Технология и оборудование очистки псв сульфатной-целлюлозного производства

То есть варка осуществляется в течение 2-2,5 часов. После окончания варки выдувают целлюлозную массу в выдувной резервуар и котел опорожняется. Для этого сначала открывают механический затвор 11, а затем затвор 10, после чего целлюлозная масса по выдувному трубопроводу 3 поступает в приемную горловину циклонного типа 4 выдувного резервуара 5. Так как варочный котел до открытия клапана находится под избыточным давлением 1,2-1,4 МПа, а выдувной резервуар под атмосферным, жидкий щелок, поступающий с целлюлозной массой за счет сброса давления резко вскипает, вследствие чего происходит бурное парообразование В результате высвобождаются и быстро испаряются летучие вещества с неприятным запахом, такие как сероводород, диметилсульфид и метилмеркаптан. Готовая целлюлоза через штуцер 6 поступает на сортировку и промывку, а кипящий пар отводится по трубопроводу 7 на конденсацию.
Для снижения энергозатрат конденсация на первой ступени осуществляется путем смешивания кипящих паров, отводимых по трубопроводу 7, и отработанной щелочи в конденсаторе смешения 30. Кипящие пары, сконденсированные с отработанной щелочью, собираются в емкости 32 и изолируются гидравлическим затвором 31 от окружающей среды. В результате конденсации отработанная щелочь нагревается до 80-90°С. Нагретая щелочь из емкости 32 по трубопроводу 33 поступает в варочный котел 34, где происходит предварительный нагрев технологической щепы.
На второй стадии конденсации удаление несконденсировавшихся паров мгновенного испарения при продувке осуществляется трехступенчатой системой конденсации в противоточном режиме. На входе в первую ступень температуру теплоносителя, представляющего собой раствор хлорида кальция, поддерживают в пределах 40-50 °С, а на входе во вторую ступень поддерживают в пределах 17-27 °С. Температуру на входе в третью ступень поддерживают ниже 0 °С. Линии удаления кипящих паров изолированы от окружающей среды сначала механическими заслонками, а затем гидравлическими заслонками, а удаление несконденсировавшихся паров осуществляется вытяжкой.
Удаление несконденсировавшихся паров осуществляется вакуумированием. Парогазовая смесь сероводорода, диметилсульфида и метилмеркаптана подается управляемой механической затвором 11 и поступает в нижнюю часть кожухотрубчатого конденсатора 15. На верх конденсатора по трубопроводу подачи 8 с помощью центробежного насоса 21 подается раствор хлористого кальция и охлаждается в теплообменнике 19 с помощью холодильника 20. Сероводород является одним из компонентов парогазовой смеси и кипит при температуре 60,3°С. Для полной конденсации этого газа с теплоносителем температура парогазовой смеси на входе в конденсатор 15 должна поддерживаться на оптимальном уровне 40-50°С. Энергозатраты на охлаждение ниже 40°С раствора CaCl2 приходится увеличивать, а при температуре выше 50 °С движущая сила процесса конденсации снижается. Это должно компенсироваться увеличением поверхности конденсации. Пары, не сконденсировавшиеся при данной температуре, отводятся по линии отвода 22 в конденсатор 16, на входе в который также поддерживают температуру в пределах 17-27°С и полностью растворяют диметилсульфида, температуру кипения которого составляет 37,3°С. Метилмеркаптан, кипящий при 6,8°С, полностью улавливается в конденсаторе 17 при температуре раствора ниже 0°С и поступает по линии отвода 22. Жидкий сероводород, диметилсульфид и метилмеркаптан собирают в соответствующие емкости 25, 26, 27. Удаление не сконденсировавшегося пара осуществляется с помощью эжекторного устройства 18, куда подается оборотная вода через вентиль 28, который позволяет удалить инертный газ, попавший в систему выдувки. По окончании выдувки прекращается подача охлаждающего агента отключением центробежного насоса 21, а вентили 12, 13 и 14 и механический затвор 11 закрывают.
Такая организация процесса получения сульфатной пульпы позволяет не только исключить выброс пара в атмосферу, но и сократить расход черного щелока и продолжительность процесса варки.
4 Оборудование механической и биологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажного предприятия

Канализационные очистные сооружения целлюлозного завода предназначены для очистки производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод предприятия и города. Производственные стоки предприятия образованы варочным, сушильным, химическим цехами. В таблице 1 представлено типовое оборудование механической и биологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажного предприятия [6].

