一种使用废纸制浆过程产生的造纸污水的循环使用方法

摘要

本发明公开了一种使用废纸制浆过程产生的造纸污水的循环使用方法，本发明工艺简单，处理成本低，处理过程不需要使用化学制剂，且不需要使用消耗性耗材，维护简单方便，使用造纸污水得以循环使用，减少化学制剂的使用量，造纸企业不需要将碎浆过程产生的造纸污水引流至污水净化设备净化处理，使用污水净化设备的工作负载降低50‑60％，大幅度降低造纸企业用污水处理成本，生产过程更加节能环保，清洁无污染。

说明书

技术领域

本发明涉及造纸污水处理技术领域，尤其是涉及一种使用废纸制浆过程产生的造纸污水的循环使用方法。

背景技术

基于降低生产成本的需求以及废纸资源回收利用的环保需求，生产瓦楞纸及牛皮纸的造纸企业都是使用回收的废纸及废旧纸板来产生纸浆的，并使用该纸浆用于生产瓦楞纸及牛皮纸。但是，使用废纸及废旧纸板生产造纸用纸浆，在碎浆过程需要使用大量的化学制剂，碎浆产生的造纸污水中含有大量的化学制剂，碎浆产生的造纸污水是不能直接外排的，因此需要对其进行净化处理。

对化学制剂的回收有很多方向，目前普遍的方法包括蒸馏、萃取和提纯等，但是，造纸厂的碎纸桶的碎纸吨量一般为5-20吨，每天需要碎浆数十到数百桶，因此，一个造纸企业每天仅碎浆产生的造纸污水就有数百吨至数千吨，一个造纸企业的日污水吨量相当于一个中大型工业园的日污水吨量，且碎浆过程产生的造纸污水中的化学制剂的种类较多，需要通过不同的方法分批分别提取和回收不同的化学制剂，显然，传统的化学制剂的回收方法的成本将非常高，且回收设备的负载力压及损耗将非常大，设备寿命也大幅度缩短，明显不能适用。

另外，从经济效益角度而言，造纸企业一般使用净化处理的方法处理碎浆产生的造纸污水，回收化学制剂的成本远高于购买新化学制剂的成本，且成本远远高于净化化学制剂的成本，因此，传统的化学制剂回收方法并不适用于这日处理吨量达到数百吨甚至数千吨量的造纸污水的处理，因此有必要予以改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种使用废纸制浆过程产生的造纸污水的循环使用方法，工艺简单，投入成本低，将碎浆过程产生的造纸污水循环使用，降低污水处理压力及生产成本，提高生产效益。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种使用废纸制浆过程产生的造纸污水的循环使用方法，包括以下步骤，

1)、收集造纸污水步骤，通过修建在用于将废纸碎成纸浆的碎浆桶底部的缓冲池接收碎浆桶底部排放出来造纸污水，通过多个分别连通缓冲池的分流渠分别快速将缓冲池内的造纸污水分流出去，并分别输送到垃圾回收渠的入流口，沿造纸污水的前进方向，分流渠的底面高度逐渐下降；

2)、分级过滤步骤，造纸污水从垃圾回收渠的入流口流入、并从处于垃圾回收渠的出流口流出，垃圾回收渠倾斜设置且入流口高于出流口，分级过滤包括，

2.1)、通过固定在垃圾回收渠的前段的上方的第一吊轨牵引多个钩爪在垃圾回收渠和设置在垃圾回收渠旁侧的垃圾池之间循环移动；

在钩爪移至垃圾回收渠中段位置时，钩爪的下端插至垃圾回收渠底部，且钩爪朝向垃圾回收渠的入流口逆流前进，通过钩爪钩住薄膜、塑料袋及大体积垃圾并带离垃圾回收渠；

在钩爪移至垃圾池上方时，使钩爪翻转并将钩住的薄膜、塑料袋及大体积垃圾丢入垃圾池中；

2.2)、通过多个活动嵌置在垃圾回收渠的中后段的网框分级收集造纸污水的垃圾或杂质，网框前端面开设有开口、后端面布满网孔，且网框的宽度与垃圾回收渠的宽度相匹配，网框的高度大于垃圾回收渠的内高度；

