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标本兼治,以技术集成示范提升造纸业水污染防治水平
中国纸业网造纸厂设备:2018-9-26 造纸机械|卫生纸机|铜版纸|瓦楞纸|造纸业
  造纸业是我国水污染较严重的污染行业之一,长期被列为我国水环境污染控制与防治的重点,多年来造纸厂的污染治理一直是令人十分头痛的难题。

“十二五”期间,针对制浆造纸行业节水减排及废水资源化利用技术需求,国家水体污染控制与治理科技重大专项(以下简称“水专项”)重点流域造纸行业水污染控制关键技术产业化示范课题围绕水污染物排放量大的化学法制浆、化学机械法制浆、废纸制浆及造纸生产过程水污染控制、循环水处理回用、末端废水低成本深度处理等关键共性问题进行创新研发并集成示范,形成了化学法制浆清洁生产节水减排集成技术及装备、化学机械法制浆废水蒸发燃烧处理技术、废纸近中性脱墨制浆及造纸白水梯级循环回用集成技术等标志性成果,建立清洁生产与末端治理相结合的造纸行业水污染全过程控制技术体系。

         

集成化学法制浆清洁生产节水减排技术及装备,实现源头减排

这项技术成果是基于我国中大型非木材化学法制浆企业水污染源头控制模式,涵盖黑液提取率再提升技术、深度氧脱木素技术与装备、无元素氯漂白技术与装备的集成技术。

针对黑液分离问题,课题组研发集成喷淋水在线控制技术、低浓度(1%~2%)纸浆上网及延时扩散技术、置换挤压脱水技术,使黑液与纸浆更有效地分离,出浆浓度由常规10%增加至25%以上,黑液提取率提升5%以上,废水COD浓度降低25%以上。

针对纸浆二氧化氯漂白消耗大、水污染重的问题,课题组自主研发针对非木材纸浆的深度氧脱木素技术,进一步降低进入漂白工段纸浆的硬度,减少后续漂剂的用量,进而降低漂白废水的污染负荷。

课题组通过黑液提取率再提升技术,使进入氧脱系统的纸浆洗净度、浓度稳定,同时优化中浓浆泵控制逻辑,使其运行更为平稳,成功解决非木材深度氧脱木素技术难题。单塔氧脱木素率稳定在40%以上(双塔氧脱木素率可达到70%)。纸浆经深度脱木素处理后,纸浆初始白度提高,可漂性大幅增加,再辅以少量二氧化氯漂白即可达到产品要求。

通过优化提升深度氧脱木素处理,课题组从源头实现了ClO2减量50%以上;同时,将常规碱抽提E改造为压力过氧化氢强化碱抽提(Eop),实现在碱处理过程进行纸浆过氧化氢漂白,纸浆白度高,可省略D1段满足一般应用要求,大幅减少漂白废水量并减轻污染负荷。

突破废纸近中性脱墨制浆及白水梯级回用技术,实现废水高效利用

针对现有废纸脱墨制浆采用碱性脱墨,纤维强度衰变快、纸浆白度下降、废水COD及DCS浓度高、水循环封闭程度低的难题,课题组自主研发合成集润湿、去污、捕集作用于一体的多组分新型中性脱墨剂。

课题组采用了新型双鼓式高浓碎浆机,提高碎浆浓度至18%以上;实现碎浆过程油墨和纤维的高效分离及在pH7.5条件下的近中性脱墨,外排废水COD降低20%;研发阴离子垃圾(DCS)捕捉剂和改性助留剂,降低废水中DCS浓度20%以上;组合多圆盘白水过滤与三级微气浮净化处理,回收白水中80%细小纤维,实现制浆水重复利用率≥95%,造纸白水重复利用率≥90%。

