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造紙污水處理厭氧系統(tǒng)沼氣綜合利用技術(shù)

  一、造紙廢水的處理工藝選擇

  制漿造紙工業(yè)需要排放大量的廢水,在這些廢水中往往都含有很多化學(xué)藥品、纖維素、木質(zhì)素等,是我國自然環(huán)境污染的主要因素。相關(guān)研究顯示,在所有排放的工業(yè)廢水中,制漿造紙工業(yè)的廢水就占據(jù)了1/6的比重,其中COD和SS的占比達(dá)到了1/4。可見,必須要加強(qiáng)對造紙廢水的治理。由于制漿造紙廢水具有獨(dú)特的特點(diǎn),如濃度高,其中含有大量的COD、SS、BOD5等,因此其治理方法也與普通工業(yè)廢水的治理方法不同。常用的有物理法、化學(xué)法、生物法和物理化學(xué)法,尤其是生物法效果比較理想,應(yīng)用也較為廣泛,現(xiàn)已成為造紙廢水二級處理的主要手段。

  二、造紙廢水的厭氧處理工段沼氣回收利用

  厭氧技術(shù)在制漿造紙廠廢水處理方面的應(yīng)用,在近年來發(fā)展快速。在無氧條件下,厭氧菌可以對廢水中具有較高濃度的有機(jī)物進(jìn)行充分講解,最終形成沼氣。這種技術(shù)在國內(nèi)外均有比較廣泛的應(yīng)用,現(xiàn)在已經(jīng)有多種厭氧反應(yīng)器應(yīng)用于具體實(shí)際中。如厭氧接觸反應(yīng)器、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC)等。其中:內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器(InternalCirculation,IC)是第三代高效厭氧反應(yīng)器,其是基于UASB反應(yīng)器發(fā)展而來的,但比UASB反應(yīng)器具有更高的處理容量,而且整體投資成本也比較低,不會占用很多的土地,反應(yīng)器的運(yùn)行也比較穩(wěn)定。諸多優(yōu)點(diǎn)都顯示,該種反應(yīng)器可堪稱處理效能最高的反應(yīng)器。適合處理高濃度的有機(jī)廢水并產(chǎn)生沼氣。

  同時,通過在傳統(tǒng)廢水處理裝置上增加厭氧與沼氣處理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)造紙廢水沼氣的回收利用,該技術(shù)已成功應(yīng)用于多家企業(yè)。葉杰文曾研究發(fā)現(xiàn),沼氣的熱值很高,具有很高的利用價(jià)值,不過,現(xiàn)在厭氧廢水處理站形成的沼氣少有得到真正的開發(fā)利用。某造紙企業(yè)在對內(nèi)部設(shè)備和生產(chǎn)狀況、生產(chǎn)工藝等分析基礎(chǔ)上,采取了沼氣回收利用的措施,對造紙廢水厭氧處理工段中日產(chǎn)14000m3的沼氣進(jìn)行有效提純、凈化,成功用于供熱服務(wù),實(shí)現(xiàn)了廢水沼氣的綠色應(yīng)用。陸琪銘曾研究某造紙企業(yè)沼氣資源化再利用項(xiàng)目分析,通過對企業(yè)改造方案的技術(shù)說明以及項(xiàng)目改造前后方案的對比,進(jìn)一步分析了廢水厭氧處理工段沼氣再利用項(xiàng)目的可行性,本項(xiàng)目具有低投入高回報(bào)的特點(diǎn),投資利潤高,可促進(jìn)資源循環(huán)利用。

  三、造紙廢水厭氧處理系統(tǒng)實(shí)例分析

  下面筆者結(jié)合某造紙企業(yè)廢水處理厭氧技術(shù)改造項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)進(jìn)行分析:

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  (1)原污水處理工藝流程簡述。生產(chǎn)廢水經(jīng)廠內(nèi)管道經(jīng)格柵進(jìn)入集水井,然后由提升泵提升至調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)池前設(shè)置斜柵,進(jìn)一步去除大顆粒懸浮物,廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行混合,使后續(xù)處理工藝進(jìn)水污染物濃度和水量保持穩(wěn)定。廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池提升泵提升至氣浮池中,在氣浮池中去除大部分懸浮物。

  但是由于環(huán)保要求的提高,結(jié)合擬接管污水處理廠提標(biāo)改造計(jì)劃,擬將原排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行提高,以《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)作為提標(biāo)改造的目標(biāo)。同時擬接管污水處理廠擬提高園區(qū)排污單位的接管標(biāo)準(zhǔn),COD接管標(biāo)準(zhǔn)從1200mg/L提高到900mg/L。因此,針對高濃度生產(chǎn)廢水,該造紙公司在原污水處理系統(tǒng)(即物化系統(tǒng))后新增了厭氧處理系統(tǒng),降低廢水的出水濃度。

  (2)新增厭氧系統(tǒng)流程簡述。淺層氣浮池處理后的水經(jīng)提升泵提升至預(yù)調(diào)節(jié)池中,調(diào)節(jié)池目的是厭氧條件更加穩(wěn)定,經(jīng)調(diào)節(jié)后的水提升至IC反應(yīng)器,進(jìn)行厭氧處理,IC反應(yīng)器密閉,厭氧產(chǎn)生的沼氣經(jīng)管道收集至沼氣處理系統(tǒng),沼氣處理系統(tǒng)通過燃燒沼氣產(chǎn)生蒸汽,提供給生產(chǎn)工段;同時廢水自流至污水在線監(jiān)測池,達(dá)標(biāo)后經(jīng)泵輸送至擬接管污水處理廠。

  通過本環(huán)評分析,該造紙企業(yè)污水處理站通過新增厭氧反應(yīng)器后,厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣,進(jìn)入新增的沼氣鍋爐有效利用,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的效果,研究表明,每去除1kgCOD大約產(chǎn)生0.35m3沼氣,本項(xiàng)目年處理生產(chǎn)廢水3838117m3/a,廢水進(jìn)入?yún)捬跸到y(tǒng)的濃度為1664mg/L,出水濃度為748.8mg/L,厭氧工段去除COD量為3512.6t/a,則每年產(chǎn)生沼氣量為122.9萬m3/a,折合3616m3/d。每m3沼氣具有約29288kJ熱值,相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤3.6t,全年按340d計(jì),則年節(jié)約煤1224t/a,減少了環(huán)境污染,同時本項(xiàng)目配套的沼氣鍋爐容量為6t/h,每年可提供蒸汽47520m3。

  四、總結(jié)

  當(dāng)前我國造紙廢水厭氧處理技術(shù)與國外相比,還存在一定的需要改進(jìn)的地方。在具體實(shí)踐中,應(yīng)結(jié)合制漿造紙實(shí)際,對厭氧反應(yīng)器的相關(guān)工作條件進(jìn)行完善,以有效去除高濃度有機(jī)廢水,使造紙廢水出水濃度能夠滿足污水處理廠的接管標(biāo)準(zhǔn)。并且厭氧處理系統(tǒng)過程中可產(chǎn)生可觀的沼氣量,通過收集利用,減少煤炭使用量,降低對環(huán)境的污染,企業(yè)既可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,又可降低環(huán)境成本,可見造紙企業(yè)污水處理采用厭氧處理系統(tǒng)是一個循環(huán)利用資源、節(jié)約能源,對環(huán)境友好的項(xiàng)目。相信厭氧反應(yīng)器一定可在造紙廢水處理行業(yè)有廣闊的應(yīng)用天地。( >

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