通过安装在垃圾回收渠的中后段的上方的第二吊轨将网框吊移至垃圾池上方，并嵌置新的网框至垃圾回收渠的相应位置；

3)、沉淀步骤，将从垃圾回收渠的出流口流出的造纸污水输送至沉淀池中，沉淀池设置有底部连通的进水池和静水池，进水池和静水池通过隔墙隔开，进水池的底部通过多个通孔或通槽连通静水池的底部，进水池的底部均填充有石英砂，进水池内的造纸污水通过通孔或通槽进入静水池中；

4)、集束电磁步分解步骤，通过水泵从静水池的中上部抽取造纸污水，并输送至多个倒圆锥体形状的底部分流锥体的顶部，分流锥体上部为非金属材质制成、底部的尖端部使用矽钢制成，造纸污水从分流锥体底部的尖端下滴，下滴水流呈细圆柱体形状的水流柱，并落入下方的分选池；

通过内置于分流锥体的内腔的靠近或接触尖端部的电磁铁产生轴向磁场，磁场强度为5000-8000高斯，使尖端部形成一磁极点，在尖端部的尖端形成一磁场原点，并在磁场原点下方形成一圆锥体形状的磁场；将分流锥体的尖端部与分选池中的造纸污水分别电连接电压为80-100V的直流电压，尖端部同时形成一直流电极点，而水流柱则形成一细圆柱体形状的垂直电场；

流动至尖端部的尖端的造纸污水在经过直流电极点和磁场原点时，使溶解于造纸污水内的金属元素瞬间离子化，溶解于造纸污水内的油墨瞬间分解成小分子油墨，溶解于造纸污水内的低级脂肪酸瞬间分解成小分子脂肪酸，在水流柱中，在电场作用下，不稳定的离子化金属元素、小分子油墨、小分子脂肪酸与溶解于造纸污水内的果胶、树脂及灰分结合，并凝结形成密度为0.6-0.7的松散型凝结物，且水流柱限制了松散型凝结物的体积，平均粒径控制在1-3mm；

5)、分层分离步骤，流入分选池中的造纸污水，由于松散型凝结物的密度远小于造纸污水的密度，松散型凝结物快速上浮，并在分选池上方形成一悬浮层，通过水泵抽取上层的松散型凝结物，

6)、循环使用，通过水泵抽取下层的造纸污水，得到碎浆用循环用水，碎浆用循环用水内含有碎浆所需化学制剂，泵送回到碎浆桶循环使用。

进一步的技术方案中，所述分级过滤步骤中，通过安装在所述钩爪上部的旋转关节旋转钩爪以实现旋转钩爪；通过设置在钩爪下部的多个弧状铁叉钩住薄膜、塑料袋及大体积垃圾，铁叉外端部上翘。

进一步的技术方案中，所述分级过滤步骤中，

在所述垃圾回收渠的中后段，通过多个固定在垃圾回收渠的底面及侧面的挡柱使泥浆产生紊流，以避免污泥沉淀，挡柱设置在相邻的网框之间。

进一步的技术方案中，所述分级过滤步骤中，

通过运行在所述第二吊轨的吊钩钩住网框前部的吊环而吊起网框；

通过所述垃圾回收渠两侧的挡条抵顶网框而使网框定位在垃圾回收渠中；

所述网框包括粗网孔网框、中网孔网框和细网孔网框，在垃圾回收渠中后段，垃圾回收渠中从前到后顺次嵌置有多个粗网孔网框、多个中网孔网框和多个细网孔网框，粗网孔网框的后端面的网孔大于中网孔网框的后端面的网孔，中网孔网框的后端面的网孔大于细网孔网框的后端面的网孔，粗网孔网框的网孔为3-5cm，中网孔网框的网孔为1-2cm，细网孔网框网孔为0.1-0.3cm。

进一步的技术方案中，所述沉淀步骤中，

所述进水池和所述静水池的底部均填充有石英砂，石英砂的高度高于通孔或通槽的高度，通过石英砂阻挡造纸污水中的污泥及杂质通过通孔或通槽，并使造纸污水中的污泥及小颗粒杂质沉淀在进水池的石英砂上方，以实现过滤污泥，且被石英砂掩埋通孔或通槽能够造纸污水供水通过，静水池中的石英砂使静水池中的造纸污水保持平静；

