造纸工业废水处理中的预处理.docx

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造纸工业废水处理中的预处理

造纸工业废水处理中预处理

　　造纸工业所产生废水具有种类繁多、水量大、有机污染物含量高特点，属难处理工业废水之一，废水来源于制浆及造纸各个工艺环节中，其物理性质及有机污染物浓度各不相同，针对废水特征确定有效处理工艺，当前用于造纸工业废水处理主要方法有沉淀、气浮、吸附、膜分离、好氧生物、厌氧生物等处理方法以及几种工艺结合处理方法。

无论采用什么样方法，废水都需要进行预处理，预处理主要是为了改善废水水质，以便满足各工艺进水要求，提高废水处理整体效果，确保整个处理系统稳定性，因此预处理在造纸工业废水处理中具有非常重要地位。

造纸工业废水处理中预处理可分为厂内预处理和厂外预处理，厂内预处理主要是对白水中纸浆进行回收，常采用过滤、气浮等进行回收利用，能够避免大量纸浆进入废水处理系统中，既提高了纸浆得率又节约了废水处理成本；厂外预处理主要是为了保证进入物化、生化等处理系统废水能够最大程度满足工艺要求，能够使系统稳定运行。

　　预处理工艺主要有：

格栅、筛网、纤维回收系统、调节水量及水质、等工艺组成。

可根据不同造纸工业废水水质采取不同预处理手段，去除一部分污染物，改善废水水质，使整个废水处理系统处理效果达到最佳。

　　1.格栅、筛网

　　由于造纸工业废水中常含有树皮、木屑、塑料、纸浆纤维屑等细小悬浮物，如以木材为原料制浆厂在备料过程中排放废水中往往含有树皮、木屑等，在造纸过程中抄纸等工序中会产生大量白水，白水中含有较高纤维浓度。

这些物质会对水泵等造成损害对主体处理工艺造成影响，特别是对生物处理中UASB、水解酸化等工艺布水系统造成严重堵塞，因此在进入水泵及主体处理系统之前对其进行拦截，设置格栅拦截大悬浮物，设置筛网拦截细小悬浮物。

　　格栅一般用在大水量造纸废水处理中，由于废水水量大，且悬浮物颗粒种类较多，设置格栅能够有效拦截较大悬浮物，处理能力高，不易堵塞，针对造纸废水特点我公司在工程实践中一般设置粗细格栅，粗格栅栅缝间隙常采用10-15mm，细格栅栅缝间隙通常采用1-5mm。

格栅机主要有回转式机械格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机、反切式旋转细格栅机等，我公司常用主要有反切式旋转细格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机等。

　　筛网通常应用在水量相对较小、废水中含有大量细小悬浮物如纸浆等，同时还可以去除大颗粒漂浮物，对悬浮物及大颗粒物质去除率可达到90%以上。

工程实践表明，筛网间隙一般为30~60目，安装形式采用固定式安装，安装角度为40~50°，安装角度不易过大，过大则造成过水负荷降低，使处理能力降低同时也增加了部分投资，过小则易造成筛网堵塞，加大了清渣难度，影响处理效果。

　　2.纤维回收系统

　　造纸废水中含有大量纸浆纤维，如果不对纸浆纤维进行回收，将有大量纸浆进入废水处理系统中，严重影响废水处理系统处理效果，同时造成纸浆浪费。

厂内纤维回收系统主要用于造纸白水纤维回收，一方面进行白水循环减少白水排放量，另一方面采用筛网、多圆盘过滤、气浮、沉淀等方法进行回收纸浆纤维，厂外纤维回收常采用筛网过滤方法进行纸浆纤维回收。

　　筛网过滤主要有：

重力自流式筛网过滤、普通旋转过滤机、反切单向流旋转过滤机、双向流旋转过滤机等。

　　重力自流式筛网过滤是废水通过集水槽溢流堰均匀布水到筛网上，由于重力作用，滤液从筛网缝隙中流出，纸浆纤维在重力及水冲力作用下沿筛网流入集渣槽中，达到浆水分离作用。

　　普通旋转过滤机过滤滚筒及安装地面有一角度，废水从上部进入滚筒，进水口滤网内壁程90度角，过滤滚筒在旋转过程中滤液从滤网缝隙中排出，纸浆自动排到滚筒另一端。

　　反切单向流旋转过滤机采用卧式滚筒结构，传动方式可分为链条式和齿轮式，废水均匀布水到逆水流方向滤网内壁上，水流及滤网形成反切相对运动，滤液从网缝隙中排出，纸浆纤维被截留在网内壁，在导板作用下，从排渣端自动排出。

