)過程中也產(chǎn)生大量的抄造廢水，排放量很大，如果不加以處理就排放，不僅對環(huán)境造成污染，也是對水資源的一種浪費。
[0003]清潔生產(chǎn)是造紙工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。在制漿造紙工業(yè)中，水系統(tǒng)的循環(huán)回用是一條重要的清潔生產(chǎn)途徑。從目前國際上相關(guān)技術(shù)的發(fā)展情況來看，在紙機(jī)系統(tǒng)首先實行廢水的循環(huán)回用是較為可行的。
[0004]紙機(jī)白水中所含物質(zhì)包括溶解物(DS)、膠體物(CS)和懸浮固形物(SS)。DS和CS來自纖維原料、生產(chǎn)用水和生產(chǎn)過程中所添加的各種有機(jī)和無機(jī)添加劑及應(yīng)用的化學(xué)藥品。SS主要來自于細(xì)小纖維和填料。有機(jī)物包括木材降解產(chǎn)物、添加劑的各種聚合物等。無機(jī)物包括各種金屬陽離子和陰離子，如作為填料或涂料加入的CaC03、滑石粉、白土、Ti02等和作為施膠或助留、助濾劑加入的硫酸鋁等等。抄造廢水回收處理的意義不僅在于水資源的循環(huán)利用，同時可回收流失纖維，并使其得以最大限度地減少造紙過程廢水的排放，節(jié)約生產(chǎn)用水，降低成品能耗，最終實現(xiàn)廢水閉路循環(huán)。近年來，為降低噸紙清水用量，國內(nèi)許多制漿造紙企業(yè)采取減少抄紙用水、增加廢水回用等措施以降低水耗，但離實現(xiàn)廢水封閉循環(huán)尚有較大距離。
[0005]目前國內(nèi)外處理抄造廢水主要采用氣浮法、絮凝沉淀法等。采用氣浮法時由于水中的重質(zhì)纖維和填料不易上浮，易造成氣浮池底堆積纖維、填料腐爛變臭，需經(jīng)常清池；而絮凝沉淀法對水中的輕質(zhì)纖維回收效果不好，需加大投藥量，而增加回收成本。使用超濾技術(shù)是實現(xiàn)抄造廢水的封閉循環(huán)最有效的方法。
[0006]微渦旋技術(shù)利用水流的渦旋作用使得絮凝劑反復(fù)碰撞廢水中的細(xì)小顆粒物質(zhì)形成絮體，并吸附捕捉廢水中的雜質(zhì)形成大顆粒物質(zhì)沉降，從而達(dá)到固液分離的目的。將微渦旋原理應(yīng)用到澄清反應(yīng)器中，能夠顯著提高絮凝效果，縮短反應(yīng)時間，節(jié)省藥劑量，提高廢水混凝澄清處理效果。
[0007]膜技術(shù)具有高效率、低能耗、常溫操作及容易放大等優(yōu)點。超濾膜法是一種以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程。由于超濾技術(shù)具有無相變、分離效率高、節(jié)能、設(shè)備簡單、操作方便等優(yōu)點，使其在抄造廢水處理領(lǐng)域有很大的發(fā)展?jié)摿Α?利用超濾膜能夠分離物質(zhì)的特性，選用適當(dāng)截留分子量的超濾膜，可以截留抄造廢水中的懸浮顆粒物、纖維素和木素類、膠體微粒、細(xì)菌等物質(zhì)，成為濃縮液，作為漿料進(jìn)一步處理后回用；透過液直接作為生產(chǎn)循環(huán)用水回用。卷式超濾膜因其水流死角少、耐污染、抗壓性好的特點已廣泛應(yīng)用于食品加工、飲料工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、生物制劑、中藥制劑、臨床醫(yī)學(xué)、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理、資源回收、環(huán)境工程等物料分離和水處理眾多領(lǐng)域。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的一個目的在于提供一種抄造廢水閉路循環(huán)的方法。該發(fā)明將小孔徑卷式超濾膜應(yīng)用于抄造廢水的處理，可實現(xiàn)廢水的閉路循環(huán)和資源化利用。采用微渦旋澄清-小孔徑超濾主體工藝。微渦旋澄清系統(tǒng)采用智能加藥系統(tǒng)，對微渦旋澄清系統(tǒng)進(jìn)水(或出水)水質(zhì)進(jìn)行在線檢測，采用模糊控制算法替代PID算法，實時調(diào)整藥劑投加量以保證出水效果，同時采用微渦旋技術(shù)，利用水流的渦旋作用使得絮凝劑反復(fù)碰撞廢水中的細(xì)小顆粒物質(zhì)形成絮體，并吸附捕捉廢水中的雜質(zhì)形成大顆粒物質(zhì)沉降，從而達(dá)到固液分離的目的，可同步實現(xiàn)混合、絮凝和分離，工作效率高、絮凝效果好，而且節(jié)省藥劑使用量，使用壽命長?？