造紙工業(yè)在制漿、漂白、洗滌和抄紙的制造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢水,其排放量是我國(guó)工業(yè)廢水排放量的前三位,造成的水環(huán)境污染也是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的熱點(diǎn)之一?;鹆Πl(fā)電廠則因其運(yùn)行系統(tǒng)中循環(huán)冷卻水需求量大而成為工業(yè)產(chǎn)業(yè)中耗水大戶,其耗水量占火電廠整體耗水量的20%以上。因此,本文針對(duì)本文針對(duì)造紙廢水的水質(zhì)特點(diǎn)與火電廠冷卻水用水需求,綜述了造紙廢水處理工藝與造紙廢水在火電廠冷卻水應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀,為造紙廢水在火電廠冷卻水系統(tǒng)中應(yīng)用提供理論參考。
一、造紙廢水性質(zhì)與處理工藝介紹
1、造紙廢水的 >
造紙廢水指制漿造紙工藝過(guò)程中產(chǎn)生的廢水,由于其成分復(fù)雜,好氧量大,難降解物質(zhì)較多,是我國(guó)主要工業(yè)污染源之一。我國(guó)制漿造紙工藝程序主要為制漿、抄紙、涂布與加工工序,在此過(guò)程中主要生成制漿蒸煮廢液、洗滌廢水、漂白廢水與紙機(jī)白水等廢水,由于各個(gè)工序所選擇的工藝不同會(huì)造成污染物種類(lèi)與濃度有所不同,其水質(zhì)特點(diǎn)以及產(chǎn)生的影響見(jiàn)表1。
由表1可知,造紙廢水的特質(zhì)包括高色度、CODCR、BOD5、SS,以及含有大量纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)等,同時(shí)也由于含有其他有機(jī)氯化物、有機(jī)硫化物和小分子有機(jī)物等具有較大毒性。雖然造紙廢水在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)廢水進(jìn)行一定的循環(huán)利用,但處理后的中水會(huì)對(duì)部分機(jī)器造成影響,因此中水利用率較低,仍有大量廢水排入水體造成水環(huán)境污染。
2、造紙廢水水質(zhì)特點(diǎn)及其產(chǎn)生的問(wèn)題。
隨著《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB3544—2008)實(shí)施,收緊了制漿造紙工業(yè)關(guān)于CODCr、BOD5、SS的排放指標(biāo),部分指標(biāo)在景觀一般的二級(jí)生化處理辦法仍然難以達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求,主要包括CODCr、色度等,其中造紙廢水存在問(wèn)題及分析見(jiàn)表2。因此需要對(duì)造紙廢水進(jìn)行深度處理,將處理后的再生水應(yīng)用于火電廠冷卻水系統(tǒng)中可一定程度上對(duì)減少造紙廢水對(duì)水環(huán)境的排放、降低企業(yè)排污費(fèi)用、合理利用水資源消耗具有重要意義。
二、火電廠冷卻水回用系統(tǒng)技術(shù)
1、火電廠冷卻水水質(zhì)特點(diǎn)。
火電廠是我國(guó)電力系統(tǒng)的一個(gè)重要分支,其發(fā)電量占我國(guó)總發(fā)電量的80%以上,同時(shí)耗水量巨大。其中冷卻水系統(tǒng)是主要耗水系統(tǒng),耗水量占電廠整體耗水量80%,是完成蒸汽循環(huán)的重要組成部分?;痣姀S冷卻水循環(huán)系統(tǒng)可分為直流冷卻系統(tǒng)和循環(huán)冷卻系統(tǒng)兩類(lèi),直流冷卻系統(tǒng)需水量大同時(shí)會(huì)造成水源水溫升高而危害環(huán)境,通常為海濱電廠所使用。循環(huán)冷卻系統(tǒng)又可細(xì)分為封閉式循環(huán)系統(tǒng)和敞開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng),封閉式循環(huán)系統(tǒng)水量損失率低,但設(shè)備投資大、耗電量高,通常用于缺水地區(qū)的火電廠。大部分火電廠采用敞開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng),即通過(guò)冷卻塔使用冷卻水進(jìn)行降溫,并對(duì)冷卻水進(jìn)行回收處理后循環(huán)使用。但回收過(guò)程中由于離子的累計(jì),仍然需要更新部分冷卻水,排掉一部分循環(huán)水,因此火電廠對(duì)于水量需求仍然很大??紤]到工程投資、經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)境效應(yīng),對(duì)造紙廢水與火電廠再生水回用的結(jié)合應(yīng)用可有助于緩解水資源環(huán)境緊缺、減少?gòu)U水消耗,并對(duì)減少污水處理廠負(fù)荷具有重要意義。
