造纸废水.ppt

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1、制制 浆浆 造造 纸纸 废废 水水 处处 理理日东电工日东电工 美国海德能公司美国海德能公司广州代表处广州代表处 孙程孙程目录目录制浆造纸废水制浆造纸废水概述及特性概述及特性制浆造纸废水制浆造纸废水回用处理工艺回用处理工艺制浆造纸废水制浆造纸废水膜系统设计强化膜系统设计强化制浆造纸废水制浆造纸废水中试的目的与建议中试的目的与建议制浆造纸废水制浆造纸废水概述及特性概述及特性概概 述述据中国造纸协会对综合信息资料调查，据中国造纸协会对综合信息资料调查，20062006年全国纸及纸年全国纸及纸板生产企业约有板生产企业约有35003500家，全国纸及纸板生产量家，全国纸及纸板生产量65006500万吨

2、。万吨。据国家统计局据国家统计局20062006年统计：全部国有及年销售收入年统计：全部国有及年销售收入500500万万元以上造纸企业共有元以上造纸企业共有33883388家，从业人员家，从业人员74.7274.72万人；资产万人；资产总计总计36173617亿元；工业总产值（当年价）亿元；工业总产值（当年价）31193119亿元；主营业亿元；主营业务收入务收入30383038亿元，；产销率亿元，；产销率98.33%98.33%；利税总额；利税总额271.0271.0亿元；亿元；在统计的在统计的33883388家造纸企业中，亏损企业有家造纸企业中，亏损企业有617617家，占家，占18.21%

3、18.21%。从以上数据看，从以上数据看，20062006年全国造纸工业保持了较好的增长态年全国造纸工业保持了较好的增长态势，主要生产经济指标完成情况及总体经济效益较好。势，主要生产经济指标完成情况及总体经济效益较好。环环 境境 保保 护护根据国家环境保护总局统计：根据国家环境保护总局统计：20052005年制浆造纸及纸制品产业（统计企业年制浆造纸及纸制品产业（统计企业39113911家）用水总家）用水总量为量为76.776.7亿吨，其中新鲜水量为亿吨，其中新鲜水量为42.542.5亿吨，重复用水量为亿吨，重复用水量为34.234.2亿吨，水重复利用率为亿吨，水重复利用率为44.6%44.6%

4、；万元工业产值；万元工业产值(现价现价)新鲜水用量为新鲜水用量为183.0183.0吨，比上年减少吨，比上年减少5.35.3吨，降低吨，降低3%3%。造纸工业造纸工业20052005年废水排放量为年废水排放量为36.736.7亿吨，亿吨，占全国工业废水占全国工业废水总排放量的总排放量的16.99%16.99%。造纸工业废水排放达标量为造纸工业废水排放达标量为33.633.6亿吨，亿吨，占造纸工业废水排占造纸工业废水排放总量的放总量的91.6%91.6%，比上年提高，比上年提高1.91.9个百分点。个百分点。排放废水中化学需氧量（排放废水中化学需氧量（CODCOD）为）为159.7159.7万吨

5、，万吨，占全国工业占全国工业CODCOD总排放量的总排放量的32.4%32.4%，比上年减少，比上年减少0.60.6个百分点。个百分点。万元工业产值万元工业产值(现价现价)化学需氧量（化学需氧量（CODCOD）排放强度为）排放强度为0.0690.069吨，比上年降低吨，比上年降低8%8%。排排 放放 CODCOD 比比 值值制制 浆浆 造造 纸纸 的的 工工 艺艺 过过 程程原料储存原料储存备料备料蒸煮蒸煮洗涤洗涤筛选筛选打浆打浆施浆施浆/加填加填除砂除砂/精选精选抄造抄造磨浆磨浆除砂除砂/精选精选蒸煮蒸煮(或浸渍或浸渍)和磨浆和磨浆漂白漂白主主 要要 制制 浆浆 方方 法法 分分 类类除砂除

