污水零排放論文：糖業污水零排放實踐

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本文作者：何華柱1鄧金明2羅昌森2周錫文1作者單位：1廣西永鑫華糖集團有限公司2廣西都安永鑫糖業有限公司

清污分流，廢水分類處理

將廠區內的排水系統分成污水管網、清水管網、雨水管網等3個部分：①污水管網主要對各車間地板沖洗水、箱罐沖洗水、石灰消和殘汁以及經過隔油處理后的壓榨廢水等高濃度污水進行收集，通過專用水溝排放到生化處理系統的事故池；②清水管網則是對生產過程中鍋爐用水、工藝用水、蒸發和煮糖汁汽噴射冷凝器用水、設備冷卻水、水膜除塵器用水等進行獨立管路設計，充分利用甘蔗帶來的水分；③雨水管網則對廠區內的雨水進行獨立收集。清污分流為實現廢水零排放奠定了基礎。

生產過程中水的循環使用

1）廢水循環利用系統。針對用水要求不同，制定合理的廢水回用方案，實現廢水循環利用。主要包括：①冷凝器冷凝水閉合循環系統；②汽機冷卻水循環系統；③鍋爐沖灰水循環系統；④其它廢水循環系統。（1）冷凝水閉合循環系統。蒸發、煮糖汁汽噴射冷凝器排出來的冷凝水具有水量大、溫度高、含有微量SO2（溶于水形成亞硫酸）和微量糖分的特點，多次循環使用后濃度增高，易發酸發臭。我們先將冷凝器冷凝水排入循環熱水池，經2000m3/h的WGPL無填料噴霧冷卻塔冷卻降溫至30℃后進入循環冷水池，再從循環冷水池抽取300～400m3/h的冷凝水進行生化處理，處理達標后回流到循環冷水池補充冷凝水。從而使循環冷水池中冷凝水的污染物濃度控制在較低范圍內，符合冷凝器用水要求，確保整個榨季生產冷凝水循環使用。同時經過生化處理系統也可以對冷凝水進行輔助降溫，可謂一舉兩得。此外，對循環冷水池中的水進行COD含量實時監控，并根據COD含量對循環池冷凝水生化處理量進行調節，確保循環冷水池中水質符合要求。同時在循環池中加入一些石灰乳，調節循環池水的pH值在7.0～7.5范圍內，防止冷凝水酸化。冷凝器冷凝水是一個閉合的循環系統（如圖1所示），可不再抽取原水置換循環水池中的水，不僅節約用水，還為煮糖和蒸發冷凝器提供充足合格的冷凝水，保證煮糖或蒸發真空度的穩定性。（2）汽機冷卻水循環系統。汽機冷卻水循環系統如圖2所示，汽輪機、引風機和榨機冷卻水經300m3/h冷卻塔降溫后循環使用。汽輪機冷卻水出水溫度高，沒有污染，汽輪機冷卻水對水質要求不高，只要將出水溫度降低后就可以循環使用。壓榨機軸頭冷卻水含有一定的油，經濾油池除去懸浮油，然后經過降溫處理后循環利用。在整個冷卻過程中蒸發損失的水分用中水補充。（3）鍋爐沖灰水循環系統。鍋爐沖灰水循環系統是一個閉合循環系統（如圖3所示）。鍋爐沖灰水進入沉灰池，經灰水分離器處理后清水回用于鍋爐除塵，灰渣外運進行綜合利用。煙氣在水膜除塵器除塵過程中帶走不少水分，灰渣外運也帶走一些水分，在循環過程中沖灰水損失部分用中水補充。（4）其它廢水循環系統。所謂的其它廢水，主要是硫磺爐冷卻水、洗箱罐水、洗地板水等。這部分水含有微糖分，濃度比較高。排入事故池后進入生化處理系統，處理達標后回用。

2）甜水回用于壓榨滲透水系統。傳統制糖生產過程中，蒸發罐、煮糖罐加熱器等的洗罐、試壓用水一般取于新鮮水，經洗罐后其含有較高的糖分，俗稱甜水。甜水不含其它污染物，全部收集回用作壓榨滲透水。我們采用這種辦法減少了洗罐、試壓用水對末端廢水處理設施的沖擊，減少了使用新鮮水量及外排水量，還能提高糖分收回和降低能耗。

