北京化工大学推出系列环保减排科研项目
工业锅炉零排污的成套技术
工业锅炉主要用于热力生产,被称为工业的心脏、动力的源泉、生活的必需,我国在用量达50余万台。
工业锅炉的工作介质主要是水。然而,自来水中含有钙、镁等能够导致结垢的物质,含有溶解氧等能够导致腐蚀的物质,含有碱等可能引起蒸汽污染的物质。为了保证锅炉安全,锅炉用水必须精制到一定标准并在运行中排污。有人说锅炉排污是瓦特发明蒸气机后人们用血的教训换来的经验,向来被看成天经地义的事,是保证锅炉运行安全的必要措施。
目前工业锅炉采用的最先进的水处理模式是软化——除氧——排污技术,这种工艺大大提高了锅炉的安全性,但是锅炉系统在运行过程中需要排放各种污水、废水,使锅炉成为耗水和废水排放大户。据中国城镇供热协会统计,我国工业蒸汽锅炉行业用水量为吨蒸汽1.4~1.8立方米。这一数据稍高于发达国家,低于发展中国家,已被包括我国在内的许多国家列入用水量法规。这些水除了少量直接使用,大部分都排放到环境中。
北京化工大学魏刚教授领导的课题组根据化工相平衡原理和腐蚀与防腐化学原理,创制了系统平衡装置,发明了一系列高效的材料防护技术,主要包括工业锅炉运行和停用连续处理的连用法防腐阻垢技术、工业锅炉的氧化性水工况及其防腐阻垢技术、传热面金属化学改性与核态清洗强化技术、接近零排污工况的传热面阻垢技术、超分子缓蚀剂法和纳米膜法凝结水系统防腐蚀技术。这一系列技术已申请发明专利10项,其中已授权8项。将这些技术集成应用,突破了工业锅炉必须排污的观念和传统,首创排污接近于零的运行新工艺和实施方法,实现了工业锅炉更安全、更经济的运行。
该技术的主要技术经济指标显著优于国内外同类技术。在国产锅炉上已实现的数据是:吨蒸汽补水量由1.5吨下降到0.073吨,吨蒸汽耗煤由168.3公斤下降到152.3公斤,吨蒸汽废水量由1.3吨下降到0.003吨,吨蒸汽向环境排放废水量由1.3吨下降到零,锅炉钢腐蚀率大幅下降,阻垢率达到99.9%。在引进的德国锅炉上已实现的数据是:吨蒸汽补水量由1.5吨下降到0.16吨,吨蒸汽耗天然气由88立方米下降到80立方米,吨蒸汽耗电由8.76度下降到7.28度,吨蒸汽废水量由1.4吨下降到0.1吨。
提高水处理效果的途径
目前许多小型造纸厂污水处理设施运行都不是很理想,主要表现在运行成本偏高,出水水质不稳定。出现这些问题的基本原因是设计不十分合理,操作不当,没有把水处理和清洁生产结合起来。
河南某纸业公司于2005年自行实施建成3000立方米/天污水处理设施一套。采用的处理方法也是目前广泛应用的活性污泥生物处理法。该方法工艺设计简单易行,操作管理方便,投资少,吨水投资160元。运行费用也相当低廉,吨水处理成本只有0.12元。设备总装机容量29千瓦,吨水电耗0.05元。运行一年多以来,出水CODcr一直稳定在80mg/L以下,现已经通过了环保部门的验收。该公司水处理工程从设计施工和操作管理等方面给中小型纸厂提供了相当好的宝贵经验。
该公司现有的1880mm和1575mm圆网多缸板纸机各一台,以国内OCC为原料生产高强瓦楞纸和纱管原纸。生产车间日废水排入量2000吨。设计的污水处理能力为3000立方米/天,其工艺流程为:
废水经格栅进入到初沉池,后竟如通有鼓风机和营养物的曝气池,后经二沉池进入贮水池,后达标排放或车间回用。其中初沉池和二沉池的污泥进入到污泥浓缩池,经泥浆泵进入污泥脱水机,其滤水回到初沉池利用,泥饼外用。另:絮凝剂经药液罐和计量泵后加入到污泥脱水机之前污泥中。该流程的主要污染物的总去除率 CODcr≥90%,BOD≥88%,SS≥95%。
该纸业水处理设施运行比较理想的原因,除了工艺设计简捷合理外,更重要的是将清洁生产和有实效的管理措施与水处理结合的非常到位,重点采取了以下措施: