废纸造纸短流程动态平衡水循环利用工艺
导读：废纸造纸与传统的麦草碱法蒸煮制浆造纸对比。年造纸废水排放的COD达148.8万吨。废纸造纸动态平衡短流程水循环工艺。动态平衡短流程，废纸造纸短流程动态平衡水循环利用工艺。
关键词：废纸造纸，造纸废水，动态平衡短流程
造纸行业是我国水环境污染的主要行业，2008年造纸废水排放的COD达148.8万吨，占全国工业COD总排放量的三分之一。目前有效减少造纸废水污染的措施是：“改善原料结构，提高木浆和废纸的比重”。废纸造纸与传统的麦草碱法蒸煮制浆造纸对比，吨纸水耗为60t比300t。，动态平衡短流程。可见废纸造纸是解决我国造纸废水污染的主要途径之一。因此，如何解决废纸造纸废水的污染，使其循环利用，是今后造纸行业的主要课题之一。
1 废纸造纸动态平衡短流程水循环工艺
动态平衡短流程水循环技术与传统的制浆造纸生产技术相比，首先突破了传统制浆造纸废水集中后采用各种方法进行处理、使水质符合制浆造纸用水要求后再回用各道工序的思维模式，是一种采用造纸废水物理处理、短流程逆向分段回用的工艺。同时，在纸机抄造系统中，加入与废水损耗量相当的新鲜水，实现废水动态平衡。废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺流程图如下：
图一 废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺
Fig.1 regenerated papermaking short-flowdynamic balance water recycle process
如图所示，整个动态平衡短流程水循环利用工艺由四部分组成。
①水力碎浆部分
美废加水在水力碎浆机中进行碎解打浆，经介质变换器到斜网过滤，纸浆进入1号贮浆池，筛下水直接回用到水力碎浆机，形成循环重复用水和纤维污泥交替沉积。
回用水中的细小纤维污泥增加使回用水的浓度略有增高，逐步趋于稳定，同时随着回用水浓度饱和，pH值的升高，一部分交替沉积中带负电性的细小纤维污泥被吸附在长纤维上进入下道工序进行浓缩，大部分进入水中的细小纤维在水中循环使用过程中不断被利用为成纸原料，同时也使COD在该工艺段处于相对动态平衡。
②打浆浓缩部分
1号贮浆池的纸浆由泵送到洗浆机进行浓缩，纸浆进入2号贮浆池，浓缩下来的水进入贮水罐回用于水力碎浆机。
③抄纸废水回用部分
由抄纸机网箱下来的水浓度较低，此部分水回收到白水池，分别送到贮浆池、配浆池和成浆池进行稀释回用，形成循环回用。
④供水平衡部分
抄纸机的冲洗网和其他剩余水流入水沟经斜网过滤，送入沉淀池，沉淀池中澄清水溢流至贮水池，回用于水力碎浆机;沉淀池中沉淀下来的细小纤维经真空虹吸管送到污泥浓缩池，再经自然干化后送锅炉燃烧。生产过程中因为干燥蒸发损耗一部分水，需要补充地下水。贮水池是整个供水系统的水源，同时也是整个短流程水循环的平衡池，保障了供水和用水的动态平衡。
通过造纸废水物理处理、短流程逆向分段回用和不断补充新鲜水的方法不仅实现了废水的减量化，而且改善了纸机系统的操作性和稳定性;不但省略了污水处理场节省了人力、物力，而且提高了废纸原料的利用率，减少了细小纤维的流失。
2废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺的应用实例
河南滑县光明纸业有限责任公司以13#美废为原料生产育果袋纸，设计生产能力为4万t/a，主要产品黄条纹果袋纸产量为全国第一。公司2005年建有一座废水处理站，废水处理能力为2512m3/d，主要处理以下工段的废水：水力碎浆机废水、洗浆机废水、纸机废水。采用物化+生化的处理方法，其工艺流程如图2。
图2 废水处理工艺流程图
Fig.2 wastewater treatment process
该工艺能够有效地处理生产废水，运行费用为0.8~1.0元/m3，处理费用较高，公司负担较重。免费，动态平衡短流程。免费，动态平衡短流程。2007年9月，在河南师范大学生命科学学院、天津科技大学制浆造纸实验室和省环科院的协助支持下，公司制定了废纸造纸动态平衡短流程水循环利用新技术方案，参见图1。该方案于2008年7月在公司进行中试，根据中试的结果对废水处理工艺进行改造。
