邱全國 武長安 張克賢

（1成都連接流體科技有限公司 2深圳市美中現(xiàn)代科技發(fā)展有限公司 3天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ）

麥草清潔制漿新工藝中制漿廢水的膜技術(shù)處理

邱全國1武長安2張克賢3

（1成都連接流體科技有限公司 2深圳市美中現(xiàn)代科技發(fā)展有限公司 3天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ）

為了降低造紙工業(yè)中制漿廢水、中段水的環(huán)境污染負(fù)荷，同時為造紙企業(yè)降低處理費(fèi)用；采用膜分離技術(shù)處理造紙工業(yè)中的制漿廢水、中段水。經(jīng)膜處理后的制漿廢水COD控制在2000mg/l以下、SS小于200mg/l。經(jīng)膜處理后的制漿廢水與中段水均符合企業(yè)回用要求，具有很好的節(jié)能減排優(yōu)勢。

膜分離技術(shù) 微濾 超濾 納濾 中段水 制漿廢水

前言

造紙行業(yè)是環(huán)境污染的主要行業(yè)之一，其廢水排放總量在工業(yè)廢水中居第三位。一些小型草漿造紙廠，因為無法解決黑液污染、廢水量大等問題而被迫關(guān)閉。因而造紙廢水的綜合治理已普遍受到各級政府和企業(yè)的高度重視，其處理技術(shù)一直是國內(nèi)外造紙工業(yè)和環(huán)保界的研究熱點(diǎn)。對環(huán)境質(zhì)量要求較高的發(fā)達(dá)地區(qū)，環(huán)境保護(hù)的嚴(yán)厲措施已經(jīng)涉及到企業(yè)的生存與發(fā)展，解決制漿造紙工業(yè)的環(huán)境污染問題已刻不容緩！

國外于1967年開始將膜技術(shù)用于造紙工業(yè)，70年代初開始中試和工業(yè)化試生產(chǎn)，選用不同種類的膜，可用來濃縮黑液，也可用于木素的分離、提純，以降低黑液中的COD、BOD，還可以用于漂白廢水中深色有機(jī)物和有機(jī)氯的去除。我國開山屯化纖廠于1986年從丹麥DDS公司引進(jìn)了膜分離設(shè)備用于木漿生產(chǎn)中。

造紙工業(yè)所產(chǎn)生的廢水具有種類繁多、水量大、有機(jī)污染物含量高的特點(diǎn)，屬于難處理的工業(yè)廢水之一。廢水來源于制漿及抄紙各個工藝環(huán)節(jié)中，其物理化學(xué)性質(zhì)及有機(jī)污染物的濃度各不相同，該廢水處理應(yīng)針對廢水的特征確定有效的處理工藝。蒸煮廢液是企業(yè)形成污染負(fù)荷的主要來源，約占全廠COD排放總量的90%以上，它是企業(yè)治污的重點(diǎn)；而數(shù)量大、成份復(fù)雜、毒性嚴(yán)重的是精選、漂白等工藝過程的廢水，它是企業(yè)治污的難點(diǎn)。以上這些廢水目前大多采用化學(xué)品回收、絮凝沉淀、生物氧化、藥浮、氣浮等傳統(tǒng)工藝方法或幾種工藝結(jié)合的處理方法，但經(jīng)這些方法處理后的廢水往往達(dá)不到嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，更不用說回用水，其主要原因是生化技術(shù)沒有與先進(jìn)的膜分離技術(shù)有機(jī)集成，只有通過膜法高效處理造紙廢水，消除其中對菌種有毒害作用的氯化木素和難降解的芳香族化合物，回收有價值物質(zhì)，降低處理費(fèi)用，大大提高綜合處理效率，才是造紙廢水達(dá)標(biāo)處理的最終出路。

膜分離技術(shù)是一項新興的分離、凈化和高效濃縮技術(shù)，雖然膜技術(shù)的發(fā)展不過三四十年，但是因膜技術(shù)應(yīng)用范圍廣及其獨(dú)具的優(yōu)越性，在21世紀(jì)工業(yè)生產(chǎn)中，膜技術(shù)扮演著戰(zhàn)略性角色，膜技術(shù)已被認(rèn)為是“本世紀(jì)中最有前途的一項重大生產(chǎn)技術(shù)”，“誰掌握了膜技術(shù)誰就會擁有行業(yè)的未來”。2002年國家計委組織的膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)化公告，就是推動膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)解決國家的重大環(huán)境問題，以提高我國水資源開發(fā)與綜合利用水平，緩解日趨嚴(yán)重的水資源危機(jī)，使膜技術(shù)更好地為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