Таблица 1 – Оборудование механической и биологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажного предприятия
Тип очистки сточных вод Наименование очистного
оборудования Механическая очистка сточных вод Усреднитель – преаэратор
Усреднение, начальная стадия очистки производственных сточных вод Первичные отстойники
Первая ступ ень очистки Решетки Песколовки Первичные отстойники Биологическая очистка сточных вод Аэротенк
Вторая степень очистки Вторичный отстойник
На сульфат-целлюлозном предприятии, где производят небеленую целлюлозу, предусмотрена двухступенчатая очистка сточных вод: полная механическая и биологическая – раздельная механическая очистка производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод, далее их совместная биологическая очистка и сброс очищенных сточных вод через рассеивающий выпуск в водный объект [6].
Выбор соответствующего оборудования определяется характеристиками загрязнений, их концентрацией, физическими и химическими свойствами, а также требованиями к эффективности очистки сбросов от загрязняющих веществ [6].
Поступающие промышленные воды на очистку контролируются по следующим параметрам: щелочность, температура, рН, ХПК, взвешенные вещества, БПК5, азот общий, фосфор общий. Контроль качества поступающих хозяйственно-бытовых стоков ведется по показателям: рН, температура, ХПК, БПК, взвешенные вещества, азот общий, фосфор общий, иловый индекс, концентрация ила. Контроль и оценка эффективности проводились для промышленных сточных вод без очистки, и в ходе очистки в верхнем канале аэротенка и в самом аэротенке.
В целях создания благоприятной среды для микроорганизмов активного ила в аэротенк подаются питательные растворы азота и фосфора. Регулирование подачи питательных растворов проводится по остаточным концентрациям солей азота и фосфора в очищенной сточной воде. Концентрации указанных веществ на выпуске после очистных сооружений не должны превышать допустимые значения нитратов, нитритов, аммонийного азота, фосфатов, установленные проектом НДС. Измерения концентраций азота общего и фосфора общего были проведены в верхнем канале аэротенка и в самом аэротенке.
Схема входных и выходных потоков природных и сточных вод предприятия (рисунок 3.1) была разработана в ходе изучения технологического регламента исследуемого предприятия и технологической схемы очистных сооружений. Схема предполагает прохождение воды несколько стадий производственного процесса, таких как варку целлюлозы, промывку, сушку, дополнительную станцию обработки целлюлозы. Далее вода поступает на очистные сооружения, при этом изначально на механическую очистку поступают производственные сточные воды, после чего соединяются с потоком поступающих на биологическую очистку хозяйственно-бытовых сточных вод.

Рисунок 3.1 – Схема входных и выходных потоков природных и сточных вод предприятия

На рисунке 3 приведена принципиальная схема канализационных очистных сооружений сульфат-целлюлозного предприятия по стадиям очистки с указанием контролируемых загрязняющих веществ.

Рисунок 3 – Принципиальная схема потоков канализационных очистных сооружений целлюлозного завода

I – коллектор поступающих на очистку промышленных сточных вод,
II – первичные отстойники, III – коллектор поступающих на очистку хозяйственно-бытовых сточных вод; IV–аэротенк; V– вторичные отстойники; VI–глубинный рассеивающий водовыпуск, СВ – сточные воды

В таблице 2 представлены сравнительные характеристики типовых мероприятий для повышения эффективности очистки сточных вод сульфатцеллюлозного предприятия









