廢紙造紙短流程動態(tài)平衡水循環(huán)利用工藝
導讀：廢紙造紙與傳統(tǒng)的麥草堿法蒸煮制漿造紙對比。年造紙廢水排放的COD達148.8萬噸。廢紙造紙動態(tài)平衡短流程水循環(huán)工藝。動態(tài)平衡短流程，廢紙造紙短流程動態(tài)平衡水循環(huán)利用工藝。
關(guān)鍵詞：廢紙造紙，造紙廢水，動態(tài)平衡短流程
造紙行業(yè)是我國水環(huán)境污染的主要行業(yè)，2008年造紙廢水排放的COD達148.8萬噸，占全國工業(yè)COD總排放量的三分之一。目前有效減少造紙廢水污染的措施是：“改善原料結(jié)構(gòu)，提高木漿和廢紙的比重”。廢紙造紙與傳統(tǒng)的麥草堿法蒸煮制漿造紙對比，噸紙水耗為60t比300t。，動態(tài)平衡短流程？梢姀U紙造紙是解決我國造紙廢水污染的主要途徑之一。因此，如何解決廢紙造紙廢水的污染，使其循環(huán)利用，是今后造紙行業(yè)的主要課題之一。
1 廢紙造紙動態(tài)平衡短流程水循環(huán)工藝
動態(tài)平衡短流程水循環(huán)技術(shù)與傳統(tǒng)的制漿造紙生產(chǎn)技術(shù)相比，首先突破了傳統(tǒng)制漿造紙廢水集中后采用各種方法進行處理、使水質(zhì)符合制漿造紙用水要求后再回用各道工序的思維模式，是一種采用造紙廢水物理處理、短流程逆向分段回用的工藝。同時，在紙機抄造系統(tǒng)中，加入與廢水損耗量相當?shù)男迈r水，實現(xiàn)廢水動態(tài)平衡。廢紙造紙動態(tài)平衡短流程水循環(huán)利用工藝流程圖如下：
圖一 廢紙造紙動態(tài)平衡短流程水循環(huán)利用工藝
Fig.1 regenerated papermaking short-flowdynamic balance water recycle process
如圖所示，整個動態(tài)平衡短流程水循環(huán)利用工藝由四部分組成。
①水力碎漿部分
美廢加水在水力碎漿機中進行碎解打漿，經(jīng)介質(zhì)變換器到斜網(wǎng)過濾，紙漿進入1號貯漿池，篩下水直接回用到水力碎漿機，形成循環(huán)重復(fù)用水和纖維污泥交替沉積。
回用水中的細小纖維污泥增加使回用水的濃度略有增高，逐步趨于穩(wěn)定，同時隨著回用水濃度飽和，pH值的升高，一部分交替沉積中帶負電性的細小纖維污泥被吸附在長纖維上進入下道工序進行濃縮，大部分進入水中的細小纖維在水中循環(huán)使用過程中不斷被利用為成紙原料，同時也使COD在該工藝段處于相對動態(tài)平衡。
②打漿濃縮部分
1號貯漿池的紙漿由泵送到洗漿機進行濃縮，紙漿進入2號貯漿池，濃縮下來的水進入貯水罐回用于水力碎漿機。
③抄紙廢水回用部分
由抄紙機網(wǎng)箱下來的水濃度較低，此部分水回收到白水池，分別送到貯漿池、配漿池和成漿池進行稀釋回用，形成循環(huán)回用。
④供水平衡部分
抄紙機的沖洗網(wǎng)和其他剩余水流入水溝經(jīng)斜網(wǎng)過濾，送入沉淀池，沉淀池中澄清水溢流至貯水池，回用于水力碎漿機;沉淀池中沉淀下來的細小纖維經(jīng)真空虹吸管送到污泥濃縮池，再經(jīng)自然干化后送鍋爐燃燒。生產(chǎn)過程中因為干燥蒸發(fā)損耗一部分水，需要補充地下水。貯水池是整個供水系統(tǒng)的水源，同時也是整個短流程水循環(huán)的平衡池，保障了供水和用水的動態(tài)平衡。
通過造紙廢水物理處理、短流程逆向分段回用和不斷補充新鮮水的方法不僅實現(xiàn)了廢水的減量化，而且改善了紙機系統(tǒng)的操作性和穩(wěn)定性;不但省略了污水處理場節(jié)省了人力、物力，而且提高了廢紙原料的利用率，減少了細小纖維的流失。
2廢紙造紙動態(tài)平衡短流程水循環(huán)利用工藝的應(yīng)用實例
河南滑縣光明紙業(yè)有限責任公司以13#美廢為原料生產(chǎn)育果袋紙，設(shè)計生產(chǎn)能力為4萬t/a，主要產(chǎn)品黃條紋果袋紙產(chǎn)量為全國第一。公司2005年建有一座廢水處理站，廢水處理能力為2512m3/d，主要處理以下工段的廢水：水力碎漿機廢水、洗漿機廢水、紙機廢水。采用物化+生化的處理方法，其工藝流程如圖2。
圖2 廢水處理工藝流程圖
Fig.2 wastewater treatment process
該工藝能夠有效地處理生產(chǎn)廢水，運行費用為0.8~1.0元/m3，處理費用較高，公司負擔較重。免費，動態(tài)平衡短流程。免費，動態(tài)平衡短流程。2007年9月，在河南師范大學生命科學學院、天津科技大學制漿造紙實驗室和省環(huán)科院的協(xié)助支持下，公司制定了廢紙造紙動態(tài)平衡短流程水循環(huán)利用新技術(shù)方案，參見圖1。該方案于2008年7月在公司進行中試，根據(jù)中試的結(jié)果對廢水處理工藝進行改造。
