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清洁生产审核在废纸制浆过程中的应用

2020-01-06

中国资源综合利用 2019年12期
关键词:制浆废纸工序

(漳州市中天环保科技有限公司,福建 漳州 363000)

清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原材料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施,从源头削减污染,提高资源利用率,以降低对环境和人类的危害[1]。2016年7月,为了促进清洁生产,规范清洁生产审核行为,国家发展和改革委员会和原环境保护部颁布了《清洁生产审核办法》。制浆造纸行业是高消耗高污染产业,传统的发展模式已受到资源短缺和环境污染的限制,以末端治理为主的污染控制模式应逐渐被清洁生产的“源削减”模式所取代。作为一种全新的发展战略,清洁生产以“节能、降耗、减排、增效”为核心目标,从根源上解决环境和资源问题,从而实现经济、社会持续共赢发展[2]。本文以某瓦楞纸生产企业的废纸制浆过程为例,根据清洁生产审核程序和步骤,从生产工艺及设备要求、资源和能源消耗、污染物产生三大方面进行清洁生产水平分析,并阐述清洁生产方案和实施成效。

1 生产现状分析

该企业纸品生产规模为15万t/a,以国产废纸为原料,经碎浆、高浓除渣、粗筛、除砂器、精筛、浓缩和磨浆等工序制备废纸浆,再输送至造纸车间生产高强瓦楞纸。企业主要工程组成包括制浆车间、造纸车间、锅炉车间和污水处理站,主要生产设备为4600型双叠网纸机,配有2台25 t/h的燃煤锅炉,废气处理采用“布袋除尘+双碱脱硫”,废水处理采用10 000 m3/d“高效浅层气浮+水解+生物接触氧化”工艺。下面主要分析制浆车间的现状。

1.1 生产工艺及设备

企业废纸碎浆工序采用D型水力碎浆机(315 kW),碎浆浓度可达到5%。废渣主要通过绞绳、圆筒筛、高浓除渣器、三段除砂器等排出,粗筛和精筛分别采用升流式压力筛(ZSL54C2 m2200 kW)和外流式压力筛(ZSL331.2 m245 kW),浓缩工序采用多盘浓缩机(ZNP2615 kW),长纤维束采用双盘磨浆机(132 kW)。

1.2 资源和能源消耗

制浆车间用水取自附近地表水,主要用电设备为碎浆机、压力筛和盘磨机等,审核前车间资源和能源消耗情况如表1所示。

表1 资源和能源消耗情况

1.3 污染物产生

制浆车间废水产生于浓缩工序、筛选除渣设备清洗和废渣滤液等,主要污染物为CODCr、BOD5、SS和氨氮等,废水产生量为66.85万m3,CODCr产生量为1 370.42 t。

2 清洁生产分析

2.1 清洁生产水平分析

根据《制浆造纸行业清洁生产评价指标体系》规定,重点考虑废纸浆定量评价指标项目,以审核前全年各项数据作为评价基础,对废纸制浆过程进行清洁生产水平分析。如表2可知,废纸制浆过程的清洁生产整体水平处于Ⅲ级,达到国内清洁生产一般水平,但经现场调查发现,该企业的制浆车间仍存在许多清洁生产潜力。

2.2 清洁生产潜力分析和目标确定

通过对现场工艺流程、设备运行状况、水平衡情况等研究分析,笔者发现,该企业主要存在如下问题:原设计工艺流程可进一步精简,减少设备运行能耗;浓缩工序处理效率低,需长时间脱水,耗能大;圆筒筛排出的废塑料含有较多的纤维;水重复利用率偏低;碎浆机、磨浆机等高耗能设备存在空转现场。

该企业确定制浆车间为审核重点,并确定3个清洁生产审核目标,具体如表3所示。

表2 废纸浆定量评价指标项目

表3 清洁生产审核目标

3 审核

通过建立审核重点的物料平衡、水平衡等,笔者发现纤维随废渣流出严重、碎浆和磨浆设备能源浪费严重、碎浆用水部分采用新鲜水、设备清洗废水未回用等问题,为清洁生产方案的制定提供依据。

4 方案的制定与分析

制浆车间共制定2个中/高费方案、6个无/低费方案,具体如下。一是尾浆处理技术改造(中高费方案),采用尾浆筛替换圆筒筛和杂质分离机,可提高尾浆处理能力,同时防止跑浆现象,每年减少纤维流失约100 t/a,提高废纸利用率。二是制浆车间节能改造(中高费方案),取消中浓除渣器和二段粗筛,原有三段除砂改为二段除砂,一段粗筛机更换为低能耗设备(110 kW),精筛机改用筛鼓面积较大(2 m2)的型号。方案共拆除8台设备,新增2台设备,总耗能减少185 kW×24 h/d×300 d/a=133.2万kW·h/a。三是低耗浓缩技术改造,采用自身无需能耗的斜筛替换多盘浓缩机,斜筛具有结构简单、成本低、处理能力大的优点,方案可节省能耗21.6万kW·h/a。

四是白水回用技术改造,将纸机网部白水引至制浆车间,用于碎浆、筛选和除渣设备的清洗,清洗废水经简易沉淀后回用至碎浆工序,同时碎浆不再补加新水,全部采用白水。方案可减少新水取用量约12.5万m3/a。五是降低耗能设备运行时长,碎浆机运行时长减少1.5 h/d,磨浆机运行时长减少3 h/d,方案可节省能耗约26.1万kW·h/a。六是规范废纸和废渣堆放场所。七是加强管道、设备密封管理,减少跑冒滴漏现象。八是规范废渣滤液导流措施,提升车间环境。

5 方案实施后效益

企业制浆车间的8个方案全部实施,总投入158.1万元,年效益150.66万元,同时在节电、节水废水减排等方面取得明显成效,具体情况如表4所示。

表4 已实施清洁生产方案成果

方案实施后,企业的清洁生产审核目标均可完成,并在单位产品取水量和水重复利用率两个二级指标上提升1个等级。

6 结论

通过在废纸制浆过程中推行清洁生产,企业提出8个清洁生产审核方案,共投入158.1万元,方案实施后,节电180.9万kW·h/a、节水12.57万m3/a、节省废纸消耗120 t/a,废水减排11.24万m3/a,年收益达150.66万元/a,具有明显的经济效益和环境效益。因此,企业开展清洁生产审核工作非常有意义。

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