為了減少對水資源的消耗和水污染物的排放量，造紙工業(yè)水的回用尤為重要，特別是地處嚴重缺水地區(qū)的造紙廠。有些工廠雖建立了廢水回用設施，但因考慮不周或設計不合理，設施不能發(fā)揮作用而閑置。下面以某廠白水回用工程為例說明工程設計中應考慮的一些重要因素。

造紙工業(yè)是我國主要的水污染源，我國造紙行業(yè)每年要排放廢水30億m3。為了減少對水資源的消耗和水污染物的排放量，造紙工業(yè)水的回用尤為重要，特別是地處嚴重缺水地區(qū)的造紙廠。然而很多老廠由于場地狹窄，現(xiàn)有管線混亂復雜等原因未能對廢水進行凈化回收，大量廢水直接進入末端廢水處理廠，經(jīng)處理后排放。這不僅增加了廢水處理量，還污染了受納水體。有些工廠雖建立了廢水回用設施，但因考慮不周或設計不合理，設施不能發(fā)揮作用而閑置。下面以某廠白水回用工程為例說明工程設計中應考慮的一些重要因素。

1　基本情況

該廠是典型的老廠，有50多年的歷史，有3臺紙機抄造復印紙和膠版紙，雖每臺紙機都配有回收白水的射流氣浮設施，但基本處于半閑置狀態(tài)，噸紙耗新鮮水120～150m3。由于水價不斷上漲，國家的環(huán)保要求日趨嚴格，工廠決定放棄原有的白水回收系統(tǒng)，重新建立新的系統(tǒng)。

2　白水回用工藝流程

3臺紙機及其制漿線(廢紙漿)每天排放造紙白水5000～5500m3，SS高達1800mg/L，回用水要求SS小于45mg/L，以滿足各類噴頭和花管的用水要求。

制漿和紙機的白水經(jīng)過地下管線，匯集進入150m長的總管線流入地下集水井，然后用潛水離心泵送至建在地面上的原水池，再用臥式離心泵送入高效淺層氣浮系統(tǒng)去除懸浮物質，經(jīng)氣浮處理的清水流到清水池，然后經(jīng)150m長的地下管線流至地下清水貯池，最后用泵加壓后送各用水點。白水回用工程包括集水井、原水池、氣浮間、清水池、清水貯池及相應的白水收集和清水回用管線。

3　主要單元的設計

3.1　集水井

集水井直徑為4m，高5m。為了減少用地，集水井和格柵槽組合在一構筑物中，采用潛水泵提升廢水，泵的運行由浮球液位開關控制。在施工中采用了沉井技術，縮短了施工時間。

3.2　原水池

原水池尺寸為7m×6m×3.8m，有效容積147m3。原水池起調節(jié)水質、水量的作用。為防止原水池固體物沉積，在池中設攪拌裝置。但因白水中固體物(如：滑石粉、碳酸鈣)比重大，易下沉，在攪拌器設計上需認真考慮。為本工程設計了直徑1m的螺旋槳槳葉，轉速31r/min，電機功率5kW，槳葉和軸使用不銹鋼。在實際運行中效果良好，池內未發(fā)生固體物沉積。

3.3　氣浮間及氣浮設備

3.3.1　氣浮間

為了減少用地，氣浮間的設計盡量考慮充分利用空間。氣浮間平面尺寸為13m×12m，分兩層，上層放置氣浮槽和無機混凝劑投加槽(高位槽)，下層布置原水泵、高壓水泵、溶氣罐、浮渣槽以及高分子絮凝劑和無機混凝劑配制系統(tǒng)。

氣浮槽和溶氣罐引進美國Krofta公司的高效淺層氣浮設備，該設備被廣泛用于造紙廠白水回用處理，我國已引進了10多套。從引進設備的使用情況來看，某些設備由于配套設計不合理和運行不規(guī)范也出現(xiàn)了處理效果不佳的情況，主要原因是：①原水泵因進水不平衡，時開時停，進水波動；②回流高壓泵實際壓力高于或低于要求；③空壓機供氣壓力不穩(wěn)定；④回流比不合理。為了解決上述問題，廢水在進入氣浮系統(tǒng)處理前需設調節(jié)池均衡水質、水量，實際進水量宜小于氣浮機的處理能力；回流高壓泵宜采用單級高壓泵以保證回流水壓力穩(wěn)定；雖然氣浮設備帶有穩(wěn)壓閥，但不能完全穩(wěn)定壓縮空氣的壓力，由于供氣壓力的變化，時間長易損壞穩(wěn)壓閥，解決該問題有兩種方法，即設置壓縮空氣貯氣罐或采用變頻恒壓系統(tǒng)。本設計采用了變頻技術，根據(jù)壓力傳感器的信號由變頻器控制空壓機的運行，這樣不僅避免了空壓機的經(jīng)常開停，延長了設備的壽命，同時減少了空壓機的噪聲；溶氣水的回流比的確定需根據(jù)處理水SS含量高低來確定