梢匀コ鞆U水中的懸浮顆粒物、纖維素、木素類及膠體物質(zhì)等，降低廢水中部分C0D&、濁度和色度等；小孔徑超濾系統(tǒng)采用自制的小孔徑卷式超濾膜，連續(xù)循環(huán)膜過濾工藝，截留分子量3000~1000ODa ;采用寬流道直線型進(jìn)水流道網(wǎng)，可極大降低流動阻力，進(jìn)一步降低污染物在膜面的沉積速率和死區(qū)，克服傳統(tǒng)卷式膜不允許懸浮物進(jìn)入膜組件，預(yù)處理要求高的缺點；其次，直線型進(jìn)水流道因水流線路減短可有效減少膜面切向流速損失，有利于沖刷膜表面沉積物，減少濃差極化，有效控制膜污染，可以進(jìn)一步去除廢水中的C0D&、懸浮物、色度等。
[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種抄造廢水閉路循環(huán)的裝置。該裝置依次包括集水池(I)、篩網(wǎng)(2)、微渦旋高效澄清反應(yīng)器(3)、保安過濾(4)、小孔徑卷式超濾膜(5)、中水回用池(6)及板框壓濾機(jī)(7);所述微渦旋高效澄清反應(yīng)器的排泥口與板框壓濾機(jī)連接或連通；所述小孔徑卷式超濾膜的透過液出口與中水回用池連接或連通；所述小孔徑卷式超濾膜的濃縮液出口與板框壓濾機(jī)連接或連通；所述微渦旋高效澄清反應(yīng)器中的微渦旋填料為水力誘導(dǎo)微渦旋發(fā)生器；所述水力誘導(dǎo)微渦旋發(fā)生器的開孔方式為圓孔和橢圓孔交錯排列；所述小孔徑超濾系統(tǒng)采用自制的小孔徑卷式超濾膜，膜組件中膜片包含膜支撐層，直線型進(jìn)水流道網(wǎng)，超濾膜組截留分子量在3000~1000ODa ;處理抄造廢水COD去除率15_70%，SS去除率95%以上，菌落總數(shù)去除率99%以上，可提高回用率3-10倍。所述超濾膜材料包括取自聚醚砜、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、磺化聚砜中的一種或幾種共混。
[0010]本發(fā)明提供了一種采用上述裝置的抄造廢水閉路循環(huán)的方法，該工藝方法包括如下步驟:
(1)抄造廢水首先進(jìn)入集水池，在集水池內(nèi)混合均勻，然后通過篩網(wǎng)截留粗纖維等進(jìn)入微渦旋澄清系統(tǒng)；
(2)在微渦旋澄清系統(tǒng)中，根據(jù)智能加藥系統(tǒng)投加相應(yīng)濃度的絮凝劑，啟動微渦旋程序，按設(shè)定的投藥量、回流比、時間完成混凝-沉淀，去除大部分C0D&、懸浮物、纖維類物質(zhì)，減輕了后續(xù)小孔徑超濾系統(tǒng)膜污染壓力；微渦旋系統(tǒng)的沉淀物進(jìn)入板框壓濾機(jī)；
(3)微渦旋澄清系統(tǒng)出水經(jīng)保安過濾器過濾進(jìn)入小孔徑超濾系統(tǒng)，以確保進(jìn)入超濾膜的懸浮物含量，通過小孔徑卷式超濾膜截留小分子有機(jī)物、懸浮物、膠體物質(zhì)，去除廢水中的C0D&、濁度、色度、細(xì)菌及異味，提高廢水循環(huán)回用率；
(4)小孔徑超濾系統(tǒng)出水,透過液進(jìn)入中水回用池,濃水進(jìn)入濃水池,濃縮液與微渦旋系統(tǒng)的沉淀物共同進(jìn)入板框壓濾機(jī)，壓濾機(jī)出水回到微渦旋系統(tǒng)進(jìn)一步處理，產(chǎn)生的濾餅干化后由于富含纖維可燃燒處理。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果:出水水質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定，出水濁度< 3NTU，懸浮物完全去除，長時間放置無異味，出水回用后不會降低成品紙的品質(zhì)，由于小孔徑卷式超濾膜去除了大分子有機(jī)物和細(xì)菌等物質(zhì)，廢水回用時不易腐敗，可提高水回用率3-10倍；微渦旋高效澄清反應(yīng)器處理抄造廢水具有反應(yīng)時間短、藥劑使用量少、處理效果好、成本低的特點；小孔徑卷式超濾膜系統(tǒng)采用寬流道直線型進(jìn)水流道網(wǎng)，降低流動阻力，有效控制膜污染；實現(xiàn)了抄造廢水廢水的閉路循環(huán)和纖維回收的資源化利用。本發(fā)明設(shè)計的抄造廢水回用處理，是一種值得在市場上廣泛推廣應(yīng)用的深度處理或回用的方法與裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明提供的一種抄造廢水閉路循環(huán)的方法與裝置的工藝流程示意圖。
