●国家“九五”攻关项目“麦草制浆黑液碱回收技术的研究与开发”生产试验承担单位 ●国家经贸委、环保总局向全国推广的治污“样板工程” ●麦草浆黑液碱回收不仅有环保效益，还实现盈利 ●中段水达标排放，处理成本仅0.5-0.6元/m3　　    徐守福，《华泰人》报副主编，本刊特约记者。提 要：华泰集团在第一套100t/d碱回收和4万m3/d中段水处理项目的基础上,建设了第二套160t/d碱回收和6万m3/d中段水处理工程。本文主要介绍了第二套新上项目的工艺流程、技术装备及其先进性、生产运行经验等。关键词：麦草浆黑液；碱回收；燃烧法;中段水；好氧生化技术;技术装备；改进；操作经验华泰集团是年产机制纸和纸板40万吨的国家特大型企业，2001年销售收入达11亿元，利税2.55亿元,经济效益实现稳定持续增长。在加速企业发展的同时，立足于企业的可持续发展，始终将污染治理视作企业的“生命工程”来抓，积极引进新技术、新工艺、新设备。其碱回收项目与中段水处理项目被国家科技部、原轻工业局、环保总局等部门当作“样板工程”在全国推广。1995年总投资5000万元增上了100t/d碱回收项目，1997年8月竣工投产，7天甩掉油枪，实现了黑液自燃，成为国内首家麦草浆黑液项目运转最正常且摆脱了亏损的项目之一。在此基础上，又增上了160t/d碱回收工程。该工程是在总结第一套碱回收运行经验（编者注：已在本刊1999年第2期刊登）的基础上，进行了设备、工艺上的不断改进，使其在达到盈亏平衡的同时，还实现了盈利。目前黑液提取率和碱回收率已分别达到了88.5%和78.3%，平均日回收碱30t，月创效益达6万多元。4万m3/d一期中段水处理工程项目于1998年6月安装完毕并投入运行，共计投资5000万元，引进瑞典普拉克公司的先进技术设备，采用物理生化相结合的处理技术,包括预处理系统、曝气系统、污泥回流系统和二沉池等单元(编者注：已在本刊1999年第3期做了详细介绍)。2001年又建设了二期中段水项目，在16万吨新闻纸项目投产之前竣工，于2001年9月投入运行。二期项目投资8000余万元，引进瑞典普拉克公司、奥地利安德里兹公司和美国贝克公司的设备与技术，日处理污水6万m3/d。中段污水总处理能力已达10万m3/d，成为目前国内拥有中段水处理能力最大、设备最先进的造纸企业。处理本文主要介绍华泰集团160t/d碱回收工程及6万m3/d中段水处理工程运行的经验。　1  160t/d碱回收系统主要设备选型：华泰主要长管蒸发器器3×1000m2，3台华泰主要单室板式蒸发器器1000m2，1台华泰主要三室板式蒸发器 器3×550m2,1台华泰主要板式冷凝器器360m2,1台华泰主要黑液喷射炉器170t/d固形物,1台华泰主要圆盘蒸发器器1台华泰主要静电除尘器器1套华泰主要苛化器器6台1.1 提取工段运行经验1.1.1 采用连续蒸煮、连续漂白新工艺，使黑液提取率和黑液质量大幅度提高华泰我们陆续配套增上了100t/d、130t/d连蒸连漂项目，淘汰了落后的蒸球蒸煮和间歇漂白。采用连续蒸煮和连续漂白新工艺，不仅解决了浆料的质量问题，也有效地确保了碱回收黑液的供给质量。其优越性如下：1.1.1.1 干、湿法结合备料，除去麦草中大部分的泥沙、石块,且湿法备料后，SiO2的含量可下降3%～4%，在一定程度上改善了黑液的膨化性能，降低了黑液粘度，便于黑液在燃烧炉内干燥和膨胀燃烧。1.1.1.2 采用连续蒸煮技术，有效地控制了黑浆过蒸和生料现象，使浆料蒸煮更趋均匀。同时，由于黑液中的细小纤维含量大幅度降低，延缓了纤维在蒸发器板上和管内结垢的时间，减少了稀黑液经浓缩到燃烧工段后，因浓度增加而产生的黑液粘度“假”增高和堵塞黑液喷枪现象。1.1.1.3 采用干、湿法备料和连蒸技术后，无机物和有机物的比例相对缩小，使能够提供热量的木素含量进一步增加，从而稳定了黑液的燃烧。1.1.1.4 连蒸技术的采用，可适当控制好蒸解度，加大了浆料的滤水性，尤其使用冷喷放，比热喷放时降低打浆度5°SR以上，保护了纤维。在提高洗净度的同时，也得到了高浓度的黑液（6.5°Be′/85℃以上）。