此次工艺改造主要是对回用水的管道和浆路管道进行改造，并且，将原来的废水集中收集后在污水站处理改为在制浆、造纸过程中形成短循环逆流回用，通过对浆浓度和pH值的控制，实现在动态平衡要求的数值区间;安装介质变换器，提高设备的吸附性，减少细小纤维的流失。免费，动态平衡短流程。
至2009年6月，工艺改造完毕并开始投入使用。
3废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺的试验
3.1水力碎浆机循环水水质及污泥产排情况
水力碎浆机是生产系统中用水量及废水产生量最大的工段，水力碎浆机碎解打浆产生的废水量为总污水处理量的73.5%，废水中细小纤维污泥较多。经改造后，斜筛水直接回用到水力碎浆机用水。回用水的污泥浓度随着时间的延长浓度略有增高，但增高到一定浓度时，就停留在0.25%~0.35%之间，趋于动态饱和。如表1所示。
表1 水力碎浆机循环用水水质一览表
| 时间 | 08.7.2 | 08.7.5 | 08.7.9 | 08.7.13 | 08.7.19 | 08.7.24 | 08.7.30 | 08.8.5 | 08.8.12 |
| 浓度 | 0.14 | 0.18 | 0.22 | 0.26 | 0.25 | 0.30 | 0.29 | 0.35 | 0.32 |
.Hydrapulper circulation water list
table1改造后的特点：流程短、直接回用;周转快，1-2分钟周转一次;废水中大部分悬浮物为细小纤维，在水循环回用中细小纤维形成交替沉积，不断被利用为成纸原料，产生的污泥少。采用短流程循环技术后，污泥排放量减少80%。
3.2循环水COD的动态平衡
由于废水在短流程循环中得到全部回用，且地下水对贮水池不断的进行补充，使回用水COD趋于一个饱和动态值。公司在×××中试期间对循环水质COD进行了跟踪监测，从2007年9月28日至2008年6月6日，每半个月监测一次，共监测17次。监测结果见下图3。
图3 循环水质COD监测结果
Fig.3 COD monitoring results of circulation water
废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺由于回用水的周期短，减少了细小纤维流失，回流到水力碎浆机中的细小纤维吸附到长纤维上进入下道工序进行浓缩，大部分进入水中的细小纤维在水循环使用中不断被利用为成纸原料，同时也使废水中的COD在各工段处于相对动态平衡，这样不但减少了80%的污泥量，而且提高了原料的利用率，较好地解决了过去集中废水处理污泥量大，遇雨雪天难处理的问题。
3.3水质恶化及高盐度和色度积累的控制
为解决循环过程中水质易变黑发臭问题，公司调整工艺配方，调节蓄水容量及沉淀时间，调整辅料用量，较好地解决了工艺中水稳定机制。根据试验结果，循环水中COD在2000~4500mg/L范围内，其来源主要是碎纸、制浆过程中细小纤维进入循环水所致。从活菌计数结果分析，虽然循环水中有一定量的细菌生长，但细菌浓度不大。免费，动态平衡短流程。只要控制循环水中细菌数量，就不会导致水质恶化。公司通过调整辅料、改变辅料添加工艺、控制浆、水的pH，随着水的循环利用辅料成分在水中的积累和联合作用，使其在合适浓度时具有一定的抑制微生物的特性，腐败微生物不能大量繁殖，少量在此特殊环境缓慢增殖的微生物可随沉淀进入污泥而被除去，使细菌数量保持在比较低的浓度范围，从而保持循环水不恶化。免费，动态平衡短流程。
辅料等成分随水的循环利用过程而被利用，少量辅料进入沉淀池、二沉池或污泥池，形成污泥脱离循环过程;同时加上生产过程上述成分的控制使用，辅料等同样可以达到动态平衡的状态，不会导致高盐的积累和色度的不断增加等问题。
[参考文献]
[1]梁继东，贺延龄，赵旭东.茶纸板厂白水处理循环回用实现废水零排放[J].中国造纸,2007,26(4)：P26~P29.
[2]钱世通.废纸造纸企业清洁生产及废水循环回用研究[D].重庆大学.2006
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