Очистка сточных вод ЦБК

Содержание
1. Экологические загрязнения 2. Технологические особенности 3. Сточные воды 4. Схемы и методы очистки стоков 5. Примеры реализованных проектов 6. Список литературы

Схемы и методы очистки стоков

При разработке и проектировании систем очистки стоков необходимо учитывать некоторые специфические особенности целлюлозно-бумажного производства:

  • Наличие в стоках волокнистых примесей. Волокна сорбируют на своей поверхности газы и крупные органические молекулы, а в итоге усложняется промывка и изменяется состав волокнистых примесей. Эти явления могут привести к пенообразованию и появлению слизеобразующих микроорганизмов.
  • В стоках ЦБК присутствуют две группы органики — легко и трудноокисляемые биохимическими методами. В этой связи приходится внедрять комбинированные методы очистки — например, многоступенчатую биологическую очистку специально подобранными культурами микроорганизмов.
  • Сточные воды имеют повышенную температуру (30-40 °С), поэтому нужно предусматривать автономные охлаждающие системы.

Если на конкретном ЦБК производится только небеленая целлюлоза, то для такого предприятия можно создать замкнутую систему водопользования. Для предприятий, производящих беленую хлором целлюлозу и продукцию из нее, создание замкнутого водооборотного цикла затруднено или невозможно. Причина — попадание в оборотную воду хлорорганических соединений и хлорида натрия, нарушающих технологический процесс.

Решение проблемы замкнутой системы водопользования при производстве беленой целлюлозы может быть в принятии новых технологических схем — использовании для отбелки целлюлозы килорода, озона, и других кислород-содержащих окислителей. В этом случае сточные воды будет возможно вернуть в оборот.

Принципиальная схема очистки сточных вод целлюлозно-картонного производства, работающего по сульфатному методу, приведена по данным [7]. Схема включает в себя блоки химической, биологической и физико-химической очистки.

  1. Предварительная механическая очистка воды от взвешенных веществ происходит в радиальных отстойниках, затем вода поступает в смеситель-нейтрализатор, где подкисляется серной кислотой до pH=8. Подкисленная вода направляется в усреднитель-преаэротор, где в течение 4 часов происходит отдувка сернистых соединений. В усреднитель может быть предусмотрен подвод осадка из первичных отстойников или избыточного активного ила, что снизит показатель БПК на 30%.
  2. Затем очищаемая вода подается в смеситель для химической очистки воды реагентами (солями азота и фосфора).
  3. Предварительно очищенные таким образом стоки готовы к поступлению на биологические очистные сооружения. Подготовленные стоки поступают в аэротенки-смесители. Сюда же могут подаваться бытовые сточные воды, прошедшие механический этап очистки. Иловая смесь из аэротенков поступает на вторичные радиальные отстойники, а затем аккумулируется в емкости для ила. Циркулирующий ил снова участвует в процессе очистки в аэротенках, а избыточный ил отводится для утилизации.
  4. При проектировании биологических систем очистки предпочтение стоит отдавать многоступенчатым схемам. Например, когда на I ступени очистка идет в аэротенках-смесителях, а на II- в аэротенках-вытеснителях.
  5. После этапа биологической очистки вода насосами подается на физико-химическую очистку. Этот этап проходит в реагентном смесителе и в камере хлопьеобразования. Реагентная очистка солями алюминия с полиакриламидом или известью позволяет удалить из воды высокомолекулярные соединения лигнина и его производные.
  6. После физико-химической очистки вода поступает в горизонтальный отстойник и затем нейтрализуется в смесителе при помощи каустической соды. Шлам из отстойника отводится на шламоуплотнители, где отделенная вода возвращается в смеситель физико-химической очистки, а сгущенный шлам отправляется на утилизацию.
  7. Очищенная вода дезинфицируется хлором и возвращается в систему оборотного водоснабжения. Обеззараживание хлором позволяет удалить из воды неприятный запах и нейтрализовать в стоках опасные цианиды, сероводород, гидросульфид, сульфид, метилмеркаптан и др.

Технологическая схема очистки стоков ЦБК:

  • задержание крупного мусора на решетке;
  • очистка стоков в песколовках от тяжелых минеральных примесей;
  • очистка от азотных соединений в денитрификаторе;
  • биохимическая очистка в аэротенках с нитрификацией;
  • осветление стоков и удаление ила в вертикальном отстойнике;
  • удаление фосфора способом реагентной очистки;
  • глубокая доочистка стоков на биофильтре и биосорбере;
  • дезинфекция сточных вод хлорированием;

В зависимости от принятой схемы очищенная вода возвращается в оборотную систему водоснабжения или сбрасывается в водоем.

Снижение водопотребления и уменьшение объемов стоков ЦБП

Международные экологические организации разработали ряд рекомендаций для строящихся и модернизируемых ЦБП с целью уменьшения вредных выбросов, сбросов и минимизации водопотребления (по данным [2], [7]).

Для производств сульфатной целлюлозы:

  • сухая окорка древесины;
  • модифицированная варка целлюлозы;
  • эффективная промывка и замкнутый цикл очистки и сортирования для небеленой целлюлозы;
  • делигнификация кислородом;
  • отбелка без молекулярного хлора, либо полностью бесхлорная отбелка с рециркуляцией щелочи;
  • очистка конденсатов и их повторное использование в производстве;
  • обеспечение возможности выпарки или полного сжигания черного щелока;
  • системы повторного использования утечек и переливов;
  • сбор и повторное использование условно-чистых вод;
  • предусмотренные ёмкости для сбора и хранения переливов;
  • первичная очистка стоков;
  • биологическая очистка стоков.

Для производств сульфитной целлюлозы:

  • сухая окорка древесины;
  • удлиненная делигнификация — сочетание продленной варки и делигнификации кислородом;
  • эффективная промывка и закрытый цикл очистки и сортирования небеленой целлюлозы;
  • минимизация и сбор всех утечек и переливов;
  • частичное замыкание водооборотной системы отбельных цехов при варке на магниевом основании;
  • замкнутая система водооборота отбельных цехов при варке на натриевом основании;
  • полностью бесхлорная отбелка;
  • нейтрализация щелочи до выпарки;
  • отдельная биологическая очистка конденсатов для их полного повторного использования;
  • предусмотренные буферные емкости для хранения рабочих растворов и волокнистых масс;
  • первичная очистка стоков;
  • биологическая очистка стоков.

Общее снижение водопотребления производства может быть дополнено следующими мероприятиями: работа на высоких концентрациях целлюлозы, что позволяет снизить потребление свежей воды и повысить использование оборотной; последовательное применение воды в нескольких операциях с понижением требований к ее качеству; переход на безводную технологию формирования бумаги.