一种造纸废水处理剂及其造纸废水处理方法与流程

1.本发明涉及废水治理领域，特别涉及一种造纸废水处理剂及其造纸废水处理方法。


背景技术：

2.造纸业多采用草秆、木浆等作为造纸原料，制浆造纸生产一般有制浆、洗浆、漂白、造纸等工序组成，所排放的废水中都含有大量的悬浮物、cod，以及造纸废水中所残余木质素是高度带色；另外，造纸工业是我国的支柱产业之一，发展迅速，随着造纸技术的变革和发展，为了提高纸张的油墨吸收性能、纸张百度、不透明度和表面性能，将碳酸钙作为填料和涂料得到广泛的应用，因此除了上述的污染物以外，在造纸废水中还含有大量的钙离子，钙离子过高会引起设备和管道结垢，甚至堵塞，引起颗粒污泥钙化；专利“一种造纸废水的处理方法”，公开号：cn112340928a，采用物理化学的方式对废水进行处理，有效除去废水中的杂质和有机物，但是对色度和钙离子的清除率欠佳；专利“钙离子吸附剂及其制备方法与污水中钙离子的吸附方法”，专利号：cn104338515b，提供钙离子吸附剂对污水中钙离子进行吸附，但是该吸附量效果较低。


技术实现要素：

3.鉴于此，本发明提出一种造纸废水的处理方法，解决上述问题。
4.本发明的技术方案是这样实现的：一种造纸废水的处理方法：包括以下步骤：
5.s1、将所述废水导入并通过格栅，去除纤维碎片和絮凝物自然沉降0.5～2h，再过滤去除固体杂质，去除悬浮物和不可沉降悬浮物，得废水ⅰ液；
6.s2、将废水ⅰ液调节ph为6.2～8.0，投入絮凝剂，投入量为25～50mg/l，离心搅拌，搅拌过程中加入1～5mg/l阴离子聚丙烯酰胺，沉淀过滤，得到废水ⅱ液；所述絮凝剂为氢氧化钙、碳酸氢钠、氯酸钠、硫酸镁、硫酸锌、苜蓿根多糖；絮凝剂有利于去除钙离子以及木质素导致的色度污染，苜蓿根多糖可起到吸附作用，起到絮凝架桥的作用，有利于协助氢氧化钙、碳酸氢钠等对钙离子的沉降。
7.s3、在得到的废水ⅱ液中加入亚硫酸盐，反应2～4h，利用高能电子束进行辐照处理，辐射剂量在10～50kgy，调节ph为6～9，过滤，得到废水ⅲ液，使得造纸废水中的木质素与亚硫酸盐发生亲和取代反应使醚健断裂降解，木质素降解成可溶性盐，降低色度，
8.s4、将处理剂投入到废水ⅲ液中，投入量为30～60ml/l，进行搅拌，形成大的絮团体时，停止搅拌，静置沉淀，过滤，所述处理剂为纳米聚合硫酸铁、椰油酰甘氨酸钾、焦亚硫酸钠、改性硝酸铁、茨菇草提取液，通过多种螯合基团对有机物螯合，产生疏水性结构而沉淀，茨菇草提取液对微生物有抑制作用，降解高浓度的有机废水，同时，在改性硝酸铁作用下，通过絮集和网捕作用显著提高沉淀速度和去除率，从而去除难降解有机物。
9.进一步的，所述格栅为旋转鼓筒式格栅，采用净间距10～40mm和15～25mm两道栅。
10.进一步的，所述s2中的絮凝剂由以下重量份原料组成：氢氧化钙2～4份、碳酸氢钠
1～5份、氯酸钠1～8份、硫酸镁2～7份、硫酸锌2～6份、苜蓿根多糖3～5份。
11.进一步的，所述s3中的亚硫酸盐的加入量为50～80g/l。
12.进一步的，所述s3中的高能电子束为γ射线。
13.进一步的，所述s3中的高能电子束辐照时间为60～80min。
14.进一步的，所述s4中处理剂包括以下重量份原料：纳米聚合硫酸铁2～8份、椰油酰甘氨酸钾3～10份、焦亚硫酸钠1～5份、改性硝酸铁2～6份、茨菇草提取液3～8份。
15.进一步的，所述改性硝酸铁是将硝酸铁溶于双蒸水中，搅拌，溶解，再加入磁石在温度45～60℃下搅拌40～80min，过滤，取滤渣得到改性硝酸铁。
16.进一步的，所述茨菇草提取液是将取茨菇草，洗净，粉碎，先使用70v/v％乙醇溶液进行第一次醇提0.5～1h，再于80v/v％乙酸乙酯溶液进行第二次浸提1～2h，合并提取液，减压浓缩，制得茨菇草提取液。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.本发明的造纸废水的处理方法，经一系列的处理步骤，去除纤维碎片、悬浮物和不可沉降悬浮物，科学配比配制絮凝剂，控制絮凝处理工艺参数，沉降钙离子，减少废水中钙离子含量高而导致结垢的问题，加入亚硝酸盐结合高能电子束进行辐照处理，调控辐照剂量和辐照时间，特定选用γ射线，使得造纸废水中的木质素与亚硫酸盐发生亲和取代反应使醚健断裂降解，木质素降解成可溶性盐，降低色度；处理剂通过多种螯合基团对有机物螯合，产生疏水性结构而沉淀，降低难降解有机物的含量，同时，在改性硝酸铁和茨菇草提取液作用下，通过硝酸根离子的浓缩与转移，絮集和网捕作用，显著去除总氮，提高沉淀速度和去除率。