膜分離技術(shù)作為一種高效的造紙廢水治理過程處理技術(shù)，日益受到制漿造紙行業(yè)的廣泛重視，并將看作企業(yè)未來清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要載體。由于膜技術(shù)具有工藝操作簡單、無相態(tài)變化、設(shè)備占地少、處理效率高、節(jié)能顯著以及生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢，因此膜工藝在制漿廢液中已經(jīng)成功地回收了苛性堿、堿木素、木素磺酸鹽、香蘭素、低聚糖、單糖等有價值的化工產(chǎn)品；在造紙廢水中也成功地凈化和消除多段漂白廢水中具有毒性的有機(jī)大分子物質(zhì)，還可以消除化學(xué)機(jī)械漿廢水中難降解的高分子物質(zhì)，濃縮脫除廢水中油墨，凈化紙機(jī)白水等等。

三十年來膜技術(shù)處理裝置在世界許多國家的造紙工業(yè)中投入運(yùn)行證明：膜分離技術(shù)處理造紙廢水是一種進(jìn)行深度處理的大有前途的高新技術(shù)，是可以作為投資的環(huán)境治理技術(shù)，是資源再利用的可行性技術(shù)，是造紙廢水處理的高級工藝技術(shù)，是節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)的可延續(xù)性發(fā)展的技術(shù)。

1 關(guān)于制漿廢水與中段水

膜分離技術(shù)的原理示意圖

1.1 制漿廢水

制漿造紙廢水是指化學(xué)法制漿產(chǎn)生的蒸煮廢液（又稱黑液、紅液）、洗漿漂白過程中產(chǎn)生的中段水及抄紙工序中產(chǎn)生的白水，它們都對環(huán)境有著嚴(yán)重的污染。一般每生產(chǎn)1t硫酸鹽漿就有1t有機(jī)物和400kg堿類、硫化物溶解于黑液中；生產(chǎn)1t亞硫酸鹽漿約有900kg有機(jī)物和200kg氧化物（鈣、鎂等）和硫化物溶于紅液中。

1.2 中段水

造紙中段廢水是指漿料經(jīng)蒸煮、黑液提取后在篩選、洗滌和漂白過程中排出的廢水、其排放量大，溶出的木質(zhì)素及其衍生物使廢水具有一系列從淺棕到深褐的顏色。

1.3 處理方法

目前黑液的處理方式主要是燃燒法。中段水的處理方式主要是微生物法。

2 膜分離技術(shù)介紹

2.1 膜分離技術(shù)的工作原理

利用人工合成的薄膜作為分離介質(zhì)，以外界壓力差為推動力，采用錯流式循環(huán)運(yùn)行工藝，通過膜對溶液中特定的有機(jī)物或無機(jī)物進(jìn)行選擇性分離，透過低分子和水、截留高分子，使高分子得到分離、提純和濃縮富集。被膜截留的部分成為濃縮液，被膜透過的部分成為滲透液。

2.2 膜的分類及性能

根據(jù)膜的截留分子量大小，膜被分為反滲透膜（RO）、納濾膜(NF)、超濾膜(UF)、微濾膜(MF)等。 反滲透膜能夠截留無機(jī)鹽離子及大于離子的有機(jī)物質(zhì),而透過水；納濾膜能夠截留二價離子和小分子及大于其分子量的物質(zhì)，透過水和一價離子；超濾膜能夠截留大分子及大于其分子量的物質(zhì)，透過水、離子和小分子；微濾膜能夠截留大分子團(tuán)、不溶性微粒及懸浮物，細(xì)菌等，透過溶液。

