造紙行業(yè)紙機(jī)白水回用和治理措施

造紙行業(yè)紙機(jī)白水回用和治理措施紙機(jī)白水的回用方式由白水的特性和回用水質(zhì)要求決定的白水回用方式各有不同，如直接回用、間接回用、封閉循環(huán)等，應(yīng)以環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)籌觀點(diǎn)，根據(jù)各造紙廠的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。(1)直接回用這是目前造紙白水回用中用得較多的一種方式。這種方法將造紙白水不經(jīng)任何處理直接回用于對水質(zhì)要求不很嚴(yán)格的生產(chǎn)過程。如成形脫水區(qū)下來的濃白水回用于機(jī)前來漿的稀釋;高壓脫水區(qū)形成的稀白水回用于制漿過程以及錐形除渣器各段渣槽的沖洗和稀釋等用水的生產(chǎn)過程。(2)間接回用將經(jīng)過白水回收機(jī)回收纖維后的白水，根據(jù)水質(zhì)要求和具體情況，選擇用水部位。處理后水質(zhì)好的白水可用作對水質(zhì)要求較高的生產(chǎn)過程如洗毯、洗網(wǎng)等，也可送往打漿調(diào)料部分作稀釋用水以及送往制漿車間。(3)封閉循環(huán)造紙工業(yè)中采用封閉循環(huán)，使工藝用水及其它資源如白水中的纖維、填料等得到回收利用，作到廢水不外排。這在技術(shù)經(jīng)濟(jì)及環(huán)境保護(hù)兩方面，均是理想目標(biāo)。但目前做到白水的封閉循環(huán)的難度很大。(4)分質(zhì)-串級-循環(huán)造紙企業(yè)的生產(chǎn)工藝非常復(fù)雜，工藝設(shè)備對水質(zhì)的要求各不相同。白水回用水質(zhì)完全可以按照供水要求分類。同時(shí)也由于實(shí)現(xiàn)白水零排放的封閉循環(huán)的基建投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高，因此人們摸索總結(jié)出一種“按質(zhì)用水、清濁分流、分片循環(huán)、一水多用”的方法，即“分質(zhì)-串級-循環(huán)”用水法。紙機(jī)白水的回用技術(shù)白水回用的關(guān)鍵是白水處理技術(shù)，白水處理技術(shù)按其機(jī)理可分為物理法、物化法、生化法等。為了達(dá)到各生產(chǎn)工段對所用水的水質(zhì)要求，可以將白水的處理技術(shù)進(jìn)行合理的組合。影響造紙白水的成分及含量的不確定因素太多，因此很難找到適合于任何造紙廠、任何白水的處理技術(shù)，應(yīng)視各造紙廠的具體情況來選擇。(1)氣浮法處理技術(shù)氣浮法處理白水是目前白水回用中用得較多的一種回用技術(shù)，其中的常規(guī)溶氣氣浮法很早就用于處理造紙白水，后來又開發(fā)出射流氣浮白水回用技術(shù)。目前用得較多的是超效淺層氣浮技術(shù)，天津禹暉科技有限公司、無錫滬東環(huán)境工程成套設(shè)備廠生產(chǎn)的超效淺層氣浮設(shè)備已在廣州造紙廠等多家造紙廠用于白水處理，運(yùn)行效果表明:即使在高的負(fù)荷下，出水的SS平均為45.4mg/L，SS的去除率達(dá)到98.5%，COD的平均去除率達(dá)81.8%。此法具有處理量大、操作簡單、處理效率較傳統(tǒng)的氣浮法高等優(yōu)點(diǎn)，是目前國內(nèi)造紙廠用于白水處理較常用的方法之一。(2)真空過濾法早在30多年前，北美和西歐的一些造紙廠就采用多盤真空過濾機(jī)來回收白水中的纖維。