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造纸污水处理一体化设备资源化治理技术
时间:2020-10-01 点击次数:543

污水处理一体化设备以秸秆为原料的中、小造纸厂很多,然而黑液沾染问题目前还不得到很好解决,早先提出的碱回收黑液治理办法,因为投资大,个别中、小造纸厂难以蒙受,再加上该办法工序多,运行、操作庞杂,又难以达到环保排放标准,实际结果表明很难推广利用。

近多少年来经跟中国林科院林产化工研究所及南京林业大学各方面尽力摸索,推出黑液资源化的途径,即把黑液固、液分别,制成木质素磺酸盐干粉。这项技巧的特点是科技含量高,工程技巧进步,工艺流程简单,投资少,且回收的木质素磺酸盐有很广的用处跟很好的经济效益。工程名目建成后,不仅能将造纸黑液转化为产品,且工程辖区无废水排放口,无二次沾染,达到良好的治污后果,环境效益跟经济效益俱佳。 特别提出的是,因为当前黑液沾染无奈解决,国度强行关停了相称一批小型造纸厂,现存的不少纸厂也因沾染问题而面临停产危机。制浆黑液资源化处理工程技巧的利用,对这些厂无疑带来从新生存的盼望。
黑液制取木质素磺酸盐在技巧上是成熟的,无锡市林洲干燥机厂已有十五家造纸厂用户,设备制造供给也不问题。工业污水处理设备主要目的是将生活污水和与之相类似的工业有机废水处理后达到回用水质要求,使废水处理后资源化利用。在总结国内外先进经验的基础上,不断改进污水处理工艺,促进了污水处理设备的大发展。 当初很多纸厂也都想尽快解决黑液沾染问题,但因资金等问题难以解决,以致治理工程无奈启动。当初用黑液资源化治理办法,同时产生的副产品木质素磺酸盐可获得很好的经济效益,多少年内即可收回设备投资本钱。因此,假如能妥当解决融资渠道,加以厂方跟技巧设计方及设备生产厂家的配合,这将是一项很好的、极有前景的投资名目。
黑液资源化治理技巧计划

  一、造纸黑液的成因
非木纤维(秸杆)造纸进程中产生的废水有:
1、蒸煮后的纸浆原液经压滤后残留的废液(即黑液)。
2、分别浓液产生的漂洗水。
3、造纸机产生的白水。
造纸机产生的白水,经处理后可能回用,但黑液跟漂洗水则无奈轮回利用。污水处理成套设备除了对污水处理工艺进行改进、强化脱氮除磷功能外,污水处理厂的设备改造、过程控制、水力条件优化也不容忽视。业内人士提出,可以采用高效、无堵塞的水泵和变频设备,提高设备的效率,降低能耗和运行费用,减少设备检修率。该局部水约占造纸厂沾染物排放总量的90%以上,废液排放后将重大沾染环境,故国度严禁直接排放。

  二、黑液成份
造纸原料用的秸秆,均含有纤维素、木质素跟半纤维素(聚糖类)三局部,造纸仅取用其中的纤维素(约占40%),而其中约占25%的木质素与约占28%的半纤维素以及木糖、钾、氮、磷等物,则随黑液放弃。而黑液中所含的木质素、半纤维素以及木糖、钾、氮、磷等物质,在工、农业生产中都是有很高利用价值的。

  三、造纸黑液资源化治理技巧计划
浆液分别→蒸发稀释(中段进行磺化反应)→喷雾干燥
浆液分别:将原始料浆除杂质后,经过存在“三挤两置换”功能的双网浆液挤压机,使黑液提取率≥90%,黑液浓度8~10%左右,提取黑液≤10m3/t浆;
蒸发稀释:浆液分别后的黑液,浓度约8~10%,经高效节能卧式喷淋蒸发装置蒸发稀释后的浓度为40%左右,蒸发进程中,蒸发器热源产生的蒸汽冷凝水可作锅炉弥补水,或在生产中利用,稀释进程中的蒸发冷凝水可回用无污水排放;蒸发稀释中段经过高压反应釜进行磺化反应;
喷雾干燥:稀释后的黑液经过高速离心喷雾干燥机进行喷雾干燥制取木质素磺酸盐产品,有辽阔用处。