2.3 膜分離技術(shù)在造紙廢水中的應(yīng)用

運(yùn)用膜分離技術(shù)處理制漿廢水，可以極大地降低環(huán)境污染負(fù)荷，同時由于膜分離技術(shù)具有成本低、占地面積小、效率高、運(yùn)行管理方便、自動化程度高、清潔生產(chǎn)等特點(diǎn)，在所應(yīng)用的生產(chǎn)過程中取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。近幾年隨著耐高溫、高抗污染、耐強(qiáng)酸堿膜材料的出現(xiàn)，大大地推動了膜技術(shù)在制漿造紙工業(yè)的應(yīng)用。特別是在能源緊張、環(huán)境保護(hù)緊迫的今天，膜分離技術(shù)在處理造紙廢水領(lǐng)域，其良好的經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)得更加充分明顯，并將要為制漿造紙企業(yè)節(jié)能減排、降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益做出顯著貢獻(xiàn)。

膜技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在：

1）被污染的廢水只要通過膜分離一道工序即可得到凈化。

2）膜分離技術(shù)可回收廢水中有價值的可溶性物質(zhì)（如多糖、木素磺酸鈉、木素等）。

3）凈化后的膜滲透液（水及NaOH）可重復(fù)利用于生產(chǎn)，實現(xiàn)零排放和資源再利用效益。

4）膜工藝穩(wěn)定可靠，對溫度和毒性的沖擊不敏感，與生化技術(shù)集成可優(yōu)勢互補(bǔ)、優(yōu)化工藝，是廢水處理達(dá)標(biāo)的排放最佳出路。

5）膜使用壽命長，投資和運(yùn)行費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

6）膜設(shè)備占地面積小，運(yùn)行維護(hù)方便，可實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

7）設(shè)備自動化程度高，降低勞動強(qiáng)度，節(jié)省勞動成本。

2.4 超濾（UF）技術(shù)應(yīng)用實例

日本某企業(yè)利用超濾裝置處理漂白廢水。該造紙廠日產(chǎn)量約3000t，排放的廢水約22萬t，污染物最嚴(yán)重時日排放4000t。超濾生產(chǎn)線運(yùn)行全部自控，盡管在較高的溫度（45～55℃）和 pH（10～11）下運(yùn)行二年，膜的性能沒有明顯變化，整個廢水已符合日本政府新的環(huán)保排放規(guī)則 （pH 5.8～8.0；SS＜38ppm；COD＜80ppm），一改該廠過去用常規(guī)法處理造紙廢水不能達(dá)標(biāo)的困難局面。

2.5 納濾（NF）技術(shù)應(yīng)用實例

納濾（NF）技術(shù)是近十年來發(fā)展起來的膜分離技術(shù)，是從溶液中分離有效物質(zhì)的膜分離過程。因此很多企業(yè)將納濾用于制漿黑液的初步濃縮，并與高溫蒸發(fā)工藝集成，可以大大地節(jié)約能耗。納濾處理草漿漂白液可以去除木質(zhì)素和90%以上的COD高色度物質(zhì)。由于納濾膜系統(tǒng)去除低濃度廢水時不發(fā)生相變，一般能耗僅為蒸發(fā)器的20%，即使加上換膜費(fèi)用，與蒸發(fā)成本比較，每去除1m3水的操作費(fèi)用仍能節(jié)省70%。

3 項目實驗部分

3.1 原料情況

麥草（秸稈）制漿反應(yīng)液由山東慶云經(jīng)緯實業(yè)有限公司提供。 其 pH10.5，溫度 60～70℃，COD 17600 mg/L，不溶性固體含量11g/L，可溶性固形物含量為8g/L。

3.2 廢水水質(zhì)

根據(jù)業(yè)主提供的水樣經(jīng)水質(zhì)分析，廢水水質(zhì)指標(biāo)見下表：

序號 分析項目 單位 制槳廢水 中段水1 CODcr mg/L ≤20000 ≤2000 2 BOD5 mg/L ≤1000 ≤250 3 SS mg/L ≤2000 ≤650 4 pH 10.5 7～8 5 色度 倍 ≤1000 ≤400

3.3 項目設(shè)計工藝

3.3.1 工藝選擇的原則

工藝方案的選擇對于廢水處理設(shè)施的建設(shè)、確保處理設(shè)施的處理效果和降低運(yùn)行費(fèi)用發(fā)揮著最為重要的作用，因此需要結(jié)合設(shè)計規(guī)模、廢水水質(zhì)特性以及當(dāng)?shù)氐膶嶋H條件和要求，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝技術(shù)，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后優(yōu)選出最佳的總體工藝方案和實施方式。