那時(shí)國內(nèi)的造紙廠對造紙白水處理與循環(huán)回用認(rèn)識(shí)不夠，大多采用的是傳統(tǒng)的回用處理技術(shù)，不但浪費(fèi)了寶貴的白水資源，也大大增加了廢水的排放量和處理負(fù)荷。近年來國內(nèi)的一些大型造紙企業(yè)大力推廣真空過濾機(jī)用于白水處理，使得白水的處理與循環(huán)回用的程度大大提高。國內(nèi)一些造紙廠引進(jìn)芬蘭奧斯龍公司多盤真空過濾機(jī)用于白水的處理效果良好:白水中的懸浮物含量平均由2153mg/L降至30mg/L，回收率達(dá)98.98%，噸紙耗清水由原來平均200kg降為65kg。國產(chǎn)的多盤真空過濾機(jī)在一些造紙廠已投入使用，處理白水的效果也很好:清濾液中固形物含量40mg/L左右，纖維回收率大于95%。此法具有過濾速度快、處理量大、工藝過程穩(wěn)定、占地面積小、基建費(fèi)用少、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，處理后的白水可直接用于造紙過程，從而提高白水循環(huán)回用的程度。是目前用得較多的一種白水處理方法。(3)化學(xué)混凝法造紙白水先經(jīng)微孔過濾處理回收纖維，降低白水中的懸浮物含量，在加混凝劑和助凝劑，使白水中的細(xì)小纖維、填料、膠體性物質(zhì)及部分溶解性有機(jī)物聚沉，處理后的澄清水可回用于生產(chǎn)過程。國內(nèi)保定環(huán)保公司開發(fā)的TWC-250型同向流廢水凈化系統(tǒng)，已應(yīng)用于國內(nèi)幾家造紙廠白水的處理，處理后白水中懸浮物含量小于25mg/L，總COD和溶解性的COD的去除率分別達(dá)93%和69%。此法具有投資少、工期短、運(yùn)行管理簡單、處理效果理想等特點(diǎn)。與氣浮、沉淀等方法連用得較多。(4)膜分離處理技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代的膜分離技術(shù)是一種新興的高效分離技術(shù)，最早用于海水和苦咸水的淡化，其后，隨著膜分離技術(shù)的不斷發(fā)展和新型膜材料的開發(fā)研制，膜價(jià)格不斷下降，使膜分離技術(shù)在水處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，工業(yè)廢水和生活污水的處理及飲用純凈水的制備等方面均有報(bào)導(dǎo)。由于造紙白水封閉循環(huán)程度越高，越容易造成金屬離子、各種溶解性無機(jī)鹽物質(zhì)等物質(zhì)的累積從而產(chǎn)生很大的負(fù)面影響。用膜分離技術(shù)處理造紙白水，可以較徹底去除造紙白水中的金屬離子和溶解性無機(jī)鹽物質(zhì)，是實(shí)現(xiàn)造紙零排放目標(biāo)的有效措施之一。一些膜分離方法處理造紙白水的分析結(jié)果表明:TOC、COD的去除率分別達(dá)到78～96%，88～94%，而電導(dǎo)率的下降率達(dá)95～97%。膜分離技術(shù)具有處理效果好、能耗低、占地面積小、操作管理容易等優(yōu)點(diǎn)。但其處理水量的能力不大、費(fèi)用較高等缺點(diǎn)，使得膜分離技術(shù)在國內(nèi)造紙白水處理方面還處于實(shí)驗(yàn)室的研究階段，距離實(shí)際生產(chǎn)還有很長的路要走。白水處理方法比較目前國內(nèi)造紙行業(yè)，白水回收處理系統(tǒng)主要有三種類型：白水塔式沉降處理系統(tǒng)、氣浮式白水回收處理系統(tǒng)以及斜板(斜管)沉淀白水回收系統(tǒng)。