具体实施方式
19.为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
20.本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
21.本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
22.实施例1
23.一种造纸废水的处理方法，包括以下步骤：
24.s1、将所述废水导入并通过格栅，采用净间距10～mm和15～25mm两道栅，去除纤维碎片和絮凝物自然沉降0.5h，再过滤去除固体杂质，得废水ⅰ液；
25.s2、将废水ⅰ液调节ph为6.2，投入絮凝剂，投入量为25mg/l，离心搅拌，搅拌过程中加入1mg/l阴离子聚丙烯酰胺，沉淀过滤，得到废水ⅱ液；所述絮凝剂由以下重量份原料组成：氢氧化钙2份、碳酸氢钠1份、氯酸钠1份、硫酸镁2份、硫酸锌2份、苜蓿根多糖3份。
26.s3、在得到的废水ⅱ液中加入亚硫酸盐，加入量为50g/l，反应2h，利用高能电子束γ射线进行辐照处理60min，辐射剂量在10kgy，调节ph为6，过滤，得到废水ⅲ液，
27.s4、将处理剂投入到废水ⅲ液中，投入量为30ml/l，进行搅拌，形成大的絮团体时，停止搅拌，静置沉淀，过滤，所述处理剂包括以下重量份原料：纳米聚合硫酸铁2份、椰油酰甘氨酸钾3份、焦亚硫酸钠1份、改性硝酸铁2份、茨菇草提取液3份。
28.实施例2
29.一种造纸废水的处理方法，包括以下步骤：
30.s1、将所述废水导入并通过格栅，采用净间距10～40mm和15～25mm两道栅，去除纤维碎片和絮凝物自然沉降2h，再过滤去除固体杂质，得废水ⅰ液；
31.s2、将废水ⅰ液调节ph为8.0，投入絮凝剂，投入量为50mg/l，离心搅拌，搅拌过程中加入5mg/l阴离子聚丙烯酰胺，沉淀过滤，得到废水ⅱ液；所述絮凝剂由以下重量份原料组成：氢氧化钙4份、碳酸氢钠5份、氯酸钠8份、硫酸镁7份、硫酸锌6份、苜蓿根多糖5份。
32.s3、在得到的废水ⅱ液中加入亚硫酸盐，加入量为80g/l，反应4h，利用高能电子束γ射线进行辐照处理80min，辐射剂量在50kgy，调节ph为9，过滤，得到废水ⅲ液，
33.s4、将处理剂投入到废水ⅲ液中，投入量为60ml/l，进行搅拌，形成大的絮团体时，停止搅拌，静置沉淀，过滤，所述处理剂包括以下重量份原料：纳米聚合硫酸铁8份、椰油酰甘氨酸钾10份、焦亚硫酸钠5份、改性硝酸铁6份、茨菇草提取液8份。
34.实施例3
35.一种造纸废水的处理方法，包括以下步骤：
36.s1、将所述废水导入并通过格栅，采用净间距10～40mm和15～25mm两道栅，去除纤维碎片和絮凝物自然沉降1h，再过滤去除固体杂质，得废水ⅰ液；
37.s2、将废水ⅰ液调节ph为7，投入絮凝剂，投入量为35mg/l，离心搅拌，搅拌过程中加入3mg/l阴离子聚丙烯酰胺，沉淀过滤，得到废水ⅱ液；所述絮凝剂由以下重量份原料组成：氢氧化钙3份、碳酸氢钠3份、氯酸钠5份、硫酸镁5份、硫酸锌4份、苜蓿根多糖4份。
38.s3、在得到的废水ⅱ液中加入亚硫酸盐，加入量为70g/l，反应3h，利用高能电子束γ射线进行辐照处理70min，辐射剂量在30kgy，调节ph为7，过滤，得到废水ⅲ液，
39.s4、将处理剂投入到废水ⅲ液中，投入量为50ml/l，进行搅拌，形成大的絮团体时，停止搅拌，静置沉淀，过滤，所述处理剂包括以下重量份原料：纳米聚合硫酸铁5份、椰油酰甘氨酸钾7份、焦亚硫酸钠3份、改性硝酸铁4份、茨菇草提取液5份。
40.实施例4
