2.3. Схемы очистки сточных вод цбп. Технологическая схема.
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. Схема включает в себя блоки химической, биологической и физико-химической очистки.
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%.
Затем очищаемая вода подается в смеситель для химической очистки воды реагентами (солями азота и фосфора).
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.
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.
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.
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.
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.
Рис.2. Технологическая схема очистки сточных вод на ЦБП.
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.
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.
Очистка сточных вод ЦБП
Внеплощадочные методы очистки
I. Механическая очистка
· Решетки
· Радиальные отстойники
II. Биологическая очистка
· В естественных условиях (почва или в водоеме)
· Аэротенки
III. Химическая очистка
Внутренние методы очистки
1. Фильтры
2. Отстойники
3. Седифлоторы
4. Осветлители
5. Скрубберы
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.