[0013]圖中:1_集水池、2-篩網(wǎng)、3-微渦旋高效澄清反應(yīng)器、4-保安過濾器、5-小孔徑卷式超濾膜、6-中水回用池、7-板框壓濾機(jī)。
【具體實施方式】
[0014]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0015]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0016]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0017]下面結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。
[0018]由一種抄造廢水閉路循環(huán)的方法工藝流程示意圖可以看出，該裝置依次包括集水池(I)、篩網(wǎng)(2)、微渦旋高效澄清反應(yīng)器(3)、保安過濾(4)、小孔徑卷式超濾膜(5)、中水回用池(6)及板框壓濾機(jī)(7);所述微渦旋高效澄清反應(yīng)器的排泥口與板框壓濾機(jī)連接或連通；所述小孔徑卷式超濾膜的透過液出口與中水回用池連接或連通；所述小孔徑卷式超濾膜的濃縮液出口與板框壓濾機(jī)連接或連通；所述微渦旋高效澄清反應(yīng)器中的微渦旋填料為水力誘導(dǎo)微渦旋發(fā)生器；所述水力誘導(dǎo)微渦旋發(fā)生器的開孔方式為圓孔和橢圓孔交錯排列；所述小孔徑超濾系統(tǒng)采用自制的小孔徑卷式超濾膜，膜組件中膜片包含膜支撐層，直線型進(jìn)水流道網(wǎng)，超濾膜組截留分子量在3000~1000ODa ;處理抄造廢水COD去除率15_70%，SS去除率95%以上，菌落總數(shù)去除率99%以上，可提高回用率3-10倍。所述超濾膜材料包括取自聚醚砜、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、磺化聚砜中的一種或幾種共混。
[0019]本發(fā)明提供了一種采用上述裝置的抄造廢水閉路循環(huán)的方法，該工藝方法包括如下步驟:
(1)抄造廢水首先進(jìn)入集水池，在集水池內(nèi)混合均勻，然后通過篩網(wǎng)截留粗纖維等進(jìn)入微渦旋澄清系統(tǒng)；
(2)在微渦旋澄清系統(tǒng)中，根據(jù)智能加藥系統(tǒng)投加相應(yīng)濃度的絮凝劑，啟動微渦旋程序，按設(shè)定的投藥量、回流比、時間完成混凝-沉淀，去除大部分C0D&、懸浮物、纖維類物質(zhì)，減輕了后續(xù)小孔徑超濾系統(tǒng)膜污染壓力；微渦旋系統(tǒng)的沉淀物進(jìn)入板框壓濾機(jī)；
(3)微渦旋澄清系統(tǒng)出水經(jīng)保安過濾器過濾進(jìn)入小孔徑超濾系統(tǒng)，以確保進(jìn)入超濾膜的懸浮物含量，通過小孔徑卷式超濾膜截留小分子有機(jī)物、懸浮物、膠體物質(zhì)，去除廢水中的C0D&、濁度、色度、細(xì)菌及異味，提高廢水循環(huán)回用率；
(4)小孔徑超濾系統(tǒng)出水,透過液進(jìn)入中水回用池,濃水進(jìn)入濃水池,濃縮液與微渦旋系統(tǒng)的沉淀物共同進(jìn)入板框壓濾機(jī)，壓濾機(jī)出水回到微渦旋系統(tǒng)進(jìn)一步處理，產(chǎn)生的濾餅干化后由于富含纖維可燃燒處理。
[0020]以下列舉幾個實例來說明本發(fā)明的效果，但本發(fā)明的權(quán)利要求范圍并非僅限于此。
[0021]實例1:污水來源為某造紙廠濃白水，水質(zhì)條件為:C0D&含量300-600mg/L，SS為500-1200 mg/L。經(jīng)抄造廢水閉路循環(huán)主體工藝處理，采用小孔徑卷式超濾膜的截留分子量為5000Da，最終出水濁度≤3 NTU, SS未檢出，CODtt為50-100 mg/L，長時間放置無異味，達(dá)到工業(yè)回用水一級標(biāo)準(zhǔn)，透過液用于生產(chǎn)循環(huán)使用。