从而达到纸浆及废水分离作用；反切双向流过滤机原理及单向流相同。

　　3.调节

　　由于造纸工业在生产过程废水排放多样性，使排出废水水质及水量在一日内有一定变化，因此要求对废水进行进行调节，均衡水质，使其能够均匀进入后续处理单元，提高处理效果。

废水调节主要分为：

水量调节和水质调节。

　　废水处理设备及构筑物都是按一定水量标准设计，要求均匀进水，特别对生物处理系统更为重要，为了保证后续处理系统正常运行，在废水进入处理系统之前，预先调节水量，使处理系统满足设计要求。

　　根据造纸工业工艺不同，废水水量、水质不同，调节池停留时间也各不相同，当处理水量比较小时，停留时间可选大些，当处理水量比较大时，停留时间可根据具体情况选小些，一般为4~8个小时。

　　虽然废水在进入调节之前通过格栅、纤维回收等措施去除了大部分悬浮物，但还是会有一部分悬浮物特别是纸浆流进调节池，为了防止沉淀，同时为了加强废水均匀性，可考虑在调节池内增加曝气装置，可有效改善废水水质特性。

　　4、结论

　　总之，造纸工业废水是一种水量大、色度高、悬浮物含量大，有机物浓度高、组分复杂难处理有机废水，通过大量工程实践证明，造纸工业废水综合治理工艺路线中废水预处理工艺是非常重要，它关系到整个系统稳定运行和达标排放，同时也涉及到运行成本高低，废水进行预处理后可大大改善废水水质，有利于造纸废水进行进一步处理，最终达到去除污染物之目。

因此预处理工艺在造纸工业废水处理中是必不可少关键技术之一。

轧制高压管循环冷却水处理

前言

　　衡阳钢管厂高压锅炉管工程，设计规模为年产管径25～114mm、壁厚2.5～12mm热轧无缝钢管16.5×104ｔ。

主要设备三大主机为：

穿孔机，连轧机，张碱机，由德国德马克公司提供。

　　投运初期，生产不正常，加上补充水水质较好，系统全为新设备，故未对水处理给予足够重视。

但是在1999年底全厂大修时，将设备打开后发现问题严重。

一是腐蚀，从设备表面看，多处呈均匀腐蚀。

经测定点蚀深度最大处为1.2mm，水中铁离子含量高达2.4mg/L，碳钢腐蚀速率为0.45mm/a，远大于国家标准0.125mm/a。

二是微生物及藻类繁殖，目视可见冷却塔填料、积水池壁青苔及藻类。

分析表明：

水中异养菌总数达5.5×106个/mＬ。

细菌引起粘泥大量沉积在换热设备中，堵塞水管冷却塔填料及换热设备。

如12台电机设备，30台换热器，加热炉4座，运行不到一年时间因腐蚀不得不更换。

因此，必须进行循环水加药处理。

1　循环冷却水系统概况

1.1　系统组成

　　详见工艺流程图1、图2。

1.2　工艺参数

　　该项目总用水量为2320m3/h，其中净环水系统为1307m3/h，设计水循环率为94.8％，浓缩倍数为2.5，采用两座600m3/h、温差△ｔ为10℃（进水42℃，出水32℃）冷却塔，补充水量120m3/h，水质见表1。

