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造纸白水的封闭循环及零排放技术

【摘要】:如今,也将造纸系统白水中全部的溶解物质与胶体物质归为一类,称为溶解与胶体物质。(二)造纸白水封闭循环和“零排放”将纸机排出的白水直接或经过白水回收设备回收其中的固体物料后再返回纸机系统加以利用的方法,称为白水的封闭循环。若过程用水完全不排出,则可以称为白水全封闭循环,即“零排放”。(三)提高造纸白水封闭循环使用的途径1.造纸用水封闭循环对生产的影响①影响成形部的脱水。

(一)造纸白水物理化学特性

按白水的来源,可分为浓缩机白水和纸机白水。

1.浓缩机白水

浓缩机白水一种是漂后浆料刚进到造纸车间所经过的浓缩机的白水。它除含有细小纤维外,还含有漂白过程中浆中物质降解的产物。这些产物中有的具有表面活性,混在浆内,会增加纸浆的泡沫,并影响施胶效果。

另一种是损纸浓缩机的白水。由于此处多采用圆网浓缩机,所以白水浓度仅为0.05%左右,除细小纤维外,还含有损纸中的填料及其他助剂。

2.纸机白水

纸机白水是造纸车间白水的主体。纸机上网浓度一般为0.1%~1.0%,即1t绝干纸料需要100~1000t水,除干燥蒸发少量水外,绝大部分由纸机湿部排出;而且,网部的喷水,部分也混入纸机白水中。另外,上网纸料的30%~45%随白水滤下,所以纸机白水含有大量的细小纤维。

网部白水占纸料中总水量的96%~98%,其中浓白水占60%~85%,这部分白水含有大量的细小纤维、填料及各种助剂。对于要求纸料具有较高温度的纸机,还含有大量的热能。压榨部也排出少量的白水,这部分白水量少,一般都含有压榨毛毯脱落的毛。

3.造纸白水的组成

造纸白水的组成比较复杂。一般使用总有机物含量(TOC)、总溶解固体含量(TDS)、总悬浮固体含量(TSS)和总固体含量(TS)等来表示造纸白水的主要组分。

总有机物含量是指造纸系统白水中碳有机物的含量,主要来自木素、纤维素、半纤维素等的水解产物。分别以溶解、溶胶和悬浮物等三种状态存在。总溶解固体含量是指造纸系统白水中溶解物质的含量,主要是盐类。总悬浮固体含量是指造纸系统白水中悬浮固体物的含量。总固体含量是总溶解固体含量和总悬浮固体含量之和。如今,也将造纸系统白水中全部的溶解物质与胶体物质归为一类,称为溶解与胶体物质(DCS)。

造纸白水的主要组成也可按有机物、无机物、非溶解物、溶解与胶体物质来表示:

①有机物:短小纤维类、来源于浆料的溶剂抽出物、溶解性木素、过程添加化学助剂;

②无机物:填料、瓷土、无机盐金属离子和酸根离子等;

③非溶解性物质:纤维、填料、瓷土等;

④溶解与胶体物质:DCS,来源于浆料的溶剂抽出物、溶解性木素、过程添加化学助剂、无机盐金属离子和酸根离子等。

(二)造纸白水封闭循环和“零排放”

将纸机排出的白水直接或经过白水回收设备回收其中的固体物料后再返回纸机系统加以利用的方法,称为白水的封闭循环。其循环利用的基本原则是:在不影响纸机操作和成纸质量的前提下,尽量对白水加以处理和利用,尤其是优先利用浓白水,以尽量减少物料流失和清水用量。

若过程用水完全不排出,则可以称为白水全封闭循环,即“零排放”。因为系统本身水分的蒸发(主要在干燥部),洗涤和净化筛选工段排出的废渣均含有水分,所以肯定还要加一定量的清水。因此,“零排放”并不是完全不排放,而是系统补充的清水与原料中的水分之和等于蒸发的水量以及成纸水分与浆渣水分的总和。

(三)提高造纸白水封闭循环使用的途径

1.造纸用水封闭循环对生产的影响

①影响成形部的脱水。

②化学助剂失效,留着率下降(俗称阴离子垃圾)。

③设备和管道的腐蚀增加。

④影响纸机抄造:胶黏物黏网黏毛毯。

2.减少封闭循环对生产影响的方法

①降低白水中溶解和胶体物质的量:微滤和反渗透膜技术、微浮选等。

②采用高效的湿部化学品:PEO(聚环氧乙烯)/辅助剂、膨润土微粒助留体系。

③使用化学药剂消除沉积物:表面活性剂、膨润土等。

④白水中腐浆的控制:防腐剂、采用新的防腐技术,控制生物膜的形成。