通常脱墨污泥可以综合利用,综合利用的方式主要是回用生产造纸用填料和涂料、制高质量板材、焚烧回收热量,若没有综合利用,则每天产生量很大,典型的浮选脱墨车间每生产1t绝干浆产生 80-150kg干污泥,或者160-500kg湿污泥。
对于废水处理而言,通常使用脱墨废纸造纸工厂在废水处理站都会使用(沉淀+好氧活性污泥+fenton)、(沉淀+好氧生物处理+fenton)、 (厌氧+好氧)的工艺。但是即使使用这些工艺,若水循环利用率达85%以上,尤其当废水排放量小于10t/t纸时,其CODcr(cr下标)、SS浓度都非常高,使用三级处理也存在废水不能达标的环境风险。
5.化机浆
5.1生产工艺
APMP制浆分为备料、制浆和碱回收三部分,生产工艺见图17。
备料:
用抓木机抓取原木对剥皮机进行喂料,剥皮后原木经喷淋冲洗后送至削片机进行削片,削后木片送至木片筛进行筛选,合格木片送至料仓进行贮存,然后送往化机浆车间。
筛出大片经再碎机再碎后返回木片筛重新进行筛选。木片筛筛出锯末送至树皮仓贮存。剥皮机排出的树皮经脱水及破碎处理后送至树皮仓贮存,然后送往电站锅炉。
制浆:
包括木片洗涤、挤压、预浸、 一段高浓磨浆、一段低浓磨浆、筛选及浓缩、浆渣再磨等系统。
备料车间送来的合格木片至木片洗涤器,在洗涤器液面下,木片被搅动以去掉表面的杂质,杂质定期通过冲洗阀系统排出洗涤器。洗涤水经过斜筛处理进入洗涤水槽循环使用。洗后的木片由木片泵送入双斜螺旋脱水机脱水后,进入水平输送螺旋,再进入单向喂料器,通过MSD螺旋撕裂机进入立式预浸器及预处理输送螺旋后进入反应仓,底部出料螺旋将木片送入缓冲仓,再通过喂料螺旋及分散螺旋进入磨浆系统。磨浆系统包括一段高浓磨浆及一段低浓磨浆。第一段磨浆浓度40~45%,磨后浆料通过一喷放浆管喷至旋风分离器,使蒸汽和浆料分离,浆料经一冷却螺旋进入高浓停留塔,在盘磨机及旋风分离器两处均加有少量的过氧化氢混合液,浆料在高浓塔内有足够的反应时间,使化学药品处于最佳漂白状态。在高浓塔的底部,浆料被稀释到大约10%的浓度进入中浓泵立管,中浓泵将浆料泵入螺旋压榨机,进行洗涤和浓缩到30~35%浓度。大量的溶解固形物及抽取物在此被排除后,浆料进入消潜浆池。浆料4%左右的浓度进入低浓盘磨,再经过中间浆池送到筛选系统。
筛选为两段压力筛选,一段筛的浆渣送到二段筛,两段压力筛的良浆经多圆盘浓缩机浓缩至12%的浓度后,经中浓泵送螺旋压榨机进一步洗涤, 以提高浆的洗净度,洗后通过中浓泵送入中浓贮浆塔贮存,再泵送至闪急干燥车间。
筛选浆渣进入磨前浆渣槽,泵送至浆渣磨,磨后浆经过一段压力筛,良浆进入圆盘过滤机,渣浆经过除砂器净化。
图17 化机浆生产工艺流程图(略)
5.2产污节点及治污工艺
化机浆废水主要产自木片洗涤、化学预处理残液及浆料的洗涤、筛选等工艺。排放点主要在浓缩工序。产排污系数查阅《纸浆产排污系数使用手册》。
目前世界范围内高得率化机浆厂的制浆废液处理有不同的方法,包括传统的生化法(厌氧+好氧生物处理)和碱回收处理方法(采用蒸发的方法浓缩制浆废液,然后送入碱炉燃烧后回收碱)。
表5 制浆行业个体产排污系数表(化机浆)
┌─────┬─────┬──────┬───────┬───────┬──────┬────────┬─────────┬────────┐
│ 产品名称│ 原料名称│ 工艺名称 │ 规模等级 │ 污染物指标 │ 单位 │ 产污系数 │ 末端治理技术名称│ 排污系数 │
├─────┼─────┼──────┼───────┼───────┼──────┼────────┼─────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │SBR │ 16-28 │
│ │ │ │ │ 工业废水量 │ 吨/吨-浆│ 16-28 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├─────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │化学+组合生物处理 │ 16-28 │
│ │ │ │ ├───────┼──────┼────────┼─────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │ SBR │ 11200一15000│
│ │ │ │≥10万吨/年 │ 化学需氧量 │ 克/吨-浆│ 88000一140000 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├─────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │化学+组合生物处理 │ 6200-8200 │
│ │ │ │ ├───────┼──────┼────────┼─────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │SBR │ 2300-3500 │
│ │ │ │ │五日生化需氧量│克/吨-浆 │30000-45000 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├─────────┼────────┤
│ │ 木材 │化学热磨机械│ │ │ │ │化学+组合生物处理 │ 1700-2300 │
│化学机械浆│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ ├───────┼───────┼──────┼────────┼─────────┼────────┤
│ │(针叶木) │法制浆(CTMP)│ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │SBR │ 20-35 │
│ │ │ │ │ 工业废水量 │ 吨/吨-浆│ 20-35 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├─────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │化学+组合生物处理 │ 20-35 │
│ │ │ │ ├───────┼──────┼────────┼─────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │ SBR │ 13500一18000│
│ │ │ │5-10万吨/年 │ 化学需氧量 │ 克/吨-浆│ 90000一145000 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├─────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │化学+组合生物处理 │ 8200-9000 │
│ │ │ │ ├───────┼──────┼────────┼─────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │SBR │ 2250-5500 │