  四、其它造纸黑液的治理技巧现状
1.1 碱回收法
传统的碱回收技巧采取:稀释—焚烧—苛化工艺,从而达到回收碱并轮回利用之目标。大型木浆造纸厂碱回收率以达90%,非木原料制浆厂(稻、麦草、芦苇、蔗糖渣等)碱回收率可达70%以上。采取碱回收可能大大的降落黑液的高负荷沾染,BOD5可能减少80%~85%,此外还可能回收热能化学品降落本钱增加经济效益。
该法的优点是:黑液中的有机物经焚烧产生蒸汽供本厂利用,不存在市场销售问题;可降落全厂80%左右的沾染负荷;可回收50%以上的烧碱,是较彻底的沾染治理技巧。对中小型草浆企业,该法存在一定的不足:名目投资、运行用度高,年产浆1.7万t以上的制浆厂方可实现微利运行;麦草黑液发热量低、粘度大、含硅量高,使碱回收获本高、碱回收率低、操作难度大,苛化、焚烧等工艺进程仍需改进,否则无奈畸形运行。
1.2 物理化学法
1.2.1 酸析法
将提取黑液经微滤机去除渺小纤维后,进入加有酸液的木素分别机,把持pH值使木素析出并经加热、压滤脱水成为木素产品。该法使CODCr去除率达到80%,SS去除率约为85%,色度去除率达95%,木素回收率在80%左右,对削减有机物染负荷有明显作用。
此方法的优点是:工艺进程简单,投资较小,削减有机物染负荷的同时回收木素。同时存在一系列不足:技巧上设备腐化重大,木素较难过滤、脱水;工艺上处理后的残液不能达到排放标准,且呈酸性,需进一步处理;经济上必须降落用酸本钱,同时木素产品存在销路问题。
1.2.2 混凝积淀法
将黑液酸化后,投加絮凝剂混凝积淀,固液分别后,沉渣作为燃料焚烧,滤液再经吸附过滤后局部回用于制浆工段,其余排入中段废水。该方法初期投资较低,实用于年产万吨以下的小造纸厂,但存在较多的不足:处理不彻底,BOD5处理率仅为20%左右;产生的污泥量大、脱水难、处理难,实际是一种沾染转移的方法;运行用度对絮凝剂价格敏感,长年运行费较高。
1.3 厌氧生物处理法
草浆黑液经过预处理后,采取厌氧处理工艺降落CODCr,回收局部沼气能量。厌氧流程普遍利用效力较高的AFB(厌氧流化床)、UASB(上流式厌氧污泥床)或存在两相厌氧特点的ABR(厌氧折流板反应器),CODCr去除率个别为50%左右。在前提具备的情况下,将造纸黑液与其它放弃物、液混淆处理,可能达到彼此利用、以废除废的后果。
好氧生物法,厌氧工艺处理高浓度有机废水有其奇特的优点:可能以沼气情势回收能源,污泥产量低,对庞杂有机物初步降解,对后续工艺有利。其重要毛病是:对废水中有毒物质敏感;处理不够彻底,必须有后续工艺芳能使污水达标排放;运行治理庞杂,对碱无奈回收。
1.4 综合利用法
1.4.1 资源化治理
采取酸析提取木素并获得木素产品,上清液经石灰苛化,分别出钙盐跟碱性溶液,钙盐作为建材原料,碱性溶液经蒸发稀释得到糖矿浆产品。蒸发出的冷凝水全部回收,用于真空洗浆,从而黑液全部被利用,实现零排放。
资源化治理有变废为宝的优点,设备较简单,体系运行较牢固;但为了不影响制浆品质,碱性清液回用率不能超过25%,以致相应的碱回收率仅为5%;处理进程中生成的各种产品因为杂质较多,无综合利用价值,需进一步处理。
1.4.2 资源化利用
直接利用草浆黑液加入煤粉制造黑液水煤浆,通过焚烧获得热能,焚烧后的排气达标,残渣可用作建材;或将黑液通过化学法改性,用作钻井泥浆降粘剂;另一研究方向是提取黑液中的木质素,通过化学方法对其进行改性,成为化工原料,可制成减水剂、沥青乳化剂、水处理剂等,对此已有大量研究结果。
对黑液进行资源化利用,拓宽了黑液沾染治理的思路,企业可依据实际情况充分利用。年产万吨浆造纸企业,采取传统碱回收技巧,年亏损110~140万元;范围扩大为年产1.7万吨以上,可坚持微利运行;范围大于2.5万t,碱回收工艺每年可为企业盈利200万元以上,碱回收经济效益与企业范围正相干。SO2酸析法、酸析+厌氧工艺、资源化治理的效益都取决于所生产的木素销路及价格,开发、推广木素的市场利用存在重要意思。LB_1碱析法虽设备简单,操作便利,但碱回收率仅为5%,回收的木素杂质多,无综合利用价值,仅可作为削减草浆黑液的过渡性办法。
木质素磺酸盐的重要用处