3.3.2　氣浮設備

(1)氣浮槽和溶氣罐。氣浮槽直徑8.23m，高0.953m，材質為不銹鋼，型號SPC-27，日處理白水6000～8000m3。溶氣罐直徑0.456m，長2.7m，材質為不銹鋼，型號ADT-2500。關于高效淺層氣浮設備的工作原理和構造在此不加贅述。

(2)無機混凝劑配制投加系統(tǒng)。無機混凝劑配制投加系統(tǒng)包括溶解槽和貯槽，投加采用將藥劑由高位槽向泵的吸水口投加。溶解槽、貯槽和高位槽均采用碳鋼制造，內襯玻璃鋼防腐，管線采用ABS塑料管，輸液泵采用不銹鋼離心泵。考慮到每天需無機化學品1～2t，溶藥工作量大，而操作空間小，無法設置吊裝設備，為了減輕工作強度，在溶藥槽上設一平臺，由叉車直接將混凝劑高舉送至溶藥口，由人工倒入。貯槽容積設計為3d的使用量，貯槽內設有過濾單元，采用不銹鋼濾網(wǎng)，以濾除溶液中的固體雜質。

(3)高分子絮凝劑的配制和投加系統(tǒng)。由于固體高分子絮凝劑溶解困難，如果溶解不完全，隨清水回到造紙系統(tǒng)，易形成紙病。為此引進芬蘭AQWA公司制造的自動高分子聚合物溶解機1臺，其由溶解槽和貯槽組成，喂料采用螺旋定量喂料器，為了防止固體絮凝劑進入溶解槽后結團影響溶解效果，溶解水通過扁形噴頭噴向下落的粉末聚合物，將其沖散，以防止結團。溶解攪拌器采用低速三角攪拌器。自動控制系統(tǒng)主要由液位計、電磁閥和時間控制器組成。投加設備采用柱塞計量泵，投加位置設在壓水管線上。投加位置需認真考慮，考慮的因素是能否形成合適的礬花，以使其在氣浮槽中分離。　

(4)浮渣槽。浮渣槽的作用是脫氣，脫除氣浮分離出的纖維和填料中的空氣，保證浮渣(纖維和填料)回用不會因含氣而造成紙病。本設計采用框式攪拌器脫氣。

3.4　清水池

清水池尺寸為4m×6m×3.8m，設在地面上。從氣浮出來的清水經(jīng)清水池重力流至清水貯池。氣浮出來的水還含有非常少量的懸浮物，清水池出水采用溢流方式，溢流管前設擋渣板，避免少量浮渣流入清水貯池。

3.5　清水貯池

清水貯池的容積應詳細調查工廠的用水才能確定，因造紙廠用水時大時小，貯槽的容積應基本滿足高峰用水的需求，以減少工廠對新鮮水的使用，本設計的地下清水貯池的有效容積為500m3。為了節(jié)能和保證穩(wěn)定供水，在設計中采用了變頻供水技術，靠壓力傳感器通過變頻器改變泵電機的轉速來改變供水量，并保證泵的出水壓力穩(wěn)定。

4　結論和建議

(1)該回用設施自1999年投入運行以來，一直穩(wěn)定運行，白水SS在2000mg/L左右，出水SS始終小于45mg/L。清水貯池未發(fā)現(xiàn)固體物沉積，設施的運行操作每班只需1人。工廠新鮮水的用量從噸紙耗新鮮水120～150m3減少到40m3。

(2)造紙廠白水回用不能僅簡單考慮購置一凈化設備，需從工廠的實際出發(fā)和對回用水水質的要求綜合考慮。在設計中考慮的因素包括：①減少用地；②必要的自動控制措施；③回用水對生產(chǎn)工藝和設備的影響；④連續(xù)穩(wěn)定的運行；⑤操作簡便，勞動強度低?！?/p>

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