41.本实施例与实施例3的区别在于，所述s2步骤中，絮凝剂由以下重量份原料组成：氢氧化钙2份、碳酸氢钠1份、氯酸钠1份、硫酸镁2份、硫酸锌2份、苜蓿根多糖3份。
42.实施例5
43.本实施例与实施例3的区别在于，所述s2步骤中，絮凝剂由以下重量份原料组成：氢氧化钙4份、碳酸氢钠5份、氯酸钠8份、硫酸镁7份、硫酸锌6份、苜蓿根多糖5份。
44.实施例6
45.本实施例与实施例3的区别在于，所述s4步骤中，处理剂包括以下重量份原料：纳米聚合硫酸铁2份、椰油酰甘氨酸钾3份、焦亚硫酸钠1份、改性硝酸铁2份、茨菇草提取液3份。
46.实施例7
47.本实施例与实施例3的区别在于，所述s4步骤中，处理剂包括以下重量份原料：纳米聚合硫酸铁8份、椰油酰甘氨酸钾10份、焦亚硫酸钠5份、改性硝酸铁6份、茨菇草提取液8份。
48.对比例1
49.本对比例与实施例3的区别在于，所述s2步骤中的絮凝剂为氢氧化钙、碳酸氢钠、氯酸钠、硫酸镁、硫酸锌。
50.对比例2
51.本对比例与实施例3的区别在于，所述s3步骤中未进行高能电子束辐照处理。
52.对比例3
53.本对比例与实施例3的区别在于，所述s4步骤中处理剂未添加椰油酰甘氨酸钾、焦亚硫酸钠。
54.对比例4
55.本对比例与实施例3的区别在于，所述s4步骤中处理剂未添加改性硝酸铁、茨菇草提取液。
56.对比例5
57.本对比例与实施例3的区别在于，絮凝剂由以下重量份原料组成：氢氧化钙1份、碳酸氢钠6份、氯酸钠10份、硫酸镁8份、硫酸锌1份、苜蓿根多糖2份。
58.对比例6
59.本对比例与实施例3的区别在于，处理剂包括以下重量份原料：纳米聚合硫酸铁1份、椰油酰甘氨酸钾2份、焦亚硫酸钠6份、改性硝酸铁8份、茨菇草提取液10份。
60.一、处理结果
61.按照上述实施例1～7和对比例1～6对造纸废水处理前后检测cod、ss和总氮的含量，以及色度、ca
2
的浓度，
62.检测方法：
63.cod：采用酸性高锰酸钾滴定法或碱性高锰酸钾滴定法，以氧化还原电位滴定法进行测量。
64.ss：采用分光光度法测悬浮物。
65.总氮：采用过硫酸钾紫外分光光度法测定。
66.ca
2
：在ph值为12～13时，以钙羧酸为指示剂，用edta标准溶液测定水中的钙离子含量。
67.色度去除试验：
68.水质色度的的测定是用铂钴标准比色法，即用氯铂酸钾和氯化钴配制成测色度的标准溶液，规定1l水中含有2.419mg的氯铂酸钾和2.00mg的氯化钴时，将铂(pt)的浓度为每升1mg时所产生的颜色深浅定为1度(1
°
)。
69.原水的cod为300mg/l，ss150mg/l，总氮115mg/l，ca
2
含量1000mg/l，色度200
°
70.检测结果如下：
[0071][0072]
由上表可知，本发明的废水处理方法有较好的成效，cod含量从原来的300mg/l降至40mg/l以下，去除率达到93.7％，ss含量从150mg/l降至38mg/l以下，去除率80.0％，总氮含量从115mg/l降至18mg/l以下，去除率可达89.5％，钙离子含量从1000mg/l减少到326mg/l以下，去除率可达70.0％，色度200
°
减少至19
°
以下，去除率92.5％，由此，实施例1～7的处理方法有效减少cod、ss、总氮、钙离子的含量，对色度的减少更为明显，与对比例1比较，s2步骤中絮凝剂为添加苜蓿根多糖，有利于协助氢氧化钙、碳酸氢钠等对钙离子的沉降，与对比例2比较，亚硫酸盐的加入再采用高能电子束处理，使得造纸废水中的木质素与亚硫酸盐发生亲和取代反应使醚健断裂降解，木质素降解成可溶性盐，降低色度；与对比例3、4比较，处理剂中加入椰油酰甘氨酸钾、焦亚硫酸钠、改性硝酸铁、茨菇草提取液，利于纤维杂细料的去除，降低难降解有机物的含量，改性硝酸铁通过硝酸根离子的浓缩与转移，显著去除总氮；与对比例5、6比较，絮凝剂和处理剂的原料配比对去除的效果有一定的影响，在合理的配比下能提高废水的去除效果。
[0073]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。