  一、用于制造水煤浆的疏散剂
产业上制备水煤浆时必须加入一定量的增加剂,使煤粉跟水混淆成悬浮液,从而存在良好的牢固性跟流动性。印染污水处理设备不是多净化几遍的问题,而是整个净化工艺都要发生变化,这需要大量的资金。有位从事多年污水处理行业的人士给出了一个计算模型,一个污水处理厂从一级B排放标准到一级A排放标准的追加投资,等于该处理厂原始投资成本的50%-70%。增加剂包含疏散剂跟牢固剂两大类。 目前,国内产业用水煤浆疏散剂为萘系磺酸盐(代号2024),价格约4500~5000元/吨,每吨水煤浆疏散剂用度约45~50元,因为疏散剂本钱较高,影响水煤浆产业的发展与推广。利用造纸黑液提取的木质素磺酸盐,存在良好的疏散性跟牢固性,经改性后,可做成水煤浆的疏散剂跟牢固剂,每吨煤成浆用度约31元。木质素磺酸盐价格廉价,目前价格约1500~2000元/吨,取代萘系磺酸盐,可能降落水煤浆本钱。

  二、用于制造水泥减水剂
水泥中加入减水剂,可能改良混凝土品质,降落水泥用量,木质素磺酸盐产品可制造很好的减水剂。 污水处理一体化设备黑液中的碱木素苯环上的活性基团,通过化学改性,可能制得机能良好的减水剂,最常用的方法就是磺化法,使之生成木素磺酸盐产品,属阴离子型名义活性剂,存在半胶体性质,能在界面产生单分子层吸附作用,这种磺酸盐产品掺入水泥浆后,可促使水泥粒子疏散,并开释出凝体中所含水份,增加游离水,从而进步水泥浆的流动性跟缓凝作用,该类产品在低掺入量时存在较好的减水作用。 磺化进程可能在进入干燥塔之前,在专门的反应罐内实现,而后干燥即得到木素磺酸盐产品。

  三、用于产业型煤生产的粘合剂跟金属矿粉的造粒、制团剂
产业型煤包含锅炉型煤及气化型煤,即粉煤、粉焦的成型。将粉煤(焦)加入粘结剂,冷压成型而生产锅炉型煤跟气化用的产业型煤。锅炉型煤在4T/h的锅炉中试烧,总悬浮物(TSP)减少80%,热效力进步20%~25%,气化型煤(焦)的产业试烧,炉况运行畸形,煤气组成,热值及产气度均与相应块煤(焦)相称,可取代块煤用于化肥、冶金、机械行业的煤气产生炉。因为我国采煤机械化水平日益进步,采煤进程中产生的煤粉量日益增加,造成粉煤终年积存无奈处理。采取型煤技巧,既可缓解块煤供需抵触,也可将煤炭资源充分利用,其市场前景辽阔。 另外,冶金竖罐炼锌等采取浓黑液做粘合剂,但液体运输不便。若将黑液制成木质素磺酸盐后,则便于运输,利用更便利。