在該廢水處理的總體工藝方案確定中，遵循以下原則：

(1)所選工藝必須技術(shù)先進(jìn)、成熟，對水質(zhì)變化適應(yīng)能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，能保證出水水質(zhì)達(dá)到工藝使用標(biāo)準(zhǔn)及國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。

(2)所選工藝應(yīng)減少基建投資和運(yùn)行費(fèi)用，節(jié)省占地面積和節(jié)能。

(3)所選工藝應(yīng)易于操作、運(yùn)行靈活且便于管理。根據(jù)進(jìn)水的水質(zhì)水量，應(yīng)能對工藝運(yùn)行參數(shù)和操作進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

(4)所選工藝應(yīng)易于實現(xiàn)自動控制，提高操作管理水平。

(5)所選工藝應(yīng)最大程度減少對周圍環(huán)境的不良影響（氣味、噪聲、氣霧等）。

（6）符合清潔生產(chǎn)要求。

3.3.2 廢水的水質(zhì)特性分析

造紙廢水處理主要污染物 COD、BOD、SS，而COD、BOD、SS主要是纖維在生產(chǎn)過程中分解而引起的，也可以說是由SS引起的，廢紙制漿造紙工藝更突出。廢水中的懸浮物主要是長纖維、短纖維、填料等組成。根據(jù)麥草制漿廢水這一特點(diǎn)，以及污水排放標(biāo)準(zhǔn)，本廠廢水處理方案確定為制漿廢水和中段水分別處理。

（1）制漿廢水：

微濾（回收纖維）→納濾（回收木素、脫色）→回用水（堿、熱能）。

（2） 中段水：

板框過濾→超濾（回收木素）→回用水。

3.3.3 工藝方案的選擇

借鑒以前麥草制漿和中段水處理經(jīng)驗，制漿系統(tǒng)有部分生產(chǎn)用水水質(zhì)要求不高，只要控制COD小于1500mg/l、SS小于200mg/l就可回用，考慮到減少投資規(guī)模及降低處理成本，本方案確定，制漿廢水經(jīng)微濾和納濾日處理量共150m3，其中出水為130 m3，該出水由于溫度保持在70℃，可以直接回用至煮漿工藝，可以大大節(jié)省蒸汽的消耗，節(jié)省能源，微濾和納濾濃水為每天20 m3，該水含較多的長纖維、短纖維、木素，可以蒸發(fā)回收利用；其中1200 m3的中段水其COD不高，只有1300ppm左右。色度輕，主要含有少量纖維和木素，如采用超濾處理后色度和木素均大量被截留，超濾日產(chǎn)水有1000 m3，直接回用到抄紙系統(tǒng)（水質(zhì)可滿足工藝要求），超濾濃縮液回流至微濾集成納濾系統(tǒng)工藝中處理，此時全廠生產(chǎn)廢水的回用水量最高可達(dá)到90%，此指標(biāo)在國內(nèi)屬于領(lǐng)先水平。（國家環(huán)保局僅要求白水回用效率達(dá)70%）。

因此，我們針對該麥草制漿廢水進(jìn)行了膜技術(shù)清潔生產(chǎn)工藝設(shè)計，工藝得以優(yōu)化同時達(dá)到節(jié)能減排和資源再利用效益。并對以下工藝進(jìn)行實驗認(rèn)證，取得數(shù)據(jù)，作為擴(kuò)大設(shè)計和推廣依據(jù)。

本工藝流程中切入了膜技術(shù)工藝，所有的廢水全部經(jīng)過處理回用，真正達(dá)到零排放。

3.4 實驗部分

3.4.1 實驗工藝：

制漿廢水：制漿廢水→過濾→ 微濾→納濾→回用水。

中段水：中段水→保安過濾→超濾→回用水。

膜實驗設(shè)備：由成都連接流體分離科技有限公司提供。

陶瓷膜實驗設(shè)備：孔徑50nm，有效膜面積0.24 m2，膜耐高溫、耐污染、耐酸堿。

納濾濃縮設(shè)備：膜截留分子量150～300Da，有效膜面積2.3 m2，膜耐高溫、耐污染、耐酸堿。

3.4.2 實驗條件

（1）微濾料液溫度為60～70℃，微濾操作壓力≤0.30Mpa。

（2）納濾料液溫度為60～70℃，納濾操作壓力≤2.0Mpa。

（3）超濾料液溫度為≤40℃，超濾操作壓力≤0.25Mpa。

3.4.3 實驗周期

為了更加切合生產(chǎn)實際運(yùn)行模式，本實驗周期為30d，每天運(yùn)行22h，清洗維護(hù)時間2h。

3.4.4 實驗數(shù)據(jù)

