造紙工業(yè)在制漿、漂白、洗滌和抄紙的制造過程中會產(chǎn)生大量廢水，其排放量是我國工業(yè)廢水排放量的前三位，造成的水環(huán)境污染也是生態(tài)環(huán)境保護的熱點之一。火力發(fā)電廠則因其運行系統(tǒng)中循環(huán)冷卻水需求量大而成為工業(yè)產(chǎn)業(yè)中耗水大戶，其耗水量占火電廠整體耗水量的20%以上。因此，本文針對本文針對造紙廢水的水質(zhì)特點與火電廠冷卻水用水需求，綜述了造紙廢水處理工藝與造紙廢水在火電廠冷卻水應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀，為造紙廢水在火電廠冷卻水系統(tǒng)中應(yīng)用提供理論參考。
一、造紙廢水性質(zhì)與處理工藝介紹
1、造紙廢水的 >
造紙廢水指制漿造紙工藝過程中產(chǎn)生的廢水，由于其成分復(fù)雜，好氧量大，難降解物質(zhì)較多，是我國主要工業(yè)污染源之一。我國制漿造紙工藝程序主要為制漿、抄紙、涂布與加工工序，在此過程中主要生成制漿蒸煮廢液、洗滌廢水、漂白廢水與紙機白水等廢水，由于各個工序所選擇的工藝不同會造成污染物種類與濃度有所不同，其水質(zhì)特點以及產(chǎn)生的影響見表1。
由表1可知，造紙廢水的特質(zhì)包括高色度、CODCR、BOD5、SS，以及含有大量纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)等，同時也由于含有其他有機氯化物、有機硫化物和小分子有機物等具有較大毒性。雖然造紙廢水在生產(chǎn)過程中對廢水進行一定的循環(huán)利用，但處理后的中水會對部分機器造成影響，因此中水利用率較低，仍有大量廢水排入水體造成水環(huán)境污染。
2、造紙廢水水質(zhì)特點及其產(chǎn)生的問題。
隨著《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB3544—2008)實施，收緊了制漿造紙工業(yè)關(guān)于CODCr、BOD5、SS的排放指標(biāo)，部分指標(biāo)在景觀一般的二級生化處理辦法仍然難以達到新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求，主要包括CODCr、色度等，其中造紙廢水存在問題及分析見表2。因此需要對造紙廢水進行深度處理，將處理后的再生水應(yīng)用于火電廠冷卻水系統(tǒng)中可一定程度上對減少造紙廢水對水環(huán)境的排放、降低企業(yè)排污費用、合理利用水資源消耗具有重要意義。
二、火電廠冷卻水回用系統(tǒng)技術(shù)
1、火電廠冷卻水水質(zhì)特點。
火電廠是我國電力系統(tǒng)的一個重要分支，其發(fā)電量占我國總發(fā)電量的80%以上，同時耗水量巨大。其中冷卻水系統(tǒng)是主要耗水系統(tǒng)，耗水量占電廠整體耗水量80%，是完成蒸汽循環(huán)的重要組成部分。火電廠冷卻水循環(huán)系統(tǒng)可分為直流冷卻系統(tǒng)和循環(huán)冷卻系統(tǒng)兩類，直流冷卻系統(tǒng)需水量大同時會造成水源水溫升高而危害環(huán)境，通常為海濱電廠所使用。循環(huán)冷卻系統(tǒng)又可細(xì)分為封閉式循環(huán)系統(tǒng)和敞開式循環(huán)系統(tǒng)，封閉式循環(huán)系統(tǒng)水量損失率低，但設(shè)備投資大、耗電量高，通常用于缺水地區(qū)的火電廠。大部分火電廠采用敞開式循環(huán)系統(tǒng)，即通過冷卻塔使用冷卻水進行降溫，并對冷卻水進行回收處理后循環(huán)使用。但回收過程中由于離子的累計，仍然需要更新部分冷卻水，排掉一部分循環(huán)水，因此火電廠對于水量需求仍然很大。考慮到工程投資、經(jīng)濟效益以及環(huán)境效應(yīng)，對造紙廢水與火電廠再生水回用的結(jié)合應(yīng)用可有助于緩解水資源環(huán)境緊缺、減少廢水消耗，并對減少污水處理廠負(fù)荷具有重要意義。
2、造紙廢水在電廠冷卻水的應(yīng)用。
造紙廠廢水與火電廠回用水的主要限制指標(biāo)為硬度、堿度和溶解性，需要對造紙廢水進行除鹽、除硬深度處理。目前常用的處理措施有石灰混凝澄清法、電吸附法、離子交換法、反滲透法等，而反滲透法和電吸附法由于其效果穩(wěn)定、工藝成熟，是近年脫鹽處理中較為常用的兩種方法。
(1)電吸附法。
電吸附法基本原理為通過對電極施加外電壓，以靜電場為推動力強制將離子帶向具有相反電荷的電極處，改變雙電層處離子含量從而將溶質(zhì)從溶液中取出，實現(xiàn)脫鹽凈化目的。造紙廢水通過保安過濾器對廢水進行預(yù)處理后進入電吸附模塊，經(jīng)過電吸附后進一步深層消毒可實現(xiàn)火電廠再生循環(huán)水的利用。電吸附法通過不同電極材料的結(jié)合，可增大吸附容量，無需添加任何的酸堿鹽等解吸劑，具有簡單、易控制、環(huán)保等優(yōu)點。
(2)反滲透法。
反滲透法除鹽原理為以靜壓強為推動力，通過分子擴散膜將溶劑與溶液分離，實現(xiàn)回用冷卻水凈化目的。造紙廢水在預(yù)處理后需要經(jīng)過微濾降低水中的COD、色度和AOX，再通過反滲透技術(shù)以實現(xiàn)火電廠再生循環(huán)水的利用。反滲透技術(shù)有能耗低、占地少、效率高等優(yōu)點，在造紙廢水的深度處理方面具有較大的優(yōu)勢。兩種處理工藝的參數(shù)比較見表3所示。就處理參數(shù)而言，在除鹽率問題上反滲透法具有較高一些優(yōu)勢，而水回收率則是電吸附法較高。同時電吸附法對于工作溫度要求較低，較少結(jié)垢，保養(yǎng)頻率較低，使用壽命較長，能耗較低而優(yōu)于反滲透法。
火電廠的冷卻水系統(tǒng)需要大量的補充水量，對于600MW熱聯(lián)機組而言，其冷卻水耗水量可達1500-2000m3，但由于對其水質(zhì)要求不高，因此在不影響凝汽器的冷凝效果和損傷設(shè)備的前提下，達到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)的造紙廢水即可作為循環(huán)冷卻水回用。對于實現(xiàn)造紙廢水與火電廠冷卻水資源重復(fù)利用具有重要意義，即可以保護環(huán)境同時可降低廢水消耗，有利于促進社會發(fā)展與水環(huán)境和諧相處。
三、結(jié)果與展望
火電廠耗水量大，而造紙廢水在火電廠冷卻水結(jié)合應(yīng)用，不僅能降低水資源的浪費，同時可以整合企業(yè)資源，減少消耗同時滿足企業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求。造紙廢水作為再生水回用于火電廠冷卻系統(tǒng)應(yīng)加以全面考慮，在進行回用水防腐、防垢處理后，還應(yīng)全面考慮循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕問題。總體而言，我國造紙廢水回用的發(fā)展勢頭迅猛，隨著火電廠的發(fā)展與環(huán)境資源要求的提高，造紙廢水處理回用技術(shù)在火電廠具有廣闊的應(yīng)用前景。( >
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