定期将石英砂转移到洗砂池，使用高压冲枪清洗，以实现循环使用石英砂。

进一步的技术方案中，所述集束电磁步分解步骤中，

从所述静水池的抽取造纸污水先泵送至分水槽，造纸污水先沿分水槽的长度方向横向流动至各所述分流锥体的顶面，再分别沿各所述分流锥体的锥面向下流动至尖端，在锥面形成一薄水层，在尖端下方汇集后再向下滴落而形成所述水流柱；

分水槽靠近所述分选池的一侧并沿分选池宽度方向延伸，各所述水流柱呈矩阵间隔排列并滴落在分选池的一侧。

进一步的技术方案中，所述分层分离步骤中，

所述分选池经由中部隔板隔离形成一分离池和一清水池，通过隔板隔开分离池和清水池，以阻隔分离池中的松散型凝结物不会流入到清水池，使分离池和清水池底部连通，以使分离池下层的清水流入到清水池中；

在远离水流柱的一侧放置一吸罩，吸罩连接水泵，吸罩悬浮并平衡在分离池上方，通过吸罩抽取分离池上层的松散型凝结物。

本发明和现有技术相比所具有的优点是：本发明工艺简单，处理成本低，处理过程不需要使用化学制剂，且不需要使用消耗性耗材，维护简单方便，使用造纸污水得以循环使用，减少化学制剂的使用量，造纸企业不需要将碎浆过程产生的造纸污水引流至污水净化设备净化处理，使用污水净化设备的工作负载降低50-60％，大幅度降低造纸企业用污水处理成本，具有较高的综合生产效益，且生产过程更加节能环保，清洁无污染。

附图说明

图1是本发明的碎浆桶下方修建有缓冲池的示意图。

图2是本发明通过垃圾回收渠分级回收的示意图。

图3是本发明通过沉淀方式过滤污泥的示意图。

图4是本发明的集束电磁步分解的示意图。

1、碎浆桶11、分流渠12、缓冲池。

2、垃圾回收渠21、第一吊轨22、钩爪23、旋转关节24、挡条25、粗网孔网框26、中网孔网框27、细网孔网框。

31、进水池32、静水池33、石英砂。

4、分流锥体41、尖端部42、水流柱43、电磁铁44、分离池45、清水池46、吸罩47、分水槽。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

一种使用废纸制浆过程产生的造纸污水的循环使用方法，包括以下步骤，

1、收集造纸污水步骤，图1所示，通过修建在用于将废纸碎成纸浆的碎浆桶1底部的缓冲池12接收碎浆桶1底部排放出来造纸污水，通过多个分别连通缓冲池12的分流渠11分别快速将缓冲池12内的造纸污水分流出去，并分别输送到垃圾回收渠2的入流口，沿造纸污水的前进方向，分流渠11的底面高度逐渐下降；碎浆桶1的容积为约10吨，每次碎浆后的造纸污水高达5吨，造纸污排量大，造纸污排速快，因此，需要通过缓冲池12进行缓冲，并通过分流渠11快速排流，避免造纸污水溢流而污染车间。

2、分级过滤步骤，图2所示，造纸污水从垃圾回收渠2的入流口流入、并从处于垃圾回收渠2的出流口流出，垃圾回收渠2倾斜设置且入流口高于出流口，分级过滤包括，

2.1、通过固定在垃圾回收渠2的前段的上方的第一吊轨21牵引多个钩爪22在垃圾回收渠2和设置在垃圾回收渠2旁侧的垃圾池之间循环移动；

通过安装在所述钩爪22上部的旋转关节23旋转钩爪22以实现旋转钩爪22；通过设置在钩爪22下部的多个弧状铁叉钩住薄膜、塑料袋及大体积垃圾，铁叉外端部上翘。

在钩爪22移至垃圾回收渠2中段位置时，钩爪22的下端插至垃圾回收渠2底部，且钩爪22朝向垃圾回收渠2的入流口逆流前进，通过钩爪22钩住薄膜、塑料袋及大体积垃圾并带离垃圾回收渠2；

在钩爪22移至垃圾池上方时，使钩爪22翻转并将钩住的薄膜、塑料袋及大体积垃圾丢入垃圾池中，在碎浆过程中，废纸中的塑料垃圾及大型垃圾全部随造纸污水排出，本步骤主要目的是去除造纸污水中的大型垃圾，其中以塑料垃圾为主。