（1）制漿廢水微濾平穩(wěn)運(yùn)行數(shù)據(jù)：

運(yùn)行時間(h)運(yùn)行溫度℃1 756 0.23 0.15 22 2 743 0.23 0.15 28 3 737 0.23 0.15 39 4 736 0.23 0.15 46 5 738 0.26 0.18 50 6 735 0.26 0.18 50 7 693 0.26 0.18 49濾速ml/min膜前壓力Mpa膜后壓力Mpa

運(yùn)行時間(h)運(yùn)行溫度℃8 662 0.26 0.18 37 9 649 0.26 0.18 34 10 628 0.26 0.18 39 11 632 0.26 0.18 45 12 626 0.26 0.18 39 13 645 0.28 0.20 46 14 619 0.28 0.20 50 15 616 0.28 0.20 50 16 618 0.28 0.20 49 17 607 0.28 0.20 37 18 611 0.28 0.20 39 19 590 0.28 0.20 46 20 587 0.30 0.22 37 21 583 0.30 0.22 34 22 579 0.30 0.22 38濾速ml/min膜前壓力Mpa膜后壓力Mpa

微濾的平均流速為668ml/min，共運(yùn)行633h，實驗共出微濾液25.4m3。以上數(shù)據(jù)為每天22h連續(xù)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及每天的數(shù)據(jù)隨時間的變化曲線。數(shù)據(jù)顯示，微濾的濾速下降比較平穩(wěn)，流量衰減緩慢，運(yùn)行狀況良好。

（2）制漿廢水納濾平穩(wěn)運(yùn)行數(shù)據(jù)：

運(yùn)行時間(h)運(yùn)行溫度℃1 790 1.30 1.20 32 2 760 1.35 1.24 28 3 720 1.40 1.30 39 4 680 1.45 1.35 46 5 670 1.50 1.40 50 6 640 1.50 1.40 50 7 660 1.50 1.40 49 8 620 1.50 1.40 37 9 610 1.50 1.40 34 10 590 1.50 1.40 39濾速ml/min膜前壓力Mpa膜后壓力Mpa

運(yùn)行時間(h)運(yùn)行溫度℃11 570 1.50 1.40 45 12 560 1.50 1.40 39 13 580 1.50 1.40 46 14 570 1.50 1.40 50 15 560 1.55 1.44 50 16 580 1.60 1.50 49 17 570 1.60 1.50 37 18 490 1.60 1.50 39 19 460 1.60 1.50 46 20 470 1.65 1.54 37 21 430 1.65 1.54 34 22 450 1.65 1.56 38濾速ml/min膜前壓力Mpa膜后壓力Mpa

納濾的平均流速為590ml/min，共運(yùn)行633h，實驗共出納濾液22.4m3。以上數(shù)據(jù)為每天22h連續(xù)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及每天的數(shù)據(jù)隨時間的變化曲線。數(shù)據(jù)顯示，納濾的濾速下降比較平穩(wěn)，流量衰減緩慢，運(yùn)行狀況良好。

（3）中段水超濾平穩(wěn)運(yùn)行數(shù)據(jù)：

運(yùn)行時間(h)運(yùn)行溫度℃1 17400 0.16 0.10 26 2 17300 0.16 0.10 37 3 17300 0.16 0.10 28 4 17200 0.16 0.10 29 5 17100 0.16 0.10 32 6 17000 0.18 0.13 30 7 16900 0.18 0.13 30 8 16920 0.18 0.13 34 9 16900 0.18 0.13 36 10 16900 0.18 0.13 34 11 16900 0.18 0.13 29 12 16950 0.18 0.13 25濾速ml/min膜前壓力Mpa膜后壓力Mpa

運(yùn)行時間(h)濾速ml/min膜前壓力Mpa膜后壓力Mpa運(yùn)行溫度℃13 16800 0.18 0.13 33 14 16855 0.18 0.13 32 15 16850 0.18 0.13 30 16 16850 0.20 0.15 30 17 16860 0.20 0.15 29 18 16750 0.20 0.15 33 19 16700 0.20 0.15 32 20 16755 0.20 0.15 34 21 16750 0.20 0.15 32 22 16750 0.20 0.15 34