Таблица 2 – Характеристика типовых мероприятий для повышения эффективности очистки сточных вод сульфат-целлюлозного предприятия
Наименование мероприятия Описание технологии Эффективность Показатель Очистка, % Применение каталитических загрузок Представляют собой сетчатые конструкции, устанавливаемые в аэротенки. Активные виды кислорода, образующиеся на поверхности катализатора, окисляют органические вещества, растворенные в воде гораздо активнее, чем обычный кислород БПКполн и ХПК 85–90 СПАВ 75 Метанол 99 фенолы 90–95 Нефтепродукты 85–90 Серосодержащие 99 Азотные соедине ния 85 Строительство узла доочистки биологически очищенных сточных вод с применением технологии фильтрации на дисковых фильтрах Дисковые фильтры – простой и доступный вариант применения современных мембранных технологий для очистки воды. Загрязненная вода пропускается через фильтрующий элемент, который представляет собой комплект плотно сжатых дисков, в которых есть специальные канавки. Чистая вода проходит внутрь этих канавок и попадает на выход фильтра, а механические загрязнения не проходят внутрь и остаются на поверхности фильтрующего элемента БПКполн и ХПК 87 Взвешенные вещества 80 Лигнин сульфатный 82 Применение увеличенной дозы концентрации активного ила в аэротенке и повышение его
возраста путем установки биологической загрузки Дозу ила в аэротенке можно увеличить, используя инертные носители биомассы. В качестве инертного носителя применяются плоские рамы и кассеты с размещенными в них пористыми материалами или винипластовой пленкой. Блоки и кассеты с насадкой располагаются в аэротенке, чтобы обеспечить эффективную циркуляцию иловой смеси в загрузке БПКполн и ХПК 98 СПАВ 95 Фосфор общий 90 Азот общий 98


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Основными источниками загрязнения воздуха в результате варки сульфатной целлюлозы являются заводы по регенерации соды, варке и промывке, регенерации извести и отбельным установкам, окислительным установкам и установкам по приготовлению отбеливающих растворов.
В зависимости от принятой производственной схемы дополнительные источники загрязнения могут возникать на участках переработки побочных продуктов (рафинация и дезодорация скипидара, производство сульфановых одорантов, перегонка скипидара, крекинг сульфатного мыла, ректификация таллового масла и т.п.).
Целлюлозно-бумажная промышленность невозможна без учета количества сточных вод, поступающих в водоемы, прилегающие к предприятию. Для учета сточных вод необходимы соответствующие расходомеры: расходомеры и счетчики воды.
Большой объем сточных вод в целлюлозно-бумажной промышленности предполагает необходимость измерения расхода в трубопроводах большого диаметра или открытых каналах. Также следует учитывать, что стоки целлюлозно-бумажной промышленности содержат большое количество взвешенных частиц и химических веществ, поэтому расходомер должен безотказно работать с загрязненными и агрессивными жидкостями.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Новиков Ю. В., Ласточкина К. О., Болдина З. Н. Методы исследования качества воды водоёмов. Издание 2-е, переработанное и дополненное. М., «Медицина», 1990 г., 400 с. с иллюстрациями. 2. Никитин Я.В., Поляков СИ. Использование воды на целлюлозно-бумажных предприятиях: М.: Лесная промышленность, 1985. 3. Пен, Р.З. Технология целлюлозы. Т. 1. Производство сульфатной целлюлозы: учебное пособие для студентов специальности 260300 всех форм обучения / Р.З. Пен. - Красноярск: СибГТУ, 2001. - 358 с. 4. Седых В.В. Основы научных исследований и проектирование предприятий целлюлозно-бумажного производства. Инженерное обеспечение предприятий: учебное пособие / В.В. Седых. - Красноярск, СибГТУ, 2004.- 104 с. 5. Сафин Р.Г. Совершенствование технологических процессов, сопровождающихся выбросами токсичных веществ/ Р.Г. Сафин, Д.Ф. Зиатдинова, Н.Ф. Тимербаев, В.Н. Башкиров, А.Ш. Беляев // Вестник КГТУ –2002. – №2 – С.68-72. 6. Байбородин, А. М. Локальная очистка загрязненных сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности / А. М. Байбородин, К. Б. Воронцов, Н. И. Богданович // Санитарный врач. – 2010. – № 3. – С. 36-38.











2