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(duì)水質(zhì)要求不很嚴(yán)格的生產(chǎn)過(guò)程。如成形脫水區(qū)下來(lái)的濃白水回用于機(jī)前來(lái)漿的稀釋;高壓脫水區(qū)形成的稀白水回用于制漿過(guò)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(guò)程。(2)間接回用將經(jīng)過(guò)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(duì)水質(zhì)要求較高的生產(chǎn)過(guò)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(jí)-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(duì)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(jí)-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(duì)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(lái)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(lái)又開(kāi)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(wú)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(jiǎn)單、處理效率較傳統(tǒng)的氣浮法高等優(yōu)點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)造紙廠用于白水處理較常用的方法之一。(2)真空過(guò)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(guò)濾機(jī)來(lái)回收白水中的纖維。那時(shí)國(guó)內(nèi)的造紙廠對(duì)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(lái)國(guó)內(nèi)的一些大型造紙企業(yè)大力推廣真空過(guò)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(guó)內(nèi)一些造紙廠引進(jìn)芬蘭奧斯龍公司多盤真空過(guò)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(lái)平均200kg降為65kg。國(guó)產(chǎn)的多盤真空過(guò)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(guò)濾速度快、處理量大、工藝過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程。國(guó)內(nèi)保定環(huán)保公司開(kāi)發(fā)的TWC-250型同向流廢水凈化系統(tǒng)，已應(yīng)用于國(guó)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(jiǎn)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(kāi)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(wú)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(wú)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(guó)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(zhǎng)的路要走。白水處理方法比較目前國(guó)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(jiǎn)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(wú)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(jiǎn)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(guó)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(guò)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(wèn)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(duì)色度、COD、SS等漂浮物質(zhì)都有效，且無(wú)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(wú)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(lái)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(zhǎng)度斜板長(zhǎng)度可以決定懸浮物顆粒在斜板上停留時(shí)間的長(zhǎng)短。斜板越長(zhǎng)，停留時(shí)間越長(zhǎng)，沉淀就越完全。但斜板長(zhǎng)度和沉淀效果并不成正比。所以，斜板過(guò)長(zhǎng)，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(zhǎng)一般不應(yīng)超過(guò)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(duì)沙濾材料的要求是：濾水速度要快，水質(zhì)處理要好，對(duì)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(guò)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(guò)濾后水質(zhì)較好。另一種是混合料，此法可采用正過(guò)濾、反沖洗。采用混合料過(guò)濾，節(jié)省動(dòng)力，濾水速度快，反沖周期長(zhǎng)，且易反沖，材料價(jià)格低廉，來(lái)源廣，處理后水質(zhì)雖不及泡沫塑料過(guò)濾的好，但一般能達(dá)到要求。所以，一般采用此法過(guò)濾較為合理。在過(guò)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(duì)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(méi)有外力作用時(shí)，會(huì)自然沉降?？諝獾拿芏葍H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(rùn)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(wèn)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(lái)。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(jiǎn)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(lái)決定，對(duì)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(wèn)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(guò)長(zhǎng)，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(wèn)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(wèn)題。封閉量越大，時(shí)間越長(zhǎng)，鹽基積累就越多。據(jù)國(guó)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(guò)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(wèn)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(guò)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(guò)氣浮是不能達(dá)標(biāo)排放的。因此，本評(píng)價(jià)將根據(jù)國(guó)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(guò)濾機(jī)過(guò)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(guò)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(zhǎng)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(lái)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(lái)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(jiàn)圖8-6。紙機(jī)白水紙機(jī)白水多盤過(guò)濾機(jī)超清液回紙機(jī)系統(tǒng)斜網(wǎng)過(guò)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(cè)情況見(jiàn)表8-3。表8-3處理前后的水質(zhì)實(shí)測(cè)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(guò)濾后1650158