6、砂/精选精选化学浆化学浆半化学浆半化学浆化学机械浆化学机械浆机械浆机械浆热磨机械浆热磨机械浆(TMP)磨石磨木浆磨石磨木浆(GMP)化学机械浆化学机械浆(CMP)化学热磨机械浆化学热磨机械浆(GMP)硫酸盐法硫酸盐法(KP)NaOH+Na2S烧碱法烧碱法(Soda)NaOH烧碱烧碱蔥蔥醌法醌法(Soda-AQ)NaOH+蔥蔥醌醌亚硫酸盐法亚硫酸盐法(SP)CaSO3+H2SO3MgSO3+H2SO3碱法碱法酸法酸法中性亚硫酸盐法中性亚硫酸盐法(NSSC)Na2SO3碱性亚硫酸盐碱性亚硫酸盐法法 NaOH+Na2SO3亚硫酸氨法亚硫酸氨法 (NH4)2SO3造纸工艺过程废水分类造纸工艺过程废水分

7、类1 1工序主要污染物备料废水树皮、泥沙、木屑及水溶物(果胶/多糖/单宁等)蒸煮废水黑液(碱法)、红液(酸法)木素/糖类/化学物质污冷凝水萜烯类、醇类、酮类、醛类、硫化物、醋酸(酸法)机械浆废水有机溶出物最少，纤维、木素、助剂等洗浆/筛选中段排水(悬浮纤维、木素、助剂、盐类)废纸回收纤维、木素、助剂、油墨等漂白废水中段排水(漂白剂、木素、纤维碎屑等)造纸废水白水(纤维碎屑、木素、淀粉、助剂、盐类)造纸工艺过程废水分类造纸工艺过程废水分类2 2除砂除砂/精选精选制浆造纸废水制浆造纸废水回用处理工艺回用处理工艺粒径分布图粒径分布图umA过过滤滤对对象象分子量分子量0.001100.011000.1

8、10001.01041010510010001061071002005,00020,000100,000500,000水水 中中 盐盐 份份金属离子金属离子蔗蔗 糖糖过滤过滤方法方法热热 原原病病 毒毒胶胶 体体 硅硅清清 蛋蛋 白白细细 菌菌碳碳 黑黑颜颜 料料 色色 素素酵酵 母母面面 粉粉海海 滩滩 沙砾沙砾花花 粉粉反反反反 渗渗渗渗 透透透透超超超超 滤滤滤滤微微微微 滤滤滤滤一一一一 般般般般 过过过过 滤滤滤滤粒径分类粒径分类粒径粒径物质对象物质对象处理方法处理方法10105 5mm非溶解性固体非溶解性固体(肉眼可见肉眼可见)矾花、粘泥矾花、粘泥沉降沉降细砂慢滤细砂慢滤10103

9、 3-10-104 4nmnm非溶解性固体非溶解性固体悬浮物、胶体悬浮物、胶体纤维束纤维束10102 2-10-103 3nmnm非溶解性固体非溶解性固体胶体、浊度胶体、浊度UFUFMFMF10102 2nmnm溶解性固体溶解性固体TDSTDS、可溶性有机物、可溶性有机物NFNFRORO主要工艺环节主要工艺环节1 1高级氧化法：高级氧化法：FONTENFONTEN法法(H(H2 2O O2 2+Fe+Fe2+2+)；微电解微电解(C+Fe+(C+Fe+电极电极)处理高浓度处理高浓度CODCOD较有优势，但处理费用较高；较有优势，但处理费用较高；进水进水COD500COD500，产水，产水COD