[0022]實例2:污水來源為山東某造紙廠白水，水質(zhì)條件為:pH為6.5-6.8,池度為110-150NTU，SS為160-190 mg/L，⑶D&含量為500-600 mg/L。經(jīng)抄造廢水閉路循環(huán)主體工藝處理，小孔徑卷式超濾膜的截留分子量為3000Da，最終出水濁度< I NTU，SS未檢出，COD含量為80-100 mg/L,長時間放置無異味，達(dá)到工業(yè)回用水一級標(biāo)準(zhǔn)，透過液用于生產(chǎn)循環(huán)使用；白水中的纖維經(jīng)回收干化后可燃燒處理，實現(xiàn)了水資源的回用了和廢棄物的二次利用。
[0023]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“ 一個實施例”、“ 一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0024]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種抄造廢水閉路循環(huán)的裝置，包括集水池(I)、篩網(wǎng)(2)、微渦旋高效澄清反應(yīng)器(3)、保安過濾(4)、小孔徑卷式超濾膜(5)、中水回用池(6)及板框壓濾機(jī)(7);所述微渦旋高效澄清反應(yīng)器的排泥口與板框壓濾機(jī)連接或連通；所述小孔徑卷式超濾膜的透過液出口與中水回用池連接或連通；所述小孔徑卷式超濾膜的濃縮液出口與板框壓濾機(jī)連接或連通。
2.如權(quán)利要求1所述的一種抄造廢水閉路循環(huán)的裝置，其特征在于，所述微渦旋高效澄清反應(yīng)器中的微渦旋填料為水力誘導(dǎo)微渦旋發(fā)生器。
3.如權(quán)利要求2所述的微渦旋高效澄清反應(yīng)器，其特征在于，所述水力誘導(dǎo)微渦旋發(fā)生器的開孔方式為圓孔和橢圓孔交錯排列。
4.如權(quán)利要求1所述的一種抄造廢水閉路循環(huán)的裝置，其特征在于，所述小孔徑卷式超濾膜的截留分子量在3000~1000ODa ;處理抄造廢水COD去除率15_70%，SS去除率95%以上，菌落總數(shù)去除率99%以上，可提高回用率3-10倍。
5.如權(quán)利要求1所述的一種抄造廢水閉路循環(huán)的裝置，其特征在于，所述小孔徑卷式超濾膜材料包括取自聚醚砜、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、磺化聚砜中的一種或幾種共混。
6.一種采用上述裝置的抄造廢水閉路循環(huán)的方法，包括如下步驟: (1)抄造廢水首先進(jìn)入集水池，在集水池內(nèi)混合均勻，然后通過篩網(wǎng)截 留粗纖維等進(jìn)入微渦旋澄清系統(tǒng)； (2)在微渦旋澄清系統(tǒng)中，根據(jù)智能加藥系統(tǒng)投加相應(yīng)濃度的絮凝劑，啟動微渦旋程序，按設(shè)定的投藥量、回流比、時間完成混凝-沉淀，去除大部分C0D&、懸浮物、纖維類物質(zhì)，減輕了后續(xù)小孔徑超濾系統(tǒng)膜污染壓力；微渦旋系統(tǒng)的沉淀物進(jìn)入板框壓濾機(jī)； (3)微渦旋澄清系統(tǒng)出水經(jīng)保安過濾器過濾進(jìn)入小孔徑超濾系統(tǒng)，以確保進(jìn)入超濾膜的懸浮物含量，通過小孔徑卷式超濾膜截留小分子有機(jī)物、懸浮物、膠體物質(zhì)，去除廢水中的C0D&、濁度、色度、細(xì)菌及異味，提高廢水循環(huán)回用率； (4)小孔徑超濾系統(tǒng)出水，透過液進(jìn)入中水回用池，濃水進(jìn)入濃水池，濃縮液與微渦旋系統(tǒng)的沉淀物共同進(jìn)入板框壓濾機(jī)，壓濾機(jī)出水回到微渦旋系統(tǒng)進(jìn)一步處理，產(chǎn)生的濾餅干化后由于富含纖維可燃燒處理。
7.如權(quán)利要求6所述一種采用上述裝置的抄造廢水閉路循環(huán)的方法，其特征在于，微渦旋高效澄清反應(yīng)器排出的污泥與小孔徑卷式超濾膜的濃縮液混合后進(jìn)入板框壓濾機(jī)。
8.如權(quán)利要求6所述一種采用上述裝置的抄造廢水閉路循環(huán)的方法，其特征在于，小孔徑卷式超濾膜處理的透過液可直接回用至抄造工藝。
9.如權(quán)利要求6所述一種采用上述裝置的抄造廢水閉路循環(huán)的方法，其特征在于，板框壓濾機(jī)產(chǎn)生的濾餅干化后由于富含纖維可燃燒處理。
【文檔編號】C02F103/28GK103723856SQ201310677934
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】陳福泰, 楊艷 申請人:北京清大膜科膜技術(shù)有限公司