超濾的平均流速為16860ml/min，共運(yùn)行633h，實驗共出超濾液640.34m3。以上數(shù)據(jù)為每天22h連續(xù)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及每天的數(shù)據(jù)隨時間的變化曲線。數(shù)據(jù)顯示，超濾的濾速下降比較平穩(wěn)，流量衰減緩慢，運(yùn)行狀況良好。

3.4.5 實驗結(jié)果與分析

制漿廢水納濾透過水對照指標(biāo):

中段水超濾的出水對照指標(biāo):

（1）從納濾濃縮結(jié)果看，納濾透過液水質(zhì)澄清透明、無色。

（2）微濾主要是對廢水進(jìn)行澄清，除去其中大分子雜質(zhì)，降低納濾膜的運(yùn)行負(fù)荷。從納濾的運(yùn)行過程看，流速的衰減比較穩(wěn)定。

（3）超濾在運(yùn)行過程中的流量衰減平穩(wěn)，沒出現(xiàn)大的波動，由此可知，這種超濾膜適合這種中段水的處理。3.4.6實驗結(jié)論

（1）納濾跟納濾出水水質(zhì)穩(wěn)定，符合回用標(biāo)準(zhǔn)，濾液中不含木質(zhì)纖維，達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。而納濾濃縮液中含有大量木質(zhì)纖維，可直接回收利用。

（2）超濾的出水COD在150以下，完全符合回用標(biāo)準(zhǔn)；超濾殘液COD值較高，需另行處理。

4 項目方案設(shè)計

4.1 處理水量

根據(jù)業(yè)主提供的資料，本工程的設(shè)計規(guī)模為日平均流量 :制漿廢水150 m3；中段水3000 m3。

4.2 回用和排放標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)要求，處理后的水應(yīng)達(dá)到以下回用及排放的要求。

《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978－1996）中一級標(biāo)準(zhǔn)：

4.3 制漿廢水膜處理系統(tǒng)

4.3.1 微濾裝置

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，設(shè)計使用膜面積53.28m2，共222支膜，投入額為22.2萬元。總裝機(jī)功率為64.5Kw，系統(tǒng)造價預(yù)算65萬元。

4.3.2 納濾裝置

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，設(shè)計使用膜面積為405 m2，共15支膜，投入額為25萬元。總裝機(jī)功率為25Kw，系統(tǒng)造價預(yù)算55萬元。

4.4 中段水膜處理系統(tǒng)

4.4.1 超濾系統(tǒng)

根據(jù)每天中段水處理量，我們共設(shè)計了120支膜，投入額為60萬元?？傃b機(jī)功率為40Kw，系統(tǒng)造價預(yù)算140萬元。

5 膜分離系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用預(yù)算

5.1 制漿廢水的預(yù)算

1）電耗

微濾系統(tǒng)電耗：

微濾設(shè)備循環(huán)泵、供料泵裝機(jī)總功率分別60kW和4.5kW，實際運(yùn)行功率約為64.5kW/h，每天運(yùn)行22h，清洗1h，電費(fèi)為0.66元/度。則每天運(yùn)行耗電費(fèi)用為：23×64.5×0.66=979.1 元

納濾系統(tǒng)電耗：

指標(biāo) COD mg/L SS mg/L 色度（倍） pH處理前 46300 500 900 8.6處理后 1100 ＜10 60 8.5

指標(biāo) COD mg/L SS mg/L 色度（倍） pH處理前 1360 600 700 7.5處理后 150 ＜10 80 7.4

序號 分析項目 單位 制漿回用水質(zhì)要求 排放標(biāo)準(zhǔn)1 CODcr mg/L ≤2000 ≤100 2 SS mg/L ≤200 ≤70 3 pH 11 6～9

納濾設(shè)備循環(huán)泵、供料泵裝機(jī)總功率分別11kw和15kW實際運(yùn)行功率約為25kW/h，每天運(yùn)行22h，清洗1h，電費(fèi)為0.66元/度。則每天運(yùn)行耗電費(fèi)用為：23×25×0.66=379.5 元