10、COD小于小于100PPm100PPm，适合膜法预处理；，适合膜法预处理；吸附法：吸附法：粉末活性炭粉末活性炭(0.1-0.3gCOD/g(0.1-0.3gCOD/g活性炭活性炭)；硅藻土硅藻土(0.01-0.1gCOD/g(0.01-0.1gCOD/g活性炭活性炭););产水水质完全符合膜法水处理进水条件；产水水质完全符合膜法水处理进水条件；处理费用昂贵，污泥产量巨大。处理费用昂贵，污泥产量巨大。主要工艺环节主要工艺环节2 2MF(MF(浸没式浸没式MFMF或或MBR)MBR)MFMF膜片提供物理性截流，目标除浊、胶体、有机物；膜片提供物理性截流，目标除浊、胶体、有机物；低通量设计优点耐污染

11、，造成系统造价高，低通量设计优点耐污染，造成系统造价高，15-25LMH15-25LMH；活性污泥浓度可达活性污泥浓度可达8000-12000MLSS8000-12000MLSS；可利用以可利用以“诺维信诺维信”为代表的特殊菌种强化生化效果；为代表的特殊菌种强化生化效果；UF(UF(压力式压力式)UFUF膜片提供物理性截流，目标除浊、胶体；膜片提供物理性截流，目标除浊、胶体；高通量设计降低系统造价，带来污染问题，高通量设计降低系统造价，带来污染问题，40-70LMH40-70LMH；控制系统生物活性所添加的余氯是后级系统隐患；控制系统生物活性所添加的余氯是后级系统隐患；UF/MF UF/MF

12、大分子量大分子量PAMPAM会导致膜系统堵塞。会导致膜系统堵塞。主要工艺环节主要工艺环节3 3RO(RO(反渗透法反渗透法)一次性截流一次性截流TDSTDS和溶解性有机物；和溶解性有机物；浓缩进水中的浓缩进水中的CODCOD和和TDSTDS，但需注意难溶盐饱和极限但需注意难溶盐饱和极限；缩减排放水量，缩减排放水量，但不缩减排放量但不缩减排放量；产品水可直接回用于生产；产品水可直接回用于生产；NF(NF(纳滤法纳滤法)可以截流溶解有机物，可以截流溶解有机物，但盐类大量透过但盐类大量透过；浓缩排放水中的浓缩排放水中的CODCOD，但几乎不浓缩盐类但几乎不浓缩盐类；缩减排放水量，缩减排放水量，但不缩

13、减排放量但不缩减排放量；产品水含盐量高，不可直接回用于生产。产品水含盐量高，不可直接回用于生产。需设置二级高通量反渗透系统进行回用。需设置二级高通量反渗透系统进行回用。主要回用工艺主要回用工艺1 1排水排水FENTON混凝反应混凝反应沉淀沉淀纤维束纤维束排放排放絮凝剂絮凝剂FENTONUF回用回用RO主要回用工艺主要回用工艺2 2排水排水FENTON浸没浸没MFRO回用回用排放排放絮凝剂絮凝剂FENTON主要回用工艺主要回用工艺3 3排水排水FENTON混凝反应混凝反应沉淀沉淀纤维束纤维束排放排放絮凝剂絮凝剂FENTONUFRONF回用回用制浆造纸废水制浆造纸废水膜系统设计强化膜系统设计强化膜

14、元件膜元件密封胶密封胶产水隔网产水隔网进水隔网进水隔网进水进水浓水浓水产水产水RORO膜元件解剖图膜元件解剖图宽通道给水隔网宽通道给水隔网Flow特殊特殊34mil28mil在同一个装置上的在同一个装置上的试验试验微粒子的堆积少微粒子的堆积少通过通过34mil隔网的粒子隔网的粒子堆积在堆积在28mil隔网上隔网上34mil进水隔网比进水隔网比28mil的流路更厚的流路更厚（A）（）（约约20%）、）、减少污染减少污染物堆积物堆积FilamentParticle34mil28milAFlowA错流过滤和回收率错流过滤和回收率进水进水浓水浓水产水产水进水进水浓水浓水全量过滤全量过滤错流过滤错流过滤