白水塔系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)在于部分尾漿可直接回用，經(jīng)濟(jì)效益好，且結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行費(fèi)用低；缺點(diǎn)是建設(shè)費(fèi)用高，回收效率低，回收水質(zhì)不穩(wěn)定。氣浮法系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是回收效率高，回收水質(zhì)好，蠟質(zhì)、瀝青、脂肪性物質(zhì)均可除掉，無論酸性、中性、堿性抄造白水均可處理，且占地面積小，結(jié)構(gòu)簡便，施工方便；缺點(diǎn)是動(dòng)態(tài)運(yùn)行設(shè)備多，故障多，運(yùn)行費(fèi)用高，日常維修管理工作較重。斜板(斜管)沉淀法系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，回收水和回收漿、填料質(zhì)量好，均可直接用于原生產(chǎn)系統(tǒng)或直接進(jìn)入新生產(chǎn)系統(tǒng)，系統(tǒng)屬靜態(tài)運(yùn)行，可靠性高，回收率高，且占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊；缺點(diǎn)是只能處理pH值小于或等于7的酸性和中性白水，建設(shè)費(fèi)用高，運(yùn)行時(shí)因加入沉淀劑造成運(yùn)行費(fèi)高，且安裝制作較麻煩，清洗不方便。我國小型造紙廠使用較多的是斜板(斜管)沉淀法和氣浮法。(1)斜板沉淀法(一)工藝流程將紙機(jī)廢水集中于落水池，經(jīng)旋流除渣器除去泥沙等雜物，廢水中再加入絮凝劑及助凝劑，泵入反應(yīng)罐內(nèi)，經(jīng)反應(yīng)后，進(jìn)入斜板沉淀器，懸浮物沉降在斜板上，自動(dòng)下滑到沙箱內(nèi)。處理后，清水從沉淀器上部溢流進(jìn)入沙濾罐，過濾出的清水送車間使用。沙箱沉淀的固形物定期排出，送到車間回用。(二)存在的問題①泥沙的去除若白水中泥沙含量較大，那么在加入絮凝劑之前，第一步應(yīng)先除去密度較大的渣子，以利漿料回收。②絮凝劑的選擇懸浮物顆粒的重力沉降速度與其直徑的平方成正比，根據(jù)這一理論，應(yīng)選擇能使懸浮物絮凝成大直徑顆粒的絮凝劑和助凝劑，以利加速沉降?？勺鳛樾跄齽┑姆N類很多，如海藻酸鈉、聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、硫酸亞鐵、硫酸鋁、水玻璃、消石灰等。據(jù)有關(guān)資料介紹，聚合氯化鋁會(huì)使纖維絮聚成大片，漂浮于水面，起不到沉淀作用(采用氣浮法可考慮)；聚丙烯酰胺用量小，沉降效果也很好，但價(jià)格昂貴；石灰價(jià)格便宜，貨源充足，但加入量在5～10g/l以內(nèi)，且此法有起泡沫和加大絮凝沉淀罐負(fù)荷之不足。硫酸鋁價(jià)格便宜，對色度、COD、SS等漂浮物質(zhì)都有效，且無毒，貨源充足，故宜于采用。③斜板的傾斜角度斜板傾斜角度的大小是關(guān)系到廢水處理好壞的重要因素。重力沉降效果與沉降面積有關(guān)，與容器的深度無關(guān)。容器的沉降距離越淺，則沉降面積越大，沉降效果越好。而傾斜角度越小，其水平投影面積就越大，沉降面積也就越大。從這一角度看，傾斜角度宜小一些。然而，由于水流方向與沉淀物下滑方向相反，傾斜角度若太小，則沉積物留在斜板上不易下滑，會(huì)影響處理效果。