3）末效蒸發尾汽余熱利用系統。利用蒸發罐末效利用尾汽收集系統，蒸發末效汁汽不直接進入蒸發冷凝器，先進入末效尾汽收集系統，混合汁進入尾汽收集系統，與末效蒸發汁汽呈逆流形式產生熱交換，混汁溫度升高，汁汽溫度下降，溫度下降后的汁汽再進入蒸發冷凝器。該系統充分利用尾汽余熱，降低蒸汽消耗量，減少蒸發冷凝器用水量，經檢測證實，使用該系統后可降低標煤耗達0.26%。

4）工藝熱水（汽凝水）循環系統。工藝熱水（汽凝水）循環系統如圖4所示。由于生產能耗較低，蒸發汽凝水除大部分供鍋爐用水、工藝用水和損耗外，還有富余的熱水，我們將這部分富余熱水送往蒸發熱水箱，蒸發熱水箱溢流出來的水經高效冷卻塔冷卻降溫后進入冷水箱，用作工藝冷水、高壓清洗機用水和車間日常用水。同時，各蒸發罐全部使用高效捕汁器，以降低各效汽凝水含糖量，使Ⅱ效汽凝水符合鍋爐入爐水標準，滿足了鍋爐用水要求，減少了鍋爐用新鮮水量。

生產廢水經生化處理后實現中水回用

1）廢水生化處理系統。廢水生化處理系統設計處理能力為14400m3/d，采用卡魯塞爾氧化溝工藝，有關設計參數如表1所示，工藝流程如圖5所示。廢水生化處理系統的核心是卡魯塞爾氧化溝，OXYRATOR表曝機又是卡魯塞爾氧化溝系統的核心設備，根據最高負荷和最不利條件下的COD，BOD5以及NH4-N的降解要求，對設備進行了適當的選型和配置，使廢水生化處理系統具有足夠的抗負荷和抗沖擊能力。廢水生化處理系統在榨季生產期間，主要處理事故池中的高濃度廢水及部分循環冷水池中冷凝水，榨季結束后處理事故池、循環冷水池和汽機循環冷水池中的水。卡魯塞爾氧化溝工藝具有占地面積少，曝氣設備安裝維護簡便，工藝穩定可靠，處理效果好等優點，為實現中水閉合循環使用創造了條件。2）中水回用。廢水經生化處理系統處理，出水pH值、SS、氨氮、CODCr、BOD、石油類、色度共7個監測因子監測結果均達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》中一級標準和GB21909-2008《制糖工業水污染物排放標準》標準限值要求，該出水俗稱中水。榨季期間，中水一部分泵送補充汽輪機、壓榨機冷卻水和鍋爐沖灰水循環過程中損失的水量，一部分供硫磺爐及硫氣冷卻水和沖洗地板水，剩余部分自流至循環冷水池調節循環冷水池中的冷凝水，確保冷凝水質量符合回用要求，供制煉車間蒸發、煮糖汁汽噴射冷凝器使用（詳見圖6）。榨季結束后，中水供各車間設備檢修期使用，剩余部分留池子中待下一個榨季生產使用。