此次工藝改造主要是對回用水的管道和漿路管道進行改造，并且，將原來的廢水集中收集后在污水站處理改為在制漿、造紙過程中形成短循環(huán)逆流回用，通過對漿濃度和pH值的控制，實現(xiàn)在動態(tài)平衡要求的數(shù)值區(qū)間;安裝介質(zhì)變換器，提高設(shè)備的吸附性，減少細小纖維的流失。免費，動態(tài)平衡短流程。
至2009年6月，工藝改造完畢并開始投入使用。
3廢紙造紙動態(tài)平衡短流程水循環(huán)利用工藝的試驗
3.1水力碎漿機循環(huán)水水質(zhì)及污泥產(chǎn)排情況
水力碎漿機是生產(chǎn)系統(tǒng)中用水量及廢水產(chǎn)生量最大的工段，水力碎漿機碎解打漿產(chǎn)生的廢水量為總污水處理量的73.5%，廢水中細小纖維污泥較多。經(jīng)改造后，斜篩水直接回用到水力碎漿機用水；赜盟奈勰酀舛入S著時間的延長濃度略有增高，但增高到一定濃度時，就停留在0.25%~0.35%之間，趨于動態(tài)飽和。如表1所示。
表1 水力碎漿機循環(huán)用水水質(zhì)一覽表
| 時間 | 08.7.2 | 08.7.5 | 08.7.9 | 08.7.13 | 08.7.19 | 08.7.24 | 08.7.30 | 08.8.5 | 08.8.12 |
| 濃度 | 0.14 | 0.18 | 0.22 | 0.26 | 0.25 | 0.30 | 0.29 | 0.35 | 0.32 |
.Hydrapulper circulation water list
table1改造后的特點：流程短、直接回用;周轉(zhuǎn)快，1-2分鐘周轉(zhuǎn)一次;廢水中大部分懸浮物為細小纖維，在水循環(huán)回用中細小纖維形成交替沉積，不斷被利用為成紙原料，產(chǎn)生的污泥少。采用短流程循環(huán)技術(shù)后，污泥排放量減少80%。
3.2循環(huán)水COD的動態(tài)平衡
由于廢水在短流程循環(huán)中得到全部回用，且地下水對貯水池不斷的進行補充，使回用水COD趨于一個飽和動態(tài)值。公司在×××中試期間對循環(huán)水質(zhì)COD進行了跟蹤監(jiān)測，從2007年9月28日至2008年6月6日，每半個月監(jiān)測一次，共監(jiān)測17次。監(jiān)測結(jié)果見下圖3。
圖3 循環(huán)水質(zhì)COD監(jiān)測結(jié)果
Fig.3 COD monitoring results of circulation water
廢紙造紙動態(tài)平衡短流程水循環(huán)利用工藝由于回用水的周期短，減少了細小纖維流失，回流到水力碎漿機中的細小纖維吸附到長纖維上進入下道工序進行濃縮，大部分進入水中的細小纖維在水循環(huán)使用中不斷被利用為成紙原料，同時也使廢水中的COD在各工段處于相對動態(tài)平衡，這樣不但減少了80%的污泥量，而且提高了原料的利用率，較好地解決了過去集中廢水處理污泥量大，遇雨雪天難處理的問題。
3.3水質(zhì)惡化及高鹽度和色度積累的控制
為解決循環(huán)過程中水質(zhì)易變黑發(fā)臭問題，公司調(diào)整工藝配方，調(diào)節(jié)蓄水容量及沉淀時間，調(diào)整輔料用量，較好地解決了工藝中水穩(wěn)定機制。根據(jù)試驗結(jié)果，循環(huán)水中COD在2000~4500mg/L范圍內(nèi)，其來源主要是碎紙、制漿過程中細小纖維進入循環(huán)水所致。從活菌計數(shù)結(jié)果分析，雖然循環(huán)水中有一定量的細菌生長，但細菌濃度不大。免費，動態(tài)平衡短流程。只要控制循環(huán)水中細菌數(shù)量，就不會導致水質(zhì)惡化。公司通過調(diào)整輔料、改變輔料添加工藝、控制漿、水的pH，隨著水的循環(huán)利用輔料成分在水中的積累和聯(lián)合作用，使其在合適濃度時具有一定的抑制微生物的特性，腐敗微生物不能大量繁殖，少量在此特殊環(huán)境緩慢增殖的微生物可隨沉淀進入污泥而被除去，使細菌數(shù)量保持在比較低的濃度范圍，從而保持循環(huán)水不惡化。免費，動態(tài)平衡短流程。
輔料等成分隨水的循環(huán)利用過程而被利用，少量輔料進入沉淀池、二沉池或污泥池，形成污泥脫離循環(huán)過程;同時加上生產(chǎn)過程上述成分的控制使用，輔料等同樣可以達到動態(tài)平衡的狀態(tài)，不會導致高鹽的積累和色度的不斷增加等問題。
[參考文獻]
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