2、造紙廢水在電廠冷卻水的應(yīng)用。
造紙廠廢水與火電廠回用水的主要限制指標(biāo)為硬度、堿度和溶解性,需要對(duì)造紙廢水進(jìn)行除鹽、除硬深度處理。目前常用的處理措施有石灰混凝澄清法、電吸附法、離子交換法、反滲透法等,而反滲透法和電吸附法由于其效果穩(wěn)定、工藝成熟,是近年脫鹽處理中較為常用的兩種方法。
(1)電吸附法。
電吸附法基本原理為通過(guò)對(duì)電極施加外電壓,以靜電場(chǎng)為推動(dòng)力強(qiáng)制將離子帶向具有相反電荷的電極處,改變雙電層處離子含量從而將溶質(zhì)從溶液中取出,實(shí)現(xiàn)脫鹽凈化目的。造紙廢水通過(guò)保安過(guò)濾器對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理后進(jìn)入電吸附模塊,經(jīng)過(guò)電吸附后進(jìn)一步深層消毒可實(shí)現(xiàn)火電廠再生循環(huán)水的利用。電吸附法通過(guò)不同電極材料的結(jié)合,可增大吸附容量,無(wú)需添加任何的酸堿鹽等解吸劑,具有簡(jiǎn)單、易控制、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
(2)反滲透法。
反滲透法除鹽原理為以靜壓強(qiáng)為推動(dòng)力,通過(guò)分子擴(kuò)散膜將溶劑與溶液分離,實(shí)現(xiàn)回用冷卻水凈化目的。造紙廢水在預(yù)處理后需要經(jīng)過(guò)微濾降低水中的COD、色度和AOX,再通過(guò)反滲透技術(shù)以實(shí)現(xiàn)火電廠再生循環(huán)水的利用。反滲透技術(shù)有能耗低、占地少、效率高等優(yōu)點(diǎn),在造紙廢水的深度處理方面具有較大的優(yōu)勢(shì)。兩種處理工藝的參數(shù)比較見(jiàn)表3所示。就處理參數(shù)而言,在除鹽率問(wèn)題上反滲透法具有較高一些優(yōu)勢(shì),而水回收率則是電吸附法較高。同時(shí)電吸附法對(duì)于工作溫度要求較低,較少結(jié)垢,保養(yǎng)頻率較低,使用壽命較長(zhǎng),能耗較低而優(yōu)于反滲透法。
火電廠的冷卻水系統(tǒng)需要大量的補(bǔ)充水量,對(duì)于600MW熱聯(lián)機(jī)組而言,其冷卻水耗水量可達(dá)1500-2000m3,但由于對(duì)其水質(zhì)要求不高,因此在不影響凝汽器的冷凝效果和損傷設(shè)備的前提下,達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的造紙廢水即可作為循環(huán)冷卻水回用。對(duì)于實(shí)現(xiàn)造紙廢水與火電廠冷卻水資源重復(fù)利用具有重要意義,即可以保護(hù)環(huán)境同時(shí)可降低廢水消耗,有利于促進(jìn)社會(huì)發(fā)展與水環(huán)境和諧相處。
三、結(jié)果與展望
火電廠耗水量大,而造紙廢水在火電廠冷卻水結(jié)合應(yīng)用,不僅能降低水資源的浪費(fèi),同時(shí)可以整合企業(yè)資源,減少消耗同時(shí)滿足企業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求。造紙廢水作為再生水回用于火電廠冷卻系統(tǒng)應(yīng)加以全面考慮,在進(jìn)行回用水防腐、防垢處理后,還應(yīng)全面考慮循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕問(wèn)題。總體而言,我國(guó)造紙廢水回用的發(fā)展勢(shì)頭迅猛,隨著火電廠的發(fā)展與環(huán)境資源要求的提高,造紙廢水處理回用技術(shù)在火電廠具有廣闊的應(yīng)用前景。( >
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