生產用水平衡分析

質量守恒定律告訴我們：在任何與周圍隔絕的物質系統（獨立系統）中，不論發生何種變化或過程，其總質量保持不變。那么生產過程中，在不補充新鮮水的前提下，產品、副產品含水量和水蒸發損失量之和與甘蔗自帶水平衡，則沒有剩余水分，即實現零排放。如圖6所示。從甘蔗的化學成分分析可知，通常情況下，甘蔗纖維分11.5%～12.5%，蔗糖分12.5%～14.5%，非糖分2%～4%（非糖分中包括：還原糖1%～1.5%，果膠及有機酸0.3%～0.4%，含氮化合物0.4%，脂肪及蠟質0.2%，灰分0.4%～0.6%），水分70%～75%[1]。廣西都安永鑫糖業有限公司4000t/d甘蔗糖廠產品及副產品含水量和生產過程中水分蒸發損失量如表2、表3所示。1）冷卻塔蒸發損失水量。根據給水排水設計手冊（第二版）（第4冊）工業給水處理資料[2]，工程上冷卻塔蒸發量的估算。（1）冷凝器冷凝水循環系統。安裝3臺2000m3/h的WGPL無填料噴霧冷卻塔，2備1用，進水溫度為40℃，出水溫度為30℃，循環水量2800m3/h，蒸發損失水量為：E1=0.0016×(40－30)×2800=44.8（m3/h）（2）汽機冷卻水循環系統。安裝2臺300m3/h噴霧冷卻塔，進水溫度為40℃，出水溫度為30℃，循環水量600m3/h，蒸發損失水量為：E2=0.0016×(40－30)×300×2=9.6（m3/h）（3）工藝熱水（汽凝水）高效冷卻塔循環系統。安裝2臺200m3/h方形逆流式高溫冷卻塔，進水溫度為70℃，出水溫度為35℃，循環水量150m3/h，蒸發損失水量：E3=0.0016×(70－35)×150=8.4（m3/h）

2）鍋爐沖灰水處理系統損失水量。廢氣處理系統安裝2套文丘里+麻石水膜除塵器和4臺灰水分離器。除塵器設計總處理煙氣量5.0×105m3/h，除塵效率≥98%，總阻力≤1.2kPa。灰水分離處理技術的成熟應用為沖灰水的回用創造了條件，鍋爐沖灰水經沉淀池、高效灰水分離器處理后進行閉合式循環使用。鍋爐產生的煙氣溫度較高，進入除塵器的煙氣溫度高達180℃，煙氣在水膜除塵器除塵過程中帶走不少水分。根據上幾個榨季對鍋爐沖灰水補充量的統計可知，煙氣在水膜除塵器除塵過程中帶走的水分E4約25m3/h。灰渣外運綜合利用帶走一些水分，蔗渣鍋爐噸蔗燃燒蔗渣量0.13t，灰分含量2%，灰渣含水量70%[3]，灰渣帶走的水分為（以生產能力4000t/d計）：E5=0.13×4000×2%×70%=5.2m3/d=0.22m3/h故鍋爐沖灰水處理系統損失水量約25.22m3/h。

3）廢水生化處理系統剩余污泥帶走的水分。廢水生化處理系統設置有污泥儲池，通過回流污泥泵將回流污泥送回卡魯塞爾氧化溝。為了保證卡魯塞爾系統中穩定的污泥濃度，剩余污泥必須去除，剩余污泥從污泥儲池中抽出，通過剩余污泥泵送至污脫間，讓污泥在絮凝劑的作用下絮凝，通過帶式污泥濃縮脫水一體機濃縮壓成干泥，通過輸送帶將干泥送到濾泥堆場。按廢水生化處理系統進水量400m3/h計，產生剩余干泥量約1.92t/h，干泥含水率80%～85%，則干泥帶走的水分E6約1.63m3/h。

4）生產工藝水和蒸汽循環過程中的損失。在生產工藝水和蒸汽循環使用過程中會造成一定的損失，損失量E7約2.5m3/h。以甘蔗中水分為70%計，4000t/d甘蔗糖廠產生甘蔗自帶水116.67m3/h，由表2、表3可知，在生產過程中產品、副產品和蒸發帶走的水分約115.89m3/h，剩余甘蔗自帶水0.78m3/h。由于榨季生產時間均在冬天，天氣干燥且雨水少，露天的池子會有些水分蒸發進入大氣，因此沒有多余的廢水直接排入外界水體，實現廢水零排放。

嚴謹的生產管理，實現零排放

先進的技術和設備是基礎，嚴謹的生產管理是關鍵。公司秉承“忠誠、高效、嚴謹、創新”的企業文化來詮釋不懈奮斗的精神，致力于深化企業改革，強化企業內部管理工作。公司加大生產過程中各個工藝指標控制的管理，廢水分類循環使用，杜絕“跑、冒、滴、漏”現象的發生，確保廢水生化處理系統不受高濃度廢水的沖擊。同時，公司有專業的環保技術人員，確保廢水生化處理系統正常運行，出水水質達標，最大限度地完成生產廢水“資源化”，實現廢水零排放。