2.2、通过多个活动嵌置在垃圾回收渠2的中后段的网框分级收集造纸污水的垃圾或杂质，网框前端面开设有开口、后端面布满网孔，且网框的宽度与垃圾回收渠2的宽度相匹配，网框的高度大于垃圾回收渠2的内高度；

通过安装在垃圾回收渠2的中后段的上方的第二吊轨将网框吊移至垃圾池上方，并嵌置新的网框至垃圾回收渠2的相应位置，通过所述垃圾回收渠2两侧的挡条24抵顶网框而使网框定位在垃圾回收渠2中；

在所述垃圾回收渠2的中后段，通过多个固定在垃圾回收渠2的底面及侧面的挡柱使泥浆产生紊流，以避免污泥沉淀，挡柱设置在相邻的网框之间。

通过运行在所述第二吊轨的吊钩钩住网框前部的吊环而吊起网框，网框循环使用；

所述网框包括粗网孔网框25、中网孔网框26和细网孔网框27，在垃圾回收渠2中后段，垃圾回收渠2中从前到后顺次嵌置有多个粗网孔网框25、多个中网孔网框26和多个细网孔网框27，粗网孔网框25的后端面的网孔大于中网孔网框26的后端面的网孔，中网孔网框26的后端面的网孔大于细网孔网框27的后端面的网孔，其中，

粗网孔网框25的网孔为3-5cm，用于收集造纸污水中的大型固态杂质，

中网孔网框26的网孔为1-2cm，用于收集造纸污水中的中型固态杂质，

细网孔网框27网孔为0.1-0.3cm，用于收集造纸污水中的大部分污泥及其它小型固态杂质。

通过网框分级收集固态杂质，既能避免堵塞，收集效率高，又方便于对不同的固态杂质进行分类处理。

从出流口流出的造纸污水不固定杂质仅有粒径小于0.1cm的微型颗粒，其中以污泥为主。分级过滤步骤使用机械方式及物理方式过滤，且以分级过滤的方式分步进行，简单方便，成本低，易于实施，易于对分离过滤出来的垃圾进行二次处理。

3、沉淀步骤，图3所示，将从垃圾回收渠2的出流口流出的造纸污水输送至沉淀池中，沉淀池设置有底部连通的进水池31和静水池32，进水池31和静水池32通过隔墙隔开，进水池31的底部通过多个通孔或通槽连通静水池32的底部，进水池31的底部均填充有石英砂33，进水池31内的造纸污水通过通孔或通槽进入静水池32中；

进水池31和静水池32的底部均填充有石英砂33，石英砂33的高度高于通孔或通槽的高度，通过石英砂33阻挡造纸污水中的污泥及杂质通过通孔或通槽，并使造纸污水中的污泥及小颗粒杂质沉淀在进水池31的石英砂33上方，通过石英砂33阻挡和沉积污泥，以实现过滤污泥，且被石英砂33掩埋通孔或通槽能够造纸污水供水通过，静水池32中的石英砂33使静水池32中的造纸污水保持平静，静水池32中基本上没有污泥。

定期使用泥泵吸除沉积在石英砂33之上的污泥，并将石英砂33转移到洗砂池，使用高压冲枪清洗，可以回收石英砂33，以实现循环使用石英砂33，本步骤使用物理方法沉淀，不需要使用絮凝剂和沉淀剂等化学制剂，减少二次污泥，减少投入，且无消耗性耗材，维护和运行成本极低。

4、集束电磁步分解步骤，图4所示，

通过水泵从静水池32的中上部抽取造纸污水，从静水池32的抽取造纸污水先泵送至分水槽47，造纸污水先沿分水槽47的长度方向横向流动至各分流锥体4的顶部，将造纸污水分流并输送至多个倒圆锥体形状的底部分流锥体4的顶面，再分别沿各所述分流锥体4的锥面向下流动至尖端，在锥面形成一薄水层，在尖端下方汇集后再向下滴落而形成所述水流柱42。

