製紙產業的高效廢水處理

高效的廢水處理和整合熱回收:我們在 Schumacher Packaging GmbH 的案例研究表明,E-PLATE熱交換器可以顯著降低製紙產業的能源消耗。

透過創新的熱能回收節約資源

製紙產業是能源密集產業之一,因此,能夠可靠地清潔廢水並同時回收能源的廢水處理方式至關重要。在Schumacher包裝公司,E-PLATE 熱交換器的應用,使得高固體和化學需氧量 (COD) 的廢水處理效率極高,同時還能有效利用製程水中的寶貴熱量。

透過結合熱處理和化學物理處理工藝,顯著降低了能耗,減少了運作成本,並在穩定的條件下保持了高效的生物廢水處理。

案例分享:Schumacher 包裝公司穩定製程的熱回收

Schumacher 包裝公司在施瓦岑貝格工廠利用廢紙生產新的原紙板——這個過程需要大量用水,且高度依賴能源。冬季,工廠所需的河水來自格羅瑟米特韋達河,水溫僅攝氏5度左右,必須預熱至生產所需溫度。同時,製紙機產能的提升會使製程溫度升高至攝氏55度-對於後續的生物廢水處理而言,溫度過高,微生物會因此死亡。

此外,還有一項官方規定:處理後的廢水直接排放時溫度不得超過攝氏30度。這就造成了雙重難題:溫度過低的原水需要加熱,而溫度過高的製程用水則需要主動冷卻——這兩項都需要消耗大量能源。

傳統的熱交換器不適用於此應用,因為它們的熱交換表面很容易被廢水污染(結垢),壓力降過大,而且需要複雜的清洗流程,甚至需要拆卸設備。

E-PLATE 廢水熱交換器是理想的解決方案:
它能可靠且低結垢地將廢水中的多餘熱量傳遞給冷河水。這樣既能將製程用水冷卻至生物相容的溫度,又能以節能的方式預熱冷河水。

這可以防止生物處理階段過熱,確保符合法定溫度限制,並顯著降低整個系統的能耗。

一個大型污水處理廠的混凝池中充滿渾濁的泡沫液體,四周圍有金屬欄杆和工業設施,背景可見綠色植被。

傳統熱交換器失效的原因 - E-PLATE 證明其有效性

傳統熱交換器與廢水接觸後極易受到污染,導致效能大幅下降和清洗成本高。
E-PLATE專為應對這些挑戰而研發,採用開放式流道優化設計,並透過旋轉刷實現持續自清潔。

即使在廢水污染嚴重的情況下,也能保持穩定的傳熱性能——無需額外的泵站、複雜的 CIP 清洗流程,也無需拆卸設備。

主要優勢簡述:

  • 長期保持高傳熱性能,不會產生污垢

  • 壓力損失最小,因此不需要額外的幫浦

  • 持續的自我清潔功能使其維護成本特別低

  • 即使處理含有纖維或固體的廢水,仍具有高度的操作穩定性

  • 大幅節省能源與成本

電磁板裝置的立體模型,展示內部結構與運作原理,包含多層垂直板以及箭頭指示能量或流動路徑。

E-PLATE 熱交換器的運作原理

E-PLATE 廢水熱交換器由多個環形排列的熱板組成,這些熱板採用雙層壁液壓膨脹不銹鋼板製成。冷卻介質以環形方式流經這些熱板,確保溫度分佈均勻。

受污染的廢水從熱交換器底部進入,向上流經熱板之間。旋轉刷在該區域工作,持續滑過熱板表面,清除形成的沉積物。這種自清潔功能不僅能有效防止結垢,還能形成螺旋流,顯著提高傳熱效率。

這種螺旋流還能產生逆流式熱交換器的效果,而無需更窄的流道或額外的泵送技術。因此,即使處理重度污染的廢水,也能實現高效傳熱、極低的壓力降,並確保設備性能長期穩定。

在Schumacher 包裝公司進行安裝

Schumacher包裝公司在廢水處理廠安裝了兩套 E-PLATE 系統。這些熱交換器可以靈活地單獨運作、並聯或串聯運作。這使得系統能夠根據不同的運作條件、季節波動和負載變化進行最佳化調整。

這種運作靈活性確保了生物處理階段能夠可靠地避免過熱——這一點至關重要,因為微生物對高溫非常敏感,一旦超過溫度限制就會死亡。

結果:
透過利用回收的熱量,外部能源需求得以大幅降低。 自安裝以來,Schumacher包裝公司節省了約 40% 的天然氣,這意味著投資在營運的第一年就收回了成本。此外,清潔流程也趨於穩定,整體能耗也持續下降。

已安裝熱交換器的性能數據

類別

輸出

熱輸出

1 MV

流量-廢水端

65 m³/h

流量-冷卻水端

55 m³/h

壓力損失-廢水端

0,01 bar

壓力損失-冷卻水端

0,40 bar

E-PLATE 的其他應用領域

在固體含量高、纖維介質含量高、溫度波動大或能耗高等廢水處理難題中,E-PLATE 系統優勢盡顯。因此,它尤其適用於:

  • 紙漿和製紙產業 - 即使在高纖維含量下也能回收製程熱

  • 紡織業和洗衣店 - 處理染料、油脂和紡織品磨損

  • 石化和煉油廠 - 含油、污泥和高溫的介質

  • 生物質和污泥產業 - 利用消化污泥產生的廢熱

  • 厭氧與好氧廢水處理製程 - 預熱入口或冷卻出口以獲得最佳生物活性

特別是在厭氧處理中,E-PLATE 系統優勢更為顯著:精準預熱能夠以最小的能耗維持厭氧反應器所需的 35-38 °C 運作溫度。這不僅提高了反應器的產量,也增加了沼氣產量,並提升了整個工廠的能源效率。

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