1.1.2 改进鼓式真空洗浆机提取设备,提高黑液质量华泰为提高黑液质量，降低运行成本，在工艺和设备上做了如下改进：（1）半封闭式洗涤筛选改为全封闭式洗涤筛选；（2）4台洗浆机串联，改为5台串联，逆流洗涤；（3）淘汰常规纤维过滤机，更换为进口压力筛；（4）取消常规仪表控制，更换为PLC系统控制；（5）取消国产仪表阀门，更换为进口仪表阀门，以保证系统的正常运行。同时采用低浆位、慢转速、高真空和均匀上浆的操作方法。华泰通过改进，黑液的各项指标均超过了设计要求，浓度在6.5°Be′/85℃以上，黑液提取率达88.5%，黑液中纤维含量低于10mg/l，黑浆洗后残碱在0.1g/l以下，使黑液质量和浆料的洗净度得到了兼顾。1.2 蒸发工段的改进“两板三管”五效混流蒸发及I效分为3室的蒸发站设计，是目前麦草浆碱回收运行最为经济合理的模式。在这种模式下，第一套蒸发站已稳定运行了近3年的时间，各项参数均处于良好状态，蒸发强度一直处于10kg/m2·h以上，蒸发效率在3.3～3.5kg水/kg蒸汽之间，出效浓黑液浓度达26°Be′/95℃。同时I效三室间的定时切换，使各室得到不同程度的冲刷，减少了I效结垢的可能。在第一套碱回收成功经验的基础上，对第二套蒸发站又进行了多项改革：（1）由全板蒸发代替板管蒸发，实现“由点到面”的更新；（2）混合流改为全逆流，取消黑液预热器，以进一步合理利用蒸汽能源；（3）为保证黑液进V效时能闪急蒸发，且不致于造成起沫，从IV效中隔离出一块空间，作为稀黑液的闪蒸室；（4）为避免I效作为增浓器出浓黑液时3个单元间的相互干扰，I效由3室改为相对独立的3体。改进后的蒸发站测试结果如下：总蒸总蒸发面积 6648m2总蒸蒸发强度 12.5kg水/m2·h总蒸蒸发效率 4.1kg水/kg汽总蒸浓黑液出效浓度 30°Be′/105℃1.3 燃烧工段的改进针对草浆黑液粘度大、热值低等特点，第二套碱回收炉吸收了第一套的经验：提高炉衬标高；提高黑液喷枪的位置；改造喷枪的结构，使黑液雾化均匀而适中；提高一、二次风的温度到250℃以上。在此基础上又进行了以下改进：1.3.1 改进锅炉结构总蒸由双汽包改为单汽包，减少了烟气的流通阻力，避免了长时间运行中上、下汽包间对流管束结灰而导致的烟道变小、传热系数下降、产汽量低的缺点。1.3.2 改进操作方法总蒸采用DCS控制替代常规仪表控制，实现了自动操作，通过设定程序和设定运行参数的方法，找到最佳运行方案，可减少飞失和挂壁，有效地延长开机时间，增加运行的可靠性。1.3.3 改进电除尘设备总蒸电除尘以三电场代替二电场，使烟气碱尘的去除率达到了99.3%，每天可多回收2t左右的碱。同时，由于大量碱尘的去除，减轻了引风机的负荷，保证了引风机的正常运行。总蒸另外，有效提高产汽量也可以提高碱回收的效益。表1是两台碱炉运行的几个重要性能参数。表1种两种碱炉运行参数对比碱炉能力t/d实际处理固形物 t/d水冷屏下箱水温 ℃产汽量t/h排烟温度℃油耗kg/t100160100～105160～180610780916.51701504025从以上数据中可发现，160t/d碱炉产汽量比100t/d碱炉每小时多7.5t，较大的产汽量，使碱回收不再需要外网补充用汽，基本实现了自给。1.4 苛化工段麦草麦草浆碱回收苛化工段有两大难题，一是白泥沉降速度慢，二是白泥残碱流失严重。对此，我们采取的措施是：麦草（1）工艺流程尽可能简单化，防止白泥颗粒减小和液体在反应过程中的温度损失，以更加有利于白泥的洗涤。麦草（2）适当降低搅拌转速，保持白泥有相当直径的颗粒。麦草（3）使用2台20m2预挂过滤机后，白泥干度达到了55%，大幅度地降低了白泥残碱，使预挂白泥残碱完全控制在1%以内。2  6万m3/d中段水处理系统2.1 工艺流程草浆草浆废水与脱墨浆废水分别经纤维回收装置回收纤维后，由泵送至反应型初次沉淀池，在此进行8h沉淀，去除50%左右的悬浮物、25%左右的COD。沉淀下来的污泥被刮入槽后经污泥泵排入污泥浓缩池。废水经初沉池流入均衡池，进行水量与水质的均衡。