  四、用于制造石油开采助剂
碱法制浆黑液提取的碱木素与苯酚反应,制得木素酚醛树脂,再与通过油脂水解制得的皂化物复配,制成油膏状黑褐色油水混凝剂。这种产品是一种精良的乳化剂跟名义活性剂,可用作输油管道的荡涤剂,油田采油的稠油降粘剂及注水乳化以增加采油量。

  五、用于生产秸秆饲料
木质素磺酸盐产品存在一定的碱性又含有大量的聚戊糖,而聚戊糖是牲畜所需的养分成分,其化学组成合乎国度饲料卫生标准(GB13078-9C),可能作为秸秆饲料掺合剂。污水处理一体化设备木质素磺酸盐是处理造纸废液的资源化产品,价格廉价,而且木质素磺酸盐与尿素复合处理秸秆技巧简单,技巧轻易控制。用木质素磺酸盐碱化秸秆作饲料比个别氨化秸秆及其余合乎氨化秸秆对进步牲畜的消化率、增加养分价值均有明显的优胜性。

  六、用于生产沥青乳化剂
利用木质素磺酸盐作基本原料,经加工后可制成LCO-1型沥青乳化剂,该乳化剂技巧指标完全达到国内常用沥青乳化剂的利用请求,与同类产品比较,生产本钱低,约为其它产品价的1/3~1/2,而且具能改良沥青的机能,实用于含蜡高的劣质沥青,使其延展性得到改良。此乳化剂生产的沥青乳化液,能耐100℃高温,贮存牢固性好,牢固期可达半年,能较好地满意施工请求。这种乳化剂不仅实用于公路、铁路等建设工程的沥青作业,而且也是一种很好的防水、防渗跟防腐剂,可用于屋宇跟建造物的防水,防漏涂层及木材防腐。
七、用作水处理剂
碱法制浆黑液提取的产品含有大量碱木素,它存在阴离子型高分子混凝剂的机能,有良好的反应活性,在酸性前提下存在易脱稳、凝集特点,特别实用于酸性废水的处理,对酸性废水中带电荷的蛋白质、菌体、染料等胶体跟悬浮物、碱木素是一种有效的混凝剂。

  八、其余用处
利用木质素磺酸盐产品的水溶性跟名义活性,可作建造构件的脱模剂,在耐火资料生产跟翻沙成型作业中也得到利用。污水处理一体化设备利用其名义活性跟吸附性,可作为金属矿山选矿作业的浮选剂。利用木质素含有多种活基因,在泥土中被泥土生物缓慢降解,转化成腐植质的特点,木质素磺酸盐产品可作为肥料增加剂。
对用亚硫酸铵蒸煮制浆从黑液中提取的铵木素产品,因其含有5%以上的有机钾,7%以上的氮,产品腐植质含量高达84%,与其余肥料复配,可制得高效复合肥。
污水处理一体化设备木素粉在用作农药疏散剂、氮肥缓释剂、磷肥生产助磨减水剂,以及在用作木材粘合剂等方面均有普遍的用处。环境维护 黑液资源化工程,工艺流程的各个环节,均无沾染物外排。 自浆液分别提取到的原始黑液后,黑液始终都在密闭管道及容器中,本工艺技巧请求所有的泵、阀门、管道连结,必须周到,无跑、冒、滴、漏景象。蒸发稀释进程中产生的冷凝水可返回锅炉,或在生产中利用,全部流程无污水排放。 喷雾干燥所需的热源由热风炉供给,燃煤热风炉配有废气除尘器,达到国度《大气沾染物综合排放标准》(GB16297-1996)中颗粒物排放标准请求。 由干燥塔排出的尾气,经旋风收尘器处理后,也达标排放。 燃煤热风炉中的煤渣与纸厂其它锅炉的煤渣一并处理。黑液处理进程中无废渣产生。 本工程中利用的风机、水泵、空压机等均选用低噪声设备,并采取防噪、减震办法,完全合乎厂区噪声标准请求。来源:水利工程网

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