│ │ │ │ │五日生化需氧量│克/吨-浆 │32000-50000 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├─────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │化学+组合生物处理 │ 1830-235l │
└─────┴─────┴──────┴───────┴───────┴──────┴────────┴─────────┴────────┘
┌─────┬─────┬──────┬───────┬─────────┬───────┬────────┬──────────┬────────┐
│ 产品名称│ 原料名称│ 工艺名称 │ 规模等级 │ 污染物指标 │ 单位 │ 产污系数 │ 末端治理技术名称 │ 排污系数 │
├─────┼─────┼──────┼───────┼─────────┼───────┼────────┼──────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │活性污泥法 │ 14-30 │
│ │ │ │ │ 工业废水量 │ 吨/吨-浆 │ 14-30 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├──────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │物理+组合生物处理 │ 14-30 │
│ │ │ │ ├─────────┼───────┼────────┼──────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │ 活性污泥法 │ 8800一14200 │
│ │ │ │≥10万吨/年 │ 化学需氧量 │ 克/吨-浆 │ 90000-140000 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├──────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │物理+组合生物处理 │ 5510-9000 │
│ │ │ │ ├─────────┼───────┼────────┼──────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │活性污泥法 │ 1200-3800 │
│ │ │ │ │五日生化需氧量 │克/吨-浆 │30000-45000 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├──────────┼────────┤
│ │ 木材 │漂白化学热磨│ │ │ │ │物理+组合生物处理 │ 1100-2610 │
│化学机械浆│ │机械法制浆 │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ ├───────┼─────────┼───────┼────────┼──────────┼────────┤
│ │(阔叶木) │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ (BCTMP) │ │ │ │ │物理+组合生物处理 │ 17-34 │
│ │ │ │ │ 工业废水量 │ 吨/吨-浆 │ 17-34 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├──────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │化学+组合生物处理 │ 17-34 │
│ │ │ │ ├─────────┼───────┼────────┼──────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │ 物理+组合生物处理 │ 9000-16000 │
│ │ │ │5-10万吨/年 │ 化学需氧量 │ 克/吨-浆 │ 90000-160000 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├──────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │化学+组合生物处理 │ 8100一13000 │
│ │ │ │ ├─────────┼───────┼────────┼──────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │物理+组合生物处理 │ 1200-4000 │
│ │ │ │ │ 五日生化需氧量│ 克/吨-浆│ 30000-50000│ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├──────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │化学+组合生物处理 │ 1100-2500 │
├─────┼─────┼──────┼───────┼─────────┼───────┼────────┼──────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │物理+组合生物处理 │ 18-28 │
│ │ │ │ │ 工业废水量 │ 吨/吨-浆 │ 18-28 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├──────────┼────────┤
│ │ 木材 │碱性过氧化氢│ │ │ │ │化学+组合生物处理 │ 18-28 │
│化学机械浆│ │化机法制浆 │≥10万吨/年 │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ ├─────────┼───────┼────────┼──────────┼────────┤
│ │(阔叶木) │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ (APMP) │ │ │ │ 120000- │物理+组合生物处理 │ 7100一11200 │
│ │ │ │ │ 化学需氧量 │ 克/吨-浆 │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├──────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ 160000 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │化学+组合生物处理 │ 6250一10000 │
└─────┴─────┴──────┴───────┴─────────┴───────┴────────┴──────────┴────────┘
┌─────┬─────┬──────┬───────┬─────────┬───────┬────────┬───────────┬────────┐
│ 产品名称│ 原料名称│ 工艺名称 │ 规模等级 │ 污染物指标 │ 单位 │ 产污系数 │ 末端治理技术名称 │ 排污系数 │