2）水

微濾系統(tǒng)清洗用純化水約需5t，每天15元。

納濾膜清洗用純化水約需3t，每天9元。

3）清洗劑費(fèi)用

微濾系統(tǒng)：堿每天約8元，檸檬酸每天約4元。

納濾系統(tǒng)：堿每天約4元，檸檬酸每天約2元。

4）膜元件更換費(fèi)用

微濾系統(tǒng)：微濾膜元件費(fèi)用按1000元/支，膜使用壽命3年，整個系統(tǒng)共222支膜管，則前3年膜元件攤銷費(fèi)用：1000×222÷360÷3＝205.5 元/天。

納濾系統(tǒng)：納濾膜元件費(fèi)用按16000元/支，膜使用壽命2年，整個系統(tǒng)共15支膜管，則前2年膜元件攤銷費(fèi)用：16000×15÷360÷2＝333.3 元/天。

5）設(shè)備折舊

微濾、納濾膜系統(tǒng)設(shè)備約為72.8萬(除膜元件以外)設(shè)備折舊按15年攤銷，則每天費(fèi)用為134.8元。

6）勞動力成本

系統(tǒng)每個班次安排1名操作工，共三個班次，人均工資按1500元/月計算，每天的勞動力成本為150元。

7）每天處理成本核算

該工藝系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用合計2224.2元/天。

8）噸單位成本測算如下：

微濾/納濾設(shè)備每天處理水量為150噸，處理成本為 2224.2÷150=14.82 元/噸。

5.2 中段水膜系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用預(yù)算

1）電耗

超濾系統(tǒng)電耗：

超濾設(shè)備循環(huán)泵、清洗泵裝機(jī)總功率分別25kW和15kW，實際運(yùn)行功率約為25kW/h，每天運(yùn)行22h，清洗1h，電費(fèi)為0.66元/度。則每天運(yùn)行耗電費(fèi)用為363元，清洗耗電費(fèi)用為9.9元。

2）水

超濾膜清洗用純化水約需10t，每天30元。

3）清洗劑費(fèi)用

堿每天12元，檸檬酸每天6元。

4）膜元件更換費(fèi)用

超濾膜元件費(fèi)用按5000元/支，膜使用壽命2年，整個系統(tǒng)共120支膜管，則前2年膜元件攤銷費(fèi)用：5000×120÷360÷2＝833.3 元/天。

5）設(shè)備折舊

超濾膜系統(tǒng)設(shè)備約為80萬 (除膜元件以外)設(shè)備折舊按15年攤銷，則每天費(fèi)用為148.1元。

6）勞動力成本

系統(tǒng)每個班次安排1名操作工，共三個班次，人均工資按1500元/月計算，每天的勞動力成本為150元。

7）每天處理成本核算

該工藝系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用合計1552.3元/天。

8）噸單位成本

超濾設(shè)備每天處理水量為1200噸，處理成本為1.29 元/噸。

6 結(jié)論

根據(jù)以上設(shè)計方案和費(fèi)用預(yù)算分析可以看出，超濾技術(shù)用于中段水處理，噸水處理成本為1.29元；微濾結(jié)合納濾技術(shù)用于濃縮制漿廢水，噸水處理成本為14.82元。膜透過水可以回用，而膜濃縮出來的纖維素、木素及鹽、多糖均具有一定的經(jīng)濟(jì)價值，同樣可以利用，增加效益。因此，膜技術(shù)應(yīng)用于麥草制漿生產(chǎn)中的廢水處理，在治理廢水的同時，可以創(chuàng)造回用價值，該技術(shù)和工藝符合清潔生產(chǎn)要求，節(jié)能減排，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1]膜分離技術(shù)應(yīng)用于草漿造紙清潔生產(chǎn).化工學(xué)報 ,57,2006(2)

[2]麥草半化學(xué)漿制備過程中疏解和磨漿處理.黑龍江造紙,2008(3)

[3]利用陶瓷膜微濾技術(shù)濃縮草漿黑液的研究.膜科學(xué)與技術(shù),24(4)

[4]具有黑液處理段的麥草酶法制漿.中國造紙,2004(6)

[5]無機(jī)膜處理造紙黑液的研究.給水排水,2001（11）：48-50

[6]超濾分離麥草漿黑液主要成分的研究.中國造紙,2001(3)：19-31

[7]無機(jī)微濾膜分離草漿黑液中木素的機(jī)理.環(huán)境科學(xué),2002,23（2）：60-64

2011－9－28

制漿與造紙