Когда говорят про высокое качество очистки сточных вод целлюлозно-бумажного производства, многие сразу представляют себе сложные технологические схемы с кучей оборудования. Но на деле часто оказывается, что самое сложное — не запустить систему, а заставить её стабильно работать при реальных колебаниях состава стоков. Вот об этом и поговорим.
Помню, на одном из комбинатов в Карелии пытались адаптировать обычные активные илы под целлюлозные стоки. Результат — постоянные вспухания иловой смеси, хотя по всем учебникам система должна была работать. Оказалось, дело в лигносульфонатах — они создают пленку на хлопьях ила, нарушая кислородный обмен. Пришлось полностью пересматривать подход к биологической очистке.
Ещё один нюанс — сезонные изменения состава сырья. Зимой, когда идёт переработка хвойных пород, резко возрастает содержание смоляных кислот. Летом, с лиственными породами — увеличивается доля гемицеллюлоз. Каждое такое изменение требует корректировки режима очистки, причём иногда — вплоть до изменения гидравлики сооружений.
Сейчас многие проектировщики стали учитывать эти особенности, но лет 10-15 назад типичной ошибкой было применение стандартных реагентов для коагуляции. Железный купорос, к примеру, даёт неплохие результаты по цветности, но при этом резко повышает солесодержание. А это уже проблема для систем оборотного водоснабжения.
В последние годы активно продвигаются анаэробные реакторы для предварительной очистки высококонцентрированных стоков. Но здесь важно не переоценить их возможности. Например, UASB-реакторы хорошо работают на потоках с постоянным составом, но при резких скачках pH (что для ЦБП не редкость) быстро теряют активность.
Более устойчивыми показали себя многоступенчатые системы, подобные тем, что предлагает ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии. Их реакторы LICMAX, судя по опыту применения на одном из предприятий в Ленинградской области, лучше справляются с перепадами органической нагрузки. Но и тут есть нюанс — требуется тщательная подготовка стоков перед подачей в анаэробную зону.
Интересный момент с тепловым балансом. Анаэробные процессы выделяют тепло, что в теории должно снижать затраты на подогрев. Но на практике зимой этого тепла часто не хватает, особенно в северных регионах. Приходится либо устанавливать дополнительные теплообменники, либо мириться со снижением эффективности при температуре стоков ниже 35°C.
С азотом и фосфором в стоках ЦБП отдельная история. Классическая нитрификация-денитрификация часто даёт сбои из-за недостатка легкоокисляемой органики. Приходится либо добавлять внешний источник углерода (что удорожает процесс), либо использовать специальные культуры микроорганизмов.
На сайте https://www.kitay-lchj.ru упоминаются денитрификационные реакторы LC-AnDen — по описанию технология интересная, но вживую не видел её работу. Коллеги с Уральского ЦБК пробовали нечто подобное, говорят, что удаётся достичь стабильного удаления азота даже при низком соотношении БПК/Азот. Но требовалась дополнительная система контроля редокс-потенциала.
С фосфором ситуация сложнее. Химическое осаждение — надёжный способ, но увеличивает объём шлама. Биологическое удаление возможно, но требует поддержания строгих условий. На мой взгляд, оптимально комбинировать оба метода: сначала биологическое удаление, потом — доведение до нормы реагентами.
После биологической очистки обычно остаются труднокисляемые соединения — хлорорганические вещества, остатки лигнина. Здесь уже нужны методы окисления. Фентонный метод, о котором пишут на сайте ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии, действительно эффективен, но требует точного дозирования реагентов.
На одном из предприятий пробовали фентонный псевдоожиженный слой — технология перспективная, но сложная в эксплуатации. Особенно проблематично поддерживать равномерное псевдоожижение при изменении расхода стоков. Плюс — образование шлама с высоким содержанием железа, который потом нужно утилизировать.
Электрокаталитические методы выглядят интересной альтернативой, но пока малоприменимы для больших объёмов. Хотя для локальной очистки концентрированных потоков (например, от варки целлюлозы) могут быть эффективны. Главное — правильно подобрать материал электродов и режим работы.
Любая, даже самая совершенная технология, упирается в вопросы эксплуатации. Помню случай на ЦБК в Архангельской области: установили современные мембранные биореакторы, но через полгода столкнулись с необратимым загрязшением мембран. Оказалось, виноваты микроволокна целлюлозы, прошедшие первичную очистку.
Сейчас многие производители, включая компанию из описания ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии, предлагают комплексные решения. Но важно понимать, что универсальных решений не существует. Каждое предприятие требует индивидуального подхода, основанного на анализе конкретного состава стоков и технологических особенностей производства.
Особое внимание стоит уделять системам автоматизации. Казалось бы, чем больше датчиков — тем лучше. Но на практике избыточная автоматизация часто приводит к тому, что операторы перестают понимать суть процессов. Лучше иметь меньше контролируемых параметров, но чтобы каждый из них действительно отражал состояние системы.
В конечном счёте, высокое качество очистки сточных вод целлюлозно-бумажного производства достигается не столько применением дорогого оборудования, сколько грамотным сочетанием технологий и пониманием специфики производства. И самое важное — наличие квалифицированного персонала, способного адаптировать систему под изменяющиеся условия. Без этого даже самая современная установка будет работать неэффективно.
