廣州市綠燁環(huán)保設(shè)備有限公司作者
我國(guó)以秸稈為原料的中、小造紙廠(chǎng)很多,但是黑液污染問(wèn)題目前還沒(méi)有得到很好解決,早先提出的堿回收黑液治理措施,由于投資大,一般中、小造紙廠(chǎng)難以承受,再加上該措施工序多,運(yùn)行、操作復(fù)雜,又難以達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn),實(shí)踐結(jié)果表明很難推廣應(yīng)用。
經(jīng)各方面努力探索,推出黑液資源化的途徑,即把黑液固、液分離,制成木質(zhì)素磺酸鹽干粉。這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是科技含量高,工程技術(shù)*,工藝流程簡(jiǎn)單,投資少,且回收的木質(zhì)素磺酸鹽有很廣的用途和很好的經(jīng)濟(jì)效益。工程項(xiàng)目建成后,不僅能將造紙黑液轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,且工程轄區(qū)無(wú)廢水排放口,無(wú)二次污染,達(dá)到良好的治污效果,環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益俱佳?! ‖F(xiàn)在許多紙廠(chǎng)也都想盡快解決黑液污染問(wèn)題,但因資金等問(wèn)題難以解決,致使治理工程無(wú)法啟動(dòng)?,F(xiàn)在用黑液資源化治理辦法,同時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品木質(zhì)素磺酸鹽可獲得很好的經(jīng)濟(jì)效益。
一、造紙黑液的成因
非木纖維(秸桿)造紙過(guò)程中產(chǎn)生的廢水有:
1、蒸煮后的紙漿原液經(jīng)壓濾后殘留的廢液(即黑液)。
2、分離濃液產(chǎn)生的漂洗水。3、造紙機(jī)產(chǎn)生的白水。
造紙機(jī)產(chǎn)生的白水,經(jīng)處理后可以回用,但黑液和漂洗水則無(wú)法循環(huán)使用。該部分水約占造紙廠(chǎng)污染物排放總量的90%以上,廢液排放后將嚴(yán)重污染環(huán)境,故國(guó)家嚴(yán)禁直接排放。
二、黑液成份
造紙?jiān)嫌玫慕斩?,均含有纖維素、木質(zhì)素和半纖維素(聚糖類(lèi))三部分,造紙僅取用其中的纖維素(約占40%),而其中約占25%的木質(zhì)素與約占28%的半纖維素以及木糖、鉀、氮、磷等物,則隨黑液廢棄。而黑液中所含的木質(zhì)素、半纖維素以及木糖、鉀、氮、磷等物質(zhì),在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都是有很高利用價(jià)值的。
三、造紙黑液資源化治理技術(shù)方案
漿液分離→蒸發(fā)濃縮(中段進(jìn)行磺化反應(yīng))→噴霧干燥
漿液分離:將原始料漿除雜質(zhì)后,經(jīng)過(guò)具有“三擠兩置換”功能的雙網(wǎng)漿液擠壓機(jī),使黑液提取率≥90%,黑液濃度8~10%左右,提取黑液≤10m3/t漿;
蒸發(fā)濃縮:漿液分離后的黑液,濃度約8~10%,經(jīng)節(jié)能臥式噴淋蒸發(fā)裝置蒸發(fā)濃縮后的濃度為40%左右,蒸發(fā)過(guò)程中,蒸發(fā)器熱源產(chǎn)生的蒸汽冷凝水可作鍋爐補(bǔ)充水,或在生產(chǎn)中使用,濃縮過(guò)程中的蒸發(fā)冷凝水可回用無(wú)污水排放;蒸發(fā)濃縮中段經(jīng)過(guò)高壓反應(yīng)釜進(jìn)行磺化反應(yīng);
噴霧干燥:濃縮后的黑液經(jīng)過(guò)高速離心噴霧干燥機(jī)進(jìn)行噴霧干燥制取木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品,有廣闊用途。
四、其它造紙黑液的治理技術(shù)現(xiàn)狀
1.1堿回收法
傳統(tǒng)的堿回收技術(shù)采用:濃縮—燃燒—苛化工藝,從而達(dá)到回收堿并循環(huán)利用之目的。大型木漿造紙廠(chǎng)堿回收率以達(dá)90%,非木原料制漿廠(chǎng)(稻、麥草、蘆葦、蔗糖渣等)堿回收率可達(dá)70%以上。采用堿回收可以大大的降低黑液的高負(fù)荷污染,BOD5可以減少80%~85%,此外還可以回收熱能化學(xué)品降低成本增加經(jīng)濟(jì)效益。
該法的優(yōu)點(diǎn)是:黑液中的有機(jī)物經(jīng)燃燒產(chǎn)生蒸汽供本廠(chǎng)使用,不存在市場(chǎng)銷(xiāo)售問(wèn)題;可降低全廠(chǎng)80%左右的污染負(fù)荷;可回收50%以上的燒堿,是較*的污染治理技術(shù)。對(duì)于中小型草漿企業(yè),該法存在一定的不足:項(xiàng)目投資、運(yùn)行費(fèi)用高,年產(chǎn)漿1.7萬(wàn)t以上的制漿廠(chǎng)方可實(shí)現(xiàn)微利運(yùn)行;麥草黑液發(fā)熱量低、粘度大、含硅量高,使堿回收成本高、堿回收率低、操作難度大,苛化、燃燒等工藝過(guò)程仍需改進(jìn),否則無(wú)法正常運(yùn)行。
1.2物理化學(xué)法
1.2.1酸析法