15、首先，切向流速能使原水中的污染物随浓水排出首先，切向流速能使原水中的污染物随浓水排出;其次，切向流速能产生紊流破坏膜表面的浓差极化层其次，切向流速能产生紊流破坏膜表面的浓差极化层;因此，我们需要保证单只膜元件回收率不超过因此，我们需要保证单只膜元件回收率不超过15%15%;浓水浓水/产水的比例最小不低于产水的比例最小不低于5:15:1。切向流速切向流速错流过滤与全量过滤错流过滤与全量过滤最大进水水流量与最小浓水流量最大进水水流量与最小浓水流量原水类型原水类型SDISDI1515最大进水流量最大进水流量(m(m3 3/h)/h)最小浓水流量最小浓水流量(m(m3 3/h)/h)404040408

16、04080404040404080408040地下水地下水2 23.63.617.017.00.70.72.72.7地表水地表水4 43.63.617.017.00.70.72.72.7RORO产水产水1 13.63.617.017.00.50.51.81.8表面海水表面海水4 43.63.617.017.00.70.72.72.7深井海水深井海水3 33.63.617.017.00.70.72.72.7三级废水三级废水4 43.63.617.017.00.70.72.72.7进水进水浓水浓水产水产水进水进水浓水浓水流量流量阻力阻力流速流速浓差极化浓差极化污染污染流量流量强化强化浓水流速控制浓

17、水流速控制10-12GFD3.8-4.5m3/h4.1m3/h8.6m3/h10-12GFD2.5-3.0m3/h4.1m3/h7.1m3/h10-12GFD2.5-3.0m3/h9.0m3/h12m3/h浓水回流与回收率浓水回流与回收率浓水回流提高了系统回收率；浓水回流提高了系统回收率；膜元件回收率仍然维持膜元件回收率仍然维持15%15%，符合设计要求；，符合设计要求；浓差极化得到了有效控制；浓差极化得到了有效控制；冲洗流速得到保证；冲洗流速得到保证；浓水浓缩倍数是浓水浓缩倍数是(1-(1-系统回收率系统回收率)的倒数。的倒数。进膜进膜=1=1产水产水=0.15=0.15浓水浓水=0.85=

18、0.85回收率回收率=15%=15%提升系统回收率提升系统回收率排放排放=0.15=0.15回流回流=0.70=0.70进泵进泵=1=1进水进水=0.3=0.3膜回收率膜回收率=15%=15%系统回收率系统回收率=50%=50%浓缩倍数与回收率浓缩倍数与回收率0 02 24 46 68 81010121214141616181820205%5%10%10%15%15%20%20%25%25%30%30%35%35%40%40%45%45%50%50%55%55%60%60%65%65%70%70%75%75%80%80%85%85%90%90%95%95%膜系统前后端通量偏差膜系统前后端通量偏

19、差15bar14bar14bar13bar2bar4bar8bar13bar10bar5bar短流程系统运行短流程系统运行(CPA3-LD(CPA3-LD 31mil)31mil)长流程系统运行长流程系统运行(PROC10 34mil)(PROC10 34mil)废水回用废水回用RORO设计总结设计总结系统回收率应适当调高确定浓缩倍数，应注意难溶盐；系统回收率应适当调高确定浓缩倍数，应注意难溶盐；低通量设计低通量设计(10-12GFD)(10-12GFD)；短流程单段设计短流程单段设计(单壳内单壳内4 4芯装芯装)增加物理性冲刷的效率；增加物理性冲刷的效率；增加化学清洗的效率；增加化学清洗的效

20、率；简化清洗系统设计；简化清洗系统设计；浓水在线增压回流浓水在线增压回流保证切向流速；保证切向流速；实现短流程高回收率；实现短流程高回收率；降低系统压差；降低系统压差；平衡进浓水侧渗透压；平衡进浓水侧渗透压；有效降低系统能耗；有效降低系统能耗；采用宽通道采用宽通道(34mil-0.86mm)(34mil-0.86mm)膜元件膜元件PROC10PROC10。废水回用废水回用RORO设计举例设计举例已知：排水量已知：排水量125t/h125t/h，设计回收率，设计回收率=80%=80%。求：求：RORO系统设计？系统设计？解：解：产水量产水量=125t/h*80%=100t/h=125t/h*80