升级研发多项水处理技术,建立制浆造纸水污染控制技术转移平台

通过对循环水的强化处理与分质回用,课题组升级的化学机械法制浆废水减量及资源化利用成套技术实现了送蒸发废水量由原有的13立方米/顿浆~15立方米/顿浆降至10立方米/顿浆以下,废水固形物浓度由原来的约1.5%提高到2%~3%,为后续蒸发处理降低能耗创造了有利条件;对MVR设备进行系列适应性优化升级改造,丰富了MVR用于化机浆废水蒸发的理论,预浓缩废水浓度提高20%以上;优化升级二级常规多效蒸发板片的分配器、除沫器、循环管道等设备,使蒸发吨废水处理成本减少40%以上,成功解决了化机浆废水蒸发处理成本高的难题。

课题组通过研究筛选出富含硫酸亚铁、硫酸的低成本复合Fenton药剂,同时优化H2O2分配,减少药剂无效消耗,处理成本下降10%~25%;并针对Fenton化学污泥滤水性差,出泥干度低的问题,优化化学污泥和生化污泥配比、污泥和化学品配比工艺提高滤水性能,并通过电渗透板框压滤,增强脱水,出泥干度达到45%以上,有助于降低污泥焚烧能耗。

课题组的研究成果,形成了《制浆造纸行业清洁生产评价指标体系》(发改委〔2015〕9号)、《制浆造纸工业污染防治可行技术指南》(HJ2302-2018)等两项用于指导行业污染防治的技术指南与评价方标准,并建立了一个为造纸行业清洁生产新技术及水污染防治新技术的推广转移网络平台,可为行业管理部门、市场应用企业、技术应用部门和环境监督群体等服务对象提供快速、便捷的网上信息服务,可以提供信息储存功能(数据库)、辅助决策功能及在线咨询功能等功能。在此平台基础上,通过扩展、建设造纸行业生产及污水治理门户网站,并市场化运行,可为行业发展规划的实施、产业政策调整、环境执法等多方面提供科学的决策依据。

成果示范工程清洁生产技术水平达到国际领先

通过对国内大中型制浆造纸联合企业的大量调研,对化学法制浆、化学机械法制浆、废纸制浆及造纸等典型生产过程主要水污染产生源、污染物产生量及污染防治水平进行了全面的分析评估,课题组在各主要工序的污染控制及废水减排方面取得了多项重要研究成果和技术创新。

目前,基于课题技术成果已经建成3项示范工程,示范工程年减排废水340万立方米,年削减COD 1577.6吨,年削减AOX 43.8吨。截至课题实施末期,技术应用推广企业废水处理总规模达到23.6万立方米/天,累计产值12.76亿元;关键装备(药剂)市场销售额已达8275万元。

河南驻马店市白云纸业有限公司制浆工艺清洁生产改造项目主要以白云纸业化学浆制浆生产线清洁生产为处理对象,生产规模8.8万吨/年。与改造前相比,示范生产线中段废水排放量降至30吨/t浆以下,削减18吨/t浆,年减排158.4万立方米;终排水COD≤60mg/L,年削减243.6吨;AOX产生量减少50%,年削减43.8吨。

山东太阳纸业股份有限公司化学机械法制浆过程废水近“零排放”技术改造项目依托山东太阳纸业股份有限公司下属兖州永悦纸业有限公司二期化学机械法制浆生产线,生产规模15万吨/年。与改造前相比,废水排放量削减50%以上,年减排废水150万立方米,年削减COD 450吨,成为化机浆废水资源化利用的标杆,并推广应用于其他3条化机浆生产线。

山东华泰纸业股份有限公司PM10号机实施15万吨废纸脱墨制浆生产线和造纸生产线提标改造工程。与改造前相比,示范线脱墨制浆及造纸过程的水循环利用率均达到90%以上,单位产品废水排放量降低至9.19立方米,年废水减排31.5万立方米,年削减COD 884吨。目前,这项技术已应用于PM12号机,正在广东华泰、河北华泰的废纸制浆造纸生产线上推广。

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