一种毛竹化机浆制浆废液治理方法与流程

1.本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种毛竹化机浆制浆废液治理方法。


背景技术：

2.纤维原料短缺一直困扰我国造纸行业的发展，近些年受固体废物进口管理制度改革影响愈发凸显。为解决这一问题，一方面需高效利用纤维原料，另一方面开发非木材纤维原料也尤为重要。据《中华纸业》2019年第12期黄再桂等人“化机浆黑液碱回收的运行经验与存在问题的分析及应对措施”文章介绍，化机浆最大特点是资源利用率高，浆料得率可高达95％，是化学浆的两倍。这也促使我国成为世界上化机浆发展最快的国家之一，目前我国已成为世界上最大的化机浆生产国。同时，我国竹资源丰富，竹化机浆有望成为弥补“禁废令”带来的纤维原料缺口措施之一，很多企业开始考虑以竹材为原料生产化机浆。但是随着化机浆技术的发展，用水量不断减少，产生的高浓废液治理难度大。尤其自2008年国家颁布实施的《制浆造纸水污染物排放标准》(gb3544-2008)，对化机浆废液的排放提出了更加严格的要求，这对国内相关生产化机浆的企业是极大的挑战和考验。目前，国内木材化机浆企业常用的废液处理方法是以厌氧/好氧为核心的生物处理技术，包括水解、厌氧、好氧、混凝、深度处理等工序。但此方法处理能力有限，对于浓度较高的化机浆废液处理难度大，效果差。据《环境保护科学》2008年34(6)期“化学机械浆发展现状及黑液零排放可行性分析”钟树明等人研究，随着国家实施节能减排政策，国内化机浆吨浆耗水量从过去的20m3以上降至现在的10m3左右，废液cod
cr
浓度从过去的7000～9000mg/l上升到现在的12000～20000mg/l。一方面废液浓度大大升高，另一方面排放要求更加严格，如继续单纯采用厌氧-好氧生物处理技术，治理难度陡增，治理费用也会成倍地增加。因此许多化机浆企业采取碱回收处理技术对化机浆高浓废液进行处理。目前，木材化机浆的污染治理技术较为成熟完善，但竹化机浆污染物治理技术的研究还不够系统，为保障竹化机浆项目的顺利实施，有必要对其污染特征及处理方法进行系统研究。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种毛竹化机浆制浆废液的治理方法，所述方法以竹化机浆废液为原料，按照初始cod
cr
浓度不同，经碱回收系统和过滤-厌氧-好氧-fenton处理废液可达到排放标准(gb3544-2008)。本发明提供的方法过程简单可行。所述方法包括以下步骤：
4.(1)测定毛竹化机浆废液总cod
cr
、总bod5、细小纤维、ph、溶解cod
cr
；
5.(2)若步骤(1)溶解cod
cr
大于10000mg/l测定物化性能及流变性，进行碱回收处理；
6.(3)若步骤(1)溶解cod
cr
小于10000mg/l进行过滤-厌氧-好氧-fenton处理。
7.进一步地：根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述物化性能包括有效碱、固形物浓度、波美度、无机物、有机物、总碱、发热量(高、低位)、膨胀体积、c、h、n、s、o、na、k、si、cl、惰性氧化物。
8.进一步地：根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述厌氧处理条
件为温度为35℃，ph＝7.0，hrt为1.0天。
9.进一步地：根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述好氧处理条件为hrt为1.0天、曝气1h、沉降30min。
10.进一步地：根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述fenton处理条件为25℃下ph＝4时h2o2加入量为18mmol/l、n(h2o2)∶n(fe
2
)＝4∶1、反应时间为30min，加入2mg/l的cpam絮凝剂搅拌絮凝，沉降静置30min。
11.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
12.(1)本发明治理毛竹化机浆制浆废液使其达标排放的同时可以有效的回收废液中的碱和热能。
13.(2)本发明经济合理，具有可操作性，为毛竹化机浆发展提供技术保障。
具体实施方式
14.下面通过具体的实例进一步说明本发明的特点。
15.实施例1
16.取某制浆企业制备的竹化机浆浓废液(制浆工艺为：浸渍碱naoh浓度20g/l；液比5∶1；时间2h，磨浆浓度＞25％)。ph值为8.00、固形物含量为17.04g
·
l-1
、ss为130mg
·
l-1
、总cod
cr
为14160mg
·
l-1
、溶解cod
cr
为13850mg
·
l-1
、bod5为4800mg
·
l-1
。
17.(1)碱回收物化性能分析
18.测定废液有效碱、固形物浓度、波美度、无机物、有机物、总碱、发热量(高、低位)、膨胀体积、c、h、n、s、o、na、k、si、cl、惰性氧化物。测定结果为：
19.表1废液性质
[0020][0021]
注表中百分含量(％)均对废液总固形物计。
[0022]
竹化机浆浓废液的发热量高位为11.91mj/kg固形物，碱回收炉最主要的热量输入就是黑液固形物燃烧热值。从能量观点考虑，碱回收炉效率可用输出的蒸汽热能与输入炉
内热量之比来表示。运用黑液发热量计算碱回收炉的产汽量，热效率等指标，为有效控制燃烧技术提供依据。膨胀体积为19.52ml/g，可以预测该废液固形物在燃烧炉中脱水、炭化时可膨胀。竹化机浆浓废液的二氧化硅含量仅为0.05％，可以预测其在碱回收过程中的硅干扰问题不大；竹化机浆浓废液氯含量为0.94％，钾含量为6.22％，钾、氯元素的含量对设备结垢与腐蚀的影响显著。
[0023]
(2)流变性及黏度
[0024]
竹化机浆浓废液固形物浓度与波美度成线性关系，关系式为y＝1.5196x-1.693。当浓废液固形物浓度低于22.3％(16.3
°bé
)时，其黏度较低，高温时接近1mpa
·
s。之后黏度随着废液固形物浓度的升高呈指数上升。在同一固形物浓度时，竹化机浆浓废液黏度又随温度的升高而降低。当废液固形物浓度最高(63.6％、42.1
°bé
)且温度为105℃时，其黏度为240.5mpa
·
s。这对于废液输送及蒸发燃烧都相对有利。综上所述，竹化机浆浓废液可以采用碱回收技术进行处理。
[0025]
(3)厌氧-好氧 fenton处理
[0026]
采用厌氧-好氧 fenton深度氧化的方法，对三种浓度的竹化机浆混合废液的处理进行了研究。
[0027]
厌氧阶段温度为35℃，ph＝7.0左右，hrt为1.0天的条件下处理结果如表2所示：
[0028]
表2厌氧处理结果
[0029][0030]
好氧阶段hrt为1.0天、曝气1h、沉降30min的条件下处理结果如表3所示：
[0031]
表3好氧处理结果
[0032][0033]
fenton深度氧化最佳处理条件为：室温(25℃)下ph＝4时h2o2加入量为18mmol/l、n(h2o2)∶n(fe
2
)＝4∶1、反应时间为30min，加入2mg/l的cpam絮凝剂搅拌絮凝，沉降静置30min。此条件下处理后废水水质为cod
cr
＝79mg/l，色度＝38c.u.，fenton处理阶段cod
cr
去除率为72.8％，色度去除率为97.7％。
[0034]
出水水质达到制浆造纸工业水污染物排放标准(gb3544-2008)中新建制浆企业排放标准。