├─────┼─────┼──────┼───────┼─────────┼───────┼────────┼───────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │物理+组合生物处理 │ 1230-1920 │
│ │ │ │≥10万吨/年 │五日生化需氧量 │克/吨-浆 │36000-50000 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├───────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │化学+组合生物处理 │ 1110-1870 │
│ │ │ ├───────┼─────────┼───────┼────────┼───────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │厌氧/好氧生物组合工艺│ 20-30 │
│ │ │ │ │ 工业废水量 │ 吨/吨-浆 │ 20-30 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├───────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │物理+组合生物处理 │ 20-30 │
│ │ │ │ ├─────────┼───────┼────────┼───────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ 120000- │厌氧/好氧生物组合工艺│ 10400-16000│
│ │ │ │5-10万吨/年 │ 化学需氧量 │ 克/吨-浆 │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├───────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ 180000 │物理+组合生物处理 │ 6890-12000 │
│ │ │ │ ├─────────┼───────┼────────┼───────────┼────────┤
│ │ 木材 │碱性过氧化氢│ │ │ │ │厌氧/好氧生物组合工艺│ 1360-2040 │
│化学机械浆│ │化机法制浆 │ │ 五日生化需氧量│ 克/吨-浆│ 36000-55000│ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├───────────┼────────┤
│ │(阔叶木) │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ (APMP) │ │ │ │ │物理+组合生物处理 │ 1120-1910 │
│ │ │ ├───────┼─────────┼───────┼────────┼───────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │活性污泥法 │ 26-40 │
│ │ │ │ │ 工业废水量 │ 吨/吨-浆 │ 26-40 │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├───────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │物理+组合生物处理 │ 26-40 │
│ │ │ │ ├─────────┼───────┼────────┼───────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ 121000- │活性污泥法 │ 10260-24000│
│ │ │ │≤5万吨/年 │ 化学需氧量 │ 克/吨-浆 │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├───────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ 180000 │物理+组合生物处理 │ 9120-14340 │
│ │ │ │ ├─────────┼───────┼────────┼───────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │活性污泥法 │ 1810-2780 │
│ │ │ │ │ 五日生化需氧量│ 克/吨-浆│ 36000-60000│ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ├───────────┼────────┤
│ │ │ │ │ │ │ │物理+组合生物处理 │ 1650-2640 │
└─────┴─────┴──────┴───────┴─────────┴───────┴────────┴───────────┴────────┘
6.造纸企业
图18 造纸生产工艺及产排污示意图(略)
6.1生产工艺
(1)浆料准备
浆料准备是制浆厂与纸机之间的分界,对于浆纸联合工厂,浆料准备始于浓浆稀释,终于混浆。对于单独抄纸工厂,浆料准备从碎浆开始,直至浆料流送系统,浆料准备的目的是制备能够达到抄造条件的纸浆和助剂。因此需要预先处理各配料组分,然后将所有组分连续均一的混合。浆料准备通常分为碎浆、磨浆、浆料净化、混浆。
碎浆:通常使用水力碎浆机将成品浆(如,浆板)分散在水中形成泥浆或悬浮液。此工序分为连续和间歇两种,最终达到泵送要求。
浆料的净化:浆料净化主要是去除浆料的重质杂质和轻质杂质。目前使用的设备主要是除砂器和压力筛。
磨浆:磨浆或打浆的目的是为了通过回转刀片的机械作用改变纸浆的纤维状态,使其达到抄纸配料所需最佳状态,使用的设备通常是盘磨。
混浆:混浆的目的是为了得到连续均一稳定的浆料,保持后续流送系统的稳定,此外还需要添加填料。
纸板的浆料制备系统较复杂,面层、衬层、芯层和底层可能都需要有独立的系统。
(2)纸机湿部
1)上浆系统
专指冲浆泵循环回路。在此系统内进行计量、稀释,混入填料和助剂,并在网前对浆料进行筛选、净化、脱气,进入流浆箱,其范围指从纸机贮浆槽至流浆箱。
2)流浆箱
流浆箱的作用是接受冲浆泵送来的浆料,将管道浆流转换成与纸机匀称的宽度,并在纸机纵向形成均一流速的矩形浆流。
3)网部
网部是纸页成形部位。其原理是通过逐步增大的真空脱水作用,使流浆在网部成形。根据纸张不同,成形网可分为单网、双网、三网,其中单网是常用的成形部,夹网是较先进的成形部。根据其形状不同又可分为长网和圆网。
4)压榨部
纸机压榨部的主要目的是从纸页脱水并使纸幅固结,其他目的包括提供表面平滑度、降低松厚度和使湿纸页有更高强度,可看作是从网部开始脱水过程的延伸。其流程包括纸幅从成形部传递,并在毛毯上受压脱水,使纸幅固结。
5)纸机干部
纸机干部包括干燥、压光、卷取等工序。其中干燥是通过热蒸发脱去残余水分,湿纸幅经过一系列旋转的蒸汽烘缸,水分被蒸发掉并通过排风被带走;压光是指用辊子进行碾压, 目的是为了获得光滑的印刷表面;卷取是指将成品集卷成规定的纸卷。通常在压光过程中还可以同时进行涂布。
6)白水回收处理系统