[发明专利]一种制浆造纸废水零排放软化工艺及装置

说明书

本发明涉及一种膜法制浆造纸废水零排放过程软化工艺。主要步骤如下：1、预处理除硬度：根据废水硬度在线调控机加池中除硬药剂的添加量，使pH值保持在10.3～11.5之间，控制废水的硬度50～200mg/L，以满足低压反渗透膜的进水要求。2、膜提浓软化：废水经反渗透脱盐后，浓水中盐质量浓度达到3～6%，硬度富集升高，采用树脂软化法控制硬度小于5mg/L，以满足电渗析膜的进水要求。3、膜减量化软化：膜减量化后废水量减少90%以上或盐质量浓度达到12～20%，采用膜反应器工艺对减量化废水进行软化处理，控制硬度小于1mg/L，以确保蒸发结晶过程不结垢。通过对零排放工艺中软化方法的匹配选择，可降低药剂消耗量，有针对性的硬度脱除控制，可提高工程运行的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种膜法制浆造纸废水零排放过程软化工艺，尤其是采用加药软化-沉淀/过滤、树脂软化、加药-膜反应器等多种软化工艺组合，提高硬度的去除效果，降低软化成本。属于环保水处理领域。

背景技术

制浆造纸废水含盐量高、硬度大、碱度大、硫酸盐含量高。废水中的硬度、碱度、硫酸盐等均对废水回用及零排放过程膜系统的稳定运行有显著影响。软化工艺是制约废水零排放系统稳定运行的关键工艺之一。

中国专利CN104370405A报道的高含盐高硬度废水零排放工艺对反应出水采用沉淀后多介质过滤作为二工段超滤系统的进水。该工艺路线长，操作复杂，对SS的控制要求高，未对硬度去除做差别化处理。中国专利CN103342432A采用膜集成工艺对制浆造纸废水进行零排放处理，在第一反渗透后采用加药软化与超滤相结合的工艺处理，该工艺提及的膜处理工艺未与加药系统耦合而是处理加药沉淀后的上清液。

发明内容

本发明针对制浆造纸废水零排放过程中的软化需求，提供了一种整体化的软化方法，该方法以加药-膜反应器为核心，通过耦合软化-水减量的技术，使加药-膜反应器的运行具有反应器运行稳定、水量少、反应完全、出水除硬效果好等特点。该方法作为整体工艺包，具有运行稳定、除硬效果好、整个废水零排放系统的运行成本低的优点。

技术方案是：

一种制浆造纸废水零排放软化工艺，包括如下步骤：

第1步，加药-沉淀法除硬：在制浆造纸废水中加入药剂使Ca²⁺和Mg²⁺沉淀，并通过沉淀的方法将沉淀物去除；

第2步，反渗透浓缩：将第1步得到的废水采用反渗透膜浓缩；

第3步，离子交换树脂除硬：将第2步得到的反渗透浓液采用离子交换树脂除硬；

第4步，废水减量处理：对第3步得到的废水采用电渗析或者蒸发方式进行浓缩；

第5步，膜反应器除硬：在膜反应器中对第4步得到的浓液加入沉淀剂进行反应并用分离膜去除生成的沉淀。

在一个实施方式中，所述的第1步中的加入药剂是指加入NaOH和Na₂CO₃，或者是指依次加入石灰、烟道气，或者是指加入Ca(OH)₂和Na₂CO₃，或者是指加入钙镁络合剂。

在一个实施方式中，所述的第1步处理后的废水pH值保持在10.3～11.5之间，废水的硬度50～200mg/L。

在一个实施方式中，所述的第2步反渗透膜浓缩使浓水中盐质量浓度达到3～6%。

在一个实施方式中，所述的第3步中离子交换树脂除硬使废水硬度小于5mg/L；使用的离子交换树脂是指阳离子交换树脂或者弱酸性离子交换树脂。