在均衡池内还要根据水的流量和pH值加入一定量的尿素和磷酸，用以调节水中的营养成份，确保微生物生长所需足量的营养成份。草浆经调节均衡处理后的废水经水泵提升，进入选择池与回流的活性污泥混合，细菌在这里迅速（30min）完成第一阶段——吸附阶段。草浆与活性污泥混合后的废水流入曝气池，细菌在不断曝气的作用下，将有机物分解成CO2、H2O等无机物，同时进行自身繁殖，完成第二阶段——氧化合成阶段。废水经曝气池后，去除75%以上的COD。经生化处理后的废水，进入二沉池，因活性污泥与水有很好的分离性能，所以在二沉池内泥水进行迅速分离，排出清水。草浆初沉池沉淀后污泥与二沉池回流后剩余的污泥都排入污泥浓缩池进行浓缩，并配备了全自动的聚合物添加系统。浓缩后的污泥经污泥泵送压滤机脱水，成为干度25%左右的泥饼，脱下的水回流到进水渠，进行二次处理。2.2工工艺流程特点2.2.1 采用二级生化处理工艺流程。一沉池选用美国贝克公司中心驱动反应型预沉池，此池充分利用纤维絮凝特征，进池废水与先期沉淀污泥充分混合，经反应、絮凝后废水中悬浮物在反应室中凝聚增长成为絮状物。在不加絮凝剂的情况下，悬浮物去除率可达85%以上，同时去除了相当量的CODCr及BOD5，大大减轻了后续生化池负荷，降低了运行费用。2.2.2 射流曝气池选用美国贝克公司高效率液下射流曝气系统，具有氧转移率高、动力消耗低、泡沫少等特点。曝气池采用椭圆型，使曝气系统的运转方式具有推流式优点，同时能达到完全混合的目的，使从曝气池流出的混合废水在进入二沉池便开始絮凝，提高废水澄清效果。2.2.3 从奥地利安德里兹公司引进了压滤机，泥饼干度高且稳定。控制系统全部实现PLC微机自控，所有设备开停可全部由微机进行操作。2.3技技术先进及合理性2.3.1为为更好地控制废水中的pH值及磷的含量，为后续微生物的繁殖创造良好的环境，在处理前要加入适量的磷酸和尿素。加药系统采用脉冲式加药泵并由计算机控制，可根据废水的流量及废水中所含营养物质的量进行加入，保证了加药的连续性和准确性。2.3.2曝曝气池采用鼓风曝气，曝气系统采用射流式曝气器。它是利用水泵送入的泥水混合液的高速运动产生的动能，使进入曝气器的空气分散成雾状，迅速溶解到水中，使氧的利用率达到20%以上，保证了曝气池内溶解氧浓度高于1.5mg/l。同时克服了造纸废水纤维含量高易造成堵塞喷嘴的现象。2.3.3 选泽池和曝气池内安装了溶解氧传感器，仪表信号通过控制气管上的电动阀实现对风机气流量的控制，从而控制溶解氧含量，抑制了丝状菌的生长，防止了污泥膨胀现象的产生。2.3.4 二沉池内沉淀的活性污泥含水率达99%以上，很难被刮泥板刮走，但是活性污泥的流动性好，采用静水压力排泥系统，在静水压力的作用下，活性污泥被排入泥槽。2.3.5 根据水位差合理设置了连通器，如初沉池到均衡池，曝气池到二沉池。连通器的应用，减少了水泵的数量，也节省了投资费用和能源消耗。3   结  论3.1 两套碱回收系统经过不断的改造、试验和摸索，碱回收项目由最初仅寄希望于解决环境污染问题，进而实现了盈利，并且步入了长期正常地运行。同时科学、现代化的管理也为碱回收生产注入了生机和活力。表2是两台碱回收系统当前的效益分析情况。表2 两台碱回收系统的效益分析碱回收能力t/d提取率%回收率%吨碱成本元日产蒸汽t10016083.888.572.178.3115010001933963.2 碱回收的正常运转是确保中段水正常运行的前提和保证，稳定进水量和水质，是决定中段水处理稳定的重要因素。通过加强各工序的生产管理和控制，大大提高了中段水的运行效率，目前吨水处理成本已由最初的0.87元以上降到0.5～0.6元，出水水质达到国标GWPB2-1999排放标准,见表3。表3种中段水处理前后水质变化参数进水出水标准CODCr mg/lBOD5 mg/lSS mg/lpH≤1800≤600≤12007～9300～39570～9060～80≤450≤100≤1006～93.3 白泥的二次污染还未得到很好地解决,下一步作为工作重点研究探讨白泥的综合利用问题。