綜合考慮，選用55°傾斜角度較為理想。④斜板間距斜板間距也是影響水質(zhì)處理的一個(gè)重要因素，間距小，則使用斜板數(shù)量多，縮短了沉降距離，加大了沉降面積，因而沉降效果好。但從安裝和維修角度來考慮，間距不宜小于50mm，從工藝角度出發(fā)，上限不應(yīng)高于100mm。具體選擇，應(yīng)根據(jù)處理污水中所含懸浮物的多少而定。⑤斜板長度斜板長度可以決定懸浮物顆粒在斜板上停留時(shí)間的長短。斜板越長，停留時(shí)間越長，沉淀就越完全。但斜板長度和沉淀效果并不成正比。所以，斜板過長，只會(huì)增加設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用，并不能起到預(yù)期的效果。一般在水深1m之處取水化驗(yàn)基本澄清即可，所以，板長一般不應(yīng)超過1.5m。⑥沙濾罐內(nèi)沙濾材料選用不同的材料作為沙濾材料，會(huì)有不同的效果。對沙濾材料的要求是：濾水速度要快，水質(zhì)處理要好，對雜質(zhì)反沖次數(shù)要少，且易反沖。常用的沙濾材料有兩種。一種是泡沫塑料，泡沫塑料的厚度為1.2～1.6m，此法過濾需裝配空氣壓縮裝置，設(shè)備費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用高，但過濾后水質(zhì)較好。另一種是混合料，此法可采用正過濾、反沖洗。采用混合料過濾，節(jié)省動(dòng)力，濾水速度快，反沖周期長，且易反沖，材料價(jià)格低廉，來源廣，處理后水質(zhì)雖不及泡沫塑料過濾的好，但一般能達(dá)到要求。所以，一般采用此法過濾較為合理。在過濾材料選擇方面，我們還有一設(shè)想：因煤粉灰也具有吸附廢水中SS、COD、BOD的功能，所以，若在沙濾罐內(nèi)增加100mm煤粉灰，可能對處理后的水質(zhì)會(huì)有一定的提高。(1)氣浮法(一)原理白水中的纖維及填料，密度均大于1，在沒有外力作用時(shí)，會(huì)自然沉降。空氣的密度僅為水的1/770，將空氣以微小氣泡的形式釋放于白水中，一些懸浮物將吸附空氣于表面，與水產(chǎn)生較大的密度差，迅速上浮到水面。另外，白水中存在有一些親水性顆粒物質(zhì)，于是，需預(yù)先加入一些表面活性劑，破壞其親水性，使其表面增加一層憎水性表面膜，從而改變其濕潤性，這樣，親水性顆粒才能浮于水面。(二)工藝流程白水集中于貯水池，加入絮凝劑后，送入反應(yīng)室，之后，再讓其與溶氣水釋放出的氣泡接觸，最后進(jìn)入氣浮池。清水在氣浮池下部集水管中排出，集中于凈水池，送車間使用。浮渣在氣浮池上部，由刮板機(jī)刮出，集中于漿池，送車間回用。(三)存在的問題①絮凝劑的選擇與沉淀法相同。②pH值的影響實(shí)踐證明，不加硫酸鋁調(diào)節(jié)pH值，pH值較高，處理后水質(zhì)效果不好，一些纖維浮不上來。在白水是弱堿性時(shí)，水中有AlO4-形成鋁酸根離子，帶負(fù)電荷，與SS的電荷相同，因而互相排斥，不起凝聚作用，處理效果也不太好，當(dāng)pH=5.5～7時(shí)，懸浮物凝聚效果最好。③溶氣方法溶氣水的質(zhì)量和數(shù)量直接影響到處理后的水質(zhì)好壞。溶氣方法主要有3種，一種是泵后出口空壓機(jī)加壓溶氣法，用此溶氣方法調(diào)節(jié)范圍大，效果好；其次是泵前插管溶氣法，此法設(shè)備簡單，但效果較差；再次為噴射口溶氣法，此法動(dòng)力消耗較大。采用哪種溶氣方法，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況具體考慮。