將提取黑液經(jīng)微濾機(jī)去除細(xì)小纖維后,進(jìn)入加有酸液的木素分離機(jī),控制pH值使木素析出并經(jīng)加熱、壓濾脫水成為木素產(chǎn)品。該法使CODCr去除率達(dá)到80%,SS去除率約為85%,色度去除率達(dá)95%,木素回收率在80%左右,對(duì)于削減有機(jī)物染負(fù)荷有顯著作用。
此方法的優(yōu)點(diǎn)是:工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,投資較小,削減有機(jī)物染負(fù)荷的同時(shí)回收木素。同時(shí)存在一系列不足:技術(shù)上設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,木素較難過(guò)濾、脫水;工藝上處理后的殘液不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),且呈酸性,需進(jìn)一步處理;經(jīng)濟(jì)上必須降低用酸成本,同時(shí)木素產(chǎn)品存在銷(xiāo)路問(wèn)題。
1.2.2混凝沉淀法
將黑液酸化后,投加絮凝劑混凝沉淀,固液分離后,沉渣作為燃料焚燒,濾液再經(jīng)吸附過(guò)濾后部分回用于制漿工段,其余排入中段廢水。該方法初期投資較低,適用于年產(chǎn)萬(wàn)噸以下的小造紙廠(chǎng),但存在較多的不足:處理不*,BOD5處理率僅為20%左右;產(chǎn)生的污泥量大、脫水難、處理難,實(shí)際是一種污染轉(zhuǎn)移的方法;運(yùn)行費(fèi)用對(duì)絮凝劑價(jià)格敏感,常年運(yùn)行費(fèi)較高。
1.3厭氧生物處理法
草漿黑液經(jīng)過(guò)預(yù)處理后,采用厭氧處理工藝降低CODCr,回收部分沼氣能量。厭氧流程普遍使用效率較高的AFB(厭氧流化床)、UASB(上流式厭氧污泥床)或具有兩相厭氧特點(diǎn)的ABR(厭氧折流板反應(yīng)器),CODCr去除率一般為50%左右。在條件具備的情況下,將造紙黑液與其它廢棄物、液混合處理,可以達(dá)到相互利用、以廢除廢的效果。
相對(duì)于好氧生物法,厭氧工藝處理高濃度有機(jī)廢水有其*的優(yōu)點(diǎn):能夠以沼氣形式回收能源,污泥產(chǎn)量低,對(duì)復(fù)雜有機(jī)物初步降解,對(duì)后續(xù)工藝有利。其主要缺點(diǎn)是:對(duì)廢水中有毒物質(zhì)敏感;處理不夠*,必須有后續(xù)工藝芳能使污水達(dá)標(biāo)排放;運(yùn)行管理相對(duì)復(fù)雜,對(duì)堿無(wú)法回收。
1.4綜合利用法
1.4.1資源化治理
采用酸析提取木素并獲得木素產(chǎn)品,上清液經(jīng)石灰苛化,分離出鈣鹽和堿性溶液,鈣鹽作為建材原料,堿性溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮得到糖礦漿產(chǎn)品。蒸發(fā)出的冷凝水全部回收,用于真空洗漿,從而黑液全部被利用,實(shí)現(xiàn)*。
資源化治理有變廢為寶的優(yōu)點(diǎn),設(shè)備較簡(jiǎn)單,系統(tǒng)運(yùn)行較穩(wěn)定;但為了不影響制漿質(zhì)量,堿性清液回用率不能超過(guò)25%,致使相應(yīng)的堿回收率僅為5%;處理過(guò)程中生成的各種產(chǎn)品由于雜質(zhì)較多,無(wú)綜合利用價(jià)值,需進(jìn)一步處理。
1.4.2資源化利用
直接利用草漿黑液加入煤粉制造黑液水煤漿,通過(guò)燃燒獲得熱能,燃燒后的排氣達(dá)標(biāo),殘?jiān)捎米鹘ú?;或?qū)⒑谝和ㄟ^(guò)化學(xué)法改性,用作鉆井泥漿降粘劑;另一研究方向是提取黑液中的木質(zhì)素,通過(guò)化學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行改性,成為化工原料,可制成減水劑、瀝青乳化劑、水處理劑等,對(duì)此已有大量研究成果。
對(duì)黑液進(jìn)行資源化利用,拓寬了黑液污染治理的思路,企業(yè)可根據(jù)實(shí)際情況充分應(yīng)用。年產(chǎn)萬(wàn)噸漿造紙企業(yè),采用傳統(tǒng)堿回收技術(shù),年虧損110~140萬(wàn)元;規(guī)模擴(kuò)大為年產(chǎn)1.7萬(wàn)噸以上,可保持微利運(yùn)行;規(guī)模大于2.5萬(wàn)t,堿回收工藝每年可為企業(yè)盈利200萬(wàn)元以上,堿回收經(jīng)濟(jì)效益與企業(yè)規(guī)模正相關(guān)。SO2酸析法、酸析+厭氧工藝、資源化治理的效益都取決于所生產(chǎn)的木素銷(xiāo)路及價(jià)格,開(kāi)發(fā)、推廣木素的市場(chǎng)應(yīng)用具有重要意義。LB_1堿析法雖設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,但堿回收率僅為5%,回收的木素雜質(zhì)多,無(wú)綜合利用價(jià)值,僅可作為削減草漿黑液的過(guò)渡性措施。
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