较佳的，分水槽47靠近所述分选池的一侧并沿分选池宽度方向延伸，各所述水流柱42呈矩阵间隔排列并滴落在分选池的一侧。分流锥体4上部为非金属材质制成、底部的尖端部41使用矽钢制成，造纸污水从分流锥体4底部的尖端下滴，下滴水流呈细圆柱体形状的水流柱42，并落入下方的分选池；

通过内置于分流锥体4的内腔的靠近或接触尖端部41的电磁铁43产生轴向磁场，磁场强度为5000-8000高斯，使尖端部41形成一磁极点，在尖端部41的尖端形成一磁场原点，磁场从磁极点向下射出，靠近磁极点的磁场呈集束状，选离磁极点的磁场半径开始变大，在磁场原点下方形成一圆锥体形状的磁场；将分流锥体4的尖端部41与分选池中的造纸污水分别电连接电压为80-100V的直流电压，尖端部41同时形成一直流电极点，而水流柱42则形成一细圆柱体形状的垂直电场；

流动至尖端部41的尖端的造纸污水在经过直流电极点和磁场原点时，使溶解于造纸污水内的金属元素瞬间离子化，溶解于造纸污水内的油墨瞬间分解成小分子油墨，溶解于造纸污水内的低级脂肪酸瞬间分解成小分子脂肪酸，在水流柱42中，在电场作用下，不稳定的离子化金属元素、小分子油墨、小分子脂肪酸与溶解于造纸污水内的果胶、树脂及灰分结合，由于松散型凝结物是由水流柱42内各种杂质结合和凝结而成，且是在处于自由落体的掉落状态中的，因此，凝结而成的松散型凝结物是松散的，不会凝结而实块，凝结形成的松散型凝结物的密度为0.6-0.7，通过提高造纸污水的水流量改变水流速度，提升水流速度，可以进一步降低松散型凝结物的密度。在水流柱42接触下方的分选池的液面后，密度远小于造纸污水的松散型凝结物会快速上升在液面上方。

另一方面，松散型凝结物是限于水流柱42内形成的，在水流柱42中可以限制形成的松散型凝结物的大小，也不会形成大颗粒的松散型凝结物，通过控制水流柱42的直径来限制了松散型凝结物的体积，使凝结而成的松散型凝结物的平均粒径控制在1-3mm。

本步骤使造纸污水呈现特殊流状，且使用特殊的电磁处理，本步骤不需要投入化学制剂，也不需要使用消耗性耗材，处理过程所需要的电能也不能，处理成本也很低。

5、分层分离步骤，流入分选池中的造纸污水，由于松散型凝结物的密度远小于造纸污水的密度，松散型凝结物快速上浮，并在分选池上方形成一悬浮层，通过水泵抽取上层的松散型凝结物，分选池经由中部隔板隔离形成一分离池44和一清水池45，通过隔板隔开分离池44和清水池45，以阻隔分离池44中的松散型凝结物不会流入到清水池45，使分离池44和清水池45底部连通，以使分离池44下层的清水流入到清水池45中；

使分流锥体4的尖端部41与下方的造纸污水的液面控制在20cm以下，松散型凝结物沉入液面的深度不超过10cm，分选池的液面与池底的高度控制在0.5米以上，较佳的控制在1米以上，只要使隔板伸入液面的深度超0.5米，则松散型凝结物永远不会进入到清水池45中。

在远离水流柱42的一侧放置一吸罩46，吸罩46连接水泵，吸罩46悬浮并平衡在分离池44上方，较佳的，使吸罩46的下端面沉入液面2-5cm的位置，通过吸罩46抽取分离池44上层的松散型凝结物。

6、循环使用，通过水泵抽取下层的造纸污水，得到碎浆用循环用水，碎浆用循环用水内含有碎浆所需化学制剂，泵送回到碎浆桶1循环使用。

本发明工艺简单，碎浆过程产生的造纸污水的处理及循环使用的成本非常低，远低于传统将其净化后再排放所需的处理成本，且处理过程不需要使用化学制剂，且不需要使用消耗性耗材，二次投入成本低，维护简单方便，使用造纸污水得以循环使用，减少化学制剂的使用量，造纸企业不需要将碎浆过程产生的造纸污水引流至污水净化设备净化处理，使用污水净化设备的工作负载降低50-60％，大幅度降低造纸企业用污水处理成本，具有较高的综合生产效益，且生产过程更加节能环保，清洁无污染。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。