溶氣水量的多少，應(yīng)根據(jù)SS的濃度和不同的漿種來決定，對于較難帚化的漿種和SS濃度較大的白水，溶氣水為總水量的40%～50%為宜。否則，效果不佳。④泥沙及腐漿問題白水中含有各種固形物，經(jīng)氣浮后，絕大多數(shù)渣子上浮被清除，但仍有一些固形物會(huì)沉淀到池底。時(shí)間過長，泥沙淤積，沉漿腐爛，將會(huì)影響處理后的水質(zhì)及清水排出。所以，在設(shè)計(jì)氣浮池時(shí)，應(yīng)在底部設(shè)置沉漿排渣管。⑤鹽基積累問題在封閉循環(huán)用水中，會(huì)出現(xiàn)溶解鹽基積累、結(jié)垢、堵塞管道問題。封閉量越大，時(shí)間越長，鹽基積累就越多。據(jù)國外資料介紹：封閉量從85%提高到100%，鹽基積累將提高一倍。為了減輕鹽基積累，封閉率不應(yīng)超過85%。紙機(jī)白水的回用和治理原則考慮到造紙行業(yè)耗水量較大，紙機(jī)白水最好能夠回用?？紤]到鹽基積累問題，白水循環(huán)率按85%計(jì)，同時(shí)確保排放的白水治理后達(dá)到GB3544-2001《造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。治理工藝根據(jù)建設(shè)單位技術(shù)供應(yīng)方提供的資料，紙機(jī)白水通過氣浮處理后回用。從以上論述可知，紙機(jī)白水難以保證封閉循環(huán)，而僅僅通過氣浮是不能達(dá)標(biāo)排放的。因此，本評價(jià)將根據(jù)國內(nèi)同類型企業(yè)的紙機(jī)白水治理和回用的成熟經(jīng)驗(yàn)，提出相應(yīng)的措施和建議。其治理工藝如下：紙機(jī)白水經(jīng)多盤過濾機(jī)過濾后，超清液返回到紙機(jī)系統(tǒng)循環(huán)使用；濃濾液則入制漿工序，作為補(bǔ)充用水；清濾液經(jīng)斜網(wǎng)過濾后，網(wǎng)上纖維回收，網(wǎng)下水進(jìn)入氣浮處理系統(tǒng)白水池。在白水池中的白水泵入氣浮池的管道上，先加人化學(xué)藥品聚合氯化鋁(PAC)，保證其有更長的溶解時(shí)間，然后在進(jìn)入氣浮池前再加入聚丙烯酸胺(PAM)。同時(shí)在進(jìn)入氣浮池前的管道上，通入溶氣水。白水在氣浮池中停留反應(yīng)時(shí)間3～5min后，澄清水從圓池的中央溢流到澄清水池，浮渣被旋轉(zhuǎn)的刮泥機(jī)刮入浮渣池。約30%的澄清水循環(huán)進(jìn)入溶氣管。同時(shí)來自貯氣罐的壓縮空氣也進(jìn)入溶氣管。在溶氣管內(nèi)，由于釋放頭的作用，造成微小的氣泡溶解在回流的澄清水中，并形成溶氣水。從澄清水池出來的澄清水，大部分入制漿工序作為補(bǔ)充用水，少部分的多余白水，則去脫墨廢水處理工序生化處理達(dá)標(biāo)后排放。其流程詳見圖8-6。紙機(jī)白水紙機(jī)白水多盤過濾機(jī)超清液回紙機(jī)系統(tǒng)斜網(wǎng)過濾清濾液濃濾液制漿工序纖維網(wǎng)下水氣浮處理系統(tǒng)澄清水壓濾機(jī)浮渣污泥多余白水去脫墨廢水處理工序圖8-6紙機(jī)白水處理和回用流程圖技術(shù)可行性分析據(jù)介紹，福建省南紙股份有限公司即采用此法，只是多余白水的治理方法不同。目前運(yùn)行效果良好，其處理前后的水質(zhì)實(shí)測情況見表8-3。表8-3處理前后的水質(zhì)實(shí)測情況SS濃度(mg/l)COD濃度(mg/l)BOD濃度(mg/l)原白水21002400350斜網(wǎng)過濾后1650158