浊环系统为1013m3/h，循环率为92％，浓缩倍数为2.0，采用一座1000m3/h冷却塔，其补充水为净环系统排放水，约为50m3/h。

两个系统中主要材质都为a3钢、黄铜。

表1补充水水质

项目

参数

总硬度/（mmol·L-1）

2.5

浊度/（mg·L-1）

2～5

pH值

6～8

硫酸盐/（mg·L-1）

25

氯化物/（mg·L-1）

6

碱度/（mg·L-1）

100

溶解氧/（mg·L-1）

8～10

好氧量/（mg·L-1）

1.5～2.0

总溶固/（mg·L-1）

140

2　水处理方案

2.1　药剂筛选

　　根据Langelier和Ryzner指数法对水质进行分析得出，补充新水属腐蚀型水质，当浓缩倍数为3倍时，呈轻度结垢倾向。

夏季，微生物繁殖严重，藻类和青苔在系统四壁到处可见。

　　根据衡阳地区水质特点及我厂循环水系统运行所出现问题，我们着重进行了缓蚀及杀灭微生物方面药剂评定和筛选。

在进行“旋转挂片”腐蚀试验中，着重考察了有机膦酸盐、聚羧酸盐、磺酸类共聚物、无机磷系、锌盐、钼酸盐等药剂以及相互间协同效应。

净环水浓缩倍数K取2.5倍，浊环水控制悬浮物SS＜100mg/L，油含量20mg/L。

水稳配方侧重考察缓蚀效果，以表1所示补充水水质，配成浓缩倍数为3倍水质进行试验。

旋转挂片试验结果见表2。

表2旋转挂片试验结果

配方

腐蚀速率/碳钢（mm/a-1）

阻垢率/%

净环水

浊环水

净环水

浊环水

空白试验

0.82

0.75

1#

0.106

0.113

92.5

92.3

2#

0.112

0.098

90.1

90.8

3#

0.079

0.104

93.14

91.5

4#

0.083

0.108

88.3

87.5

5#

0.046

0.039

97.4

96.2

6#

0.068

0.073

93.4

94.0

7#

0.093

0.089

90.3

91.0

8#

0.102

0.095

86.4

82.5

9#

0.032

0.041

98.2

96.4

10#

0.066

0.068

90.1

90.5

注：

水稳定剂用量均为30mg/L。

　　由表2中可见，所选9#配方效果最佳，该配方主要成份为：

有机膦酸盐HEDP，丙烯酸-磺酸盐共聚物［1］，锌及铜缓蚀剂苯骈三氮唑。

2.2　动态模拟实验

　　动态模拟实验采用9#配方，预膜选用无机磷及苯磺酸盐和表面活性剂组成复合配方，调pH值6.5～7.5，预膜36ｈ，试验共进行20ｄ。

实验结果见表3。

表3动态模拟试验结果

测定项目

碳钢

不锈钢

试验时间/h

320

320

试管长度/mm

140

140

试管腐蚀面积/cm2

40.2

35.2

试管原重/g

33.2977

29.3952

试管试验后重/g

33.5190

29.5569

污垢增重/g

0.2685

0.1652

试管去污后重/g

33.2505

29.3911

腐蚀失重/g

0.0472

0.0035

腐蚀率/（mm·a-1）

0.035

0.0031

试管试验前后体积差

0.045

0.066

平均垢厚/mm

0.1254

0.0838

污垢热阻/（m2·K·W-1）

2.88×10-4

2.88×10-4

污垢沉积率/（mg·cm-2·m-1）

13.4

9.39

　　由表3知，碳钢试管腐蚀速率和污垢热阻均小于国家标准［2］。

2.3　杀菌剂选择

　　根据循环水中微生物、藻类较严重这一点，我们选用了两种杀菌剂交替使用。

一种是以剥离为主非氧化型杀菌剂新洁尔灭，该药剂不但具有很强剥离作用，还有很好杀菌能力，尤其对硫酸盐还原菌。

日常投加杀菌剂是以抑制为主非氧化型杀菌剂异噻唑啉酮。

经试验，该种杀菌剂杀菌率可达99％以上。

3　现场应用

3.1　系统清洗及钝化

　　首先对净、浊循环水系统进行了不停车清洗。

其次是对整个系统表面及管道、填料中粘泥及藻类进行一次杀生剥离。

所投清洗剂为柠檬酸加表面活性剂OP及缓蚀剂，控制pH值2～3，运行24ｈ后置换排放，并进行钝化处理。

钝化剂以NaNO2为主，调pH至9.5，24ｈ后置换排放。

分析结果显示：

总共洗掉铁锈（以FeO计）454kg，粘泥及泥垢全部洗掉，大多数设备表面呈现金属本色。

3.2　预膜及日常运行

　　系统清洗钝化处理后，随即投入预膜处理，在pH为7.0时加入1000mg/L预膜剂（主要成分为三聚磷酸钠、苯磺酸钠和表面活性剂），运行48ｈ，挂片表面呈暗亮色，说明预膜效果良好。

然后转换排放，使预膜剂含量降至100mg/L后转入正常投药。

　　日常投药采用加药装置，用计量泵进行。

加量为30mg/L。

对浊环系统加药，采用净环水排污水作为浊环水补充水，适当再补加约10mg/L及净环系统相同药剂。

同时用碳钢挂片进行监测，每天对水质及药剂含量进行分析。

投药运行至今已有一年，整个轧钢生产线水处理指标正常，系统浓缩倍数达3倍。

腐蚀控制在0.035mm/a，微生物指标经测定为2.1×102个/mＬ。

4　存在问题

　　经过对循环水投药运行后，解决了系统腐蚀和微生物问题，但水中油含量（＞20mg/L）和作为轧管冷却剂石墨粉（≤200目），对设备影响还是显而易见。

下一步准备采用投加无机及有机高分子絮凝沉降剂，将此问题解决。

使浊环系统乳化油降至10mg/L以下，去除石墨粉使循环水处理更进一步。