21、%=100t/h取设计通量取设计通量=11GFD=0.69t/h=11GFD=0.69t/h支膜支膜膜数量膜数量=100 0.69=145=100 0.69=145支支 取取4 4倍数：膜数量倍数：膜数量=148=148支支膜壳数量膜壳数量=148 4=37=148 4=37个个单壳产水量单壳产水量=100 37=2.7t/h =100 37=2.7t/h 取单壳进水流量取单壳进水流量=11.7t/h=11.7t/h单壳浓水流量单壳浓水流量=9.0t/h=9.0t/h系统系统:进水进水=125t/h=125t/h，产水，产水=100t/h,=100t/h,浓排浓排=25t/h,=25t/h,循

22、环循环=308t/h=308t/h答：答：系统采用系统采用37(437(4芯芯)单段设计，循环量单段设计，循环量=308t/h=308t/h。废水回用废水回用RORO设计举例设计举例100t/h37芯芯125t/h25t/h308t/h433t/h11.7t/h9.0t/h2.7t/h废水回用废水回用短流程短流程RORO控制控制膜系统膜系统P1P1P2P2P3P3F1F1F2F2F3F3FS1FS1FS2FS2FZ2FZ2FZ1FZ1FZ3FZ3FZ4FZ4制浆造纸废水制浆造纸废水中试目的和建议中试目的和建议中试举例中试举例水质水质进水：进水：类型类型=印染废水印染废水CODCODcrcr=1

23、20-150PPm=120-150PPm；SS=50-100PPmSS=50-100PPm；色度色度=100-200=100-200倍；倍；TDS=3000PPmTDS=3000PPm电导率电导率=5000s/cm=5000s/cm中试举例中试举例工艺工艺调节箱调节箱混凝混凝反应反应沉淀沉淀重力细砂重力细砂袋滤袋滤PAC水箱水箱UF水箱水箱RO水箱水箱浓水浓水FENTON中试举例中试举例建设短流程建设短流程RORO中试举例中试举例结果结果1 1中试举例中试举例结果结果2 2中试举例中试举例结果结果3 3中试举例中试举例结果结果4 4中试举例中试举例结果结果5 5中试的目的中试的目的对比各种工艺

24、的优缺点；对比各种工艺的优缺点；验证各种工艺的可行性；验证各种工艺的可行性；验证各种工艺的运行参数；验证各种工艺的运行参数；验证各种工艺的运行费用；验证各种工艺的运行费用；验证回用水的水质。验证回用水的水质。中试的数据记录中试的数据记录中试的数据记录中试的数据记录中试的数据记录中试的数据记录目前在全球有四个生产工厂目前在全球有四个生产工厂日东电工集团日东电工集团/美国海德能公司美国海德能公司美国加州美国加州日本滋贺日本滋贺中国上海中国上海意大利费诺意大利费诺结束语结束语海德能公司具有各种类型和各种规格的高质量海德能公司具有各种类型和各种规格的高质量膜元件，可满足用户的不同需求。膜元件，可满足用户的不同需求。海德能公司不断地追求和开发新型的膜技术，海德能公司不断地追求和开发新型的膜技术，适应新的分离技术要求。适应新的分离技术要求。海德能公司在全球设有十九个分支机构，可随海德能公司在全球设有十九个分支机构，可随时随地为用户提供强有力的技术支持。时随地为用户提供强有力的技术支持。海德能公司具有十分丰富的膜技术制造和大型海德能公司具有十分丰富的膜技术制造和大型工程系统设计经验，在全球设有四家膜生产工工程系统设计经验，在全球设有四家膜生产工厂，保证及时完善的供货需求。厂，保证及时完善的供货需求。THE END