專利名稱：造紙廢水不經(jīng)凈化處理分段短流程封閉循環(huán)技術(shù)的制作方法
造紙廢水不經(jīng)凈化處理分段短流程封閉循環(huán)技術(shù)一、方法領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種造紙工業(yè)清潔生產(chǎn)方法，特別是涉及使用廢紙、商品紙漿、機械漿及其它種類纖維為原料的造紙生產(chǎn)過程中的廢水不經(jīng)物理、化學(xué)、生化等凈化處理而直接封閉循環(huán)回用，且不外排廢水的清潔生產(chǎn)方法。二、背景方法造紙生產(chǎn)過程中排出的廢水中含有各種細小纖維、填料微粒和造紙化學(xué)助劑等物質(zhì)。目前國內(nèi)外造紙企業(yè)所采用的傳統(tǒng)清潔生產(chǎn)方式一般都是將紙機生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水按濃度不同分三級循環(huán)。第一級循環(huán)為紙機成形部前段過濾出的白水，因纖維濃度大、較少污染，因此不經(jīng)處理直接用于稀釋上網(wǎng)漿料；第二級循環(huán)為網(wǎng)部真空箱吸出白水、水針?biāo)熬W(wǎng)部沖洗用水，這部分白水纖維濃度低、一般直接用于稀釋紙漿或通過回收設(shè)備處理成低濃白水，用于碎漿、打漿等設(shè)備稀釋用水或清洗用水。根據(jù)紙機系統(tǒng)及產(chǎn)品品種檔次的不同，第二級濃度白水的處理方式也不同；第三級循環(huán)是將第二級循環(huán)系統(tǒng)多出來的白水和紙機壓榨部的廢水合并，用廢水處理設(shè)備進行處理，一般的處理方法為絮凝沉淀、氣浮、活性污泥曝氣及厭氧發(fā)酵等物理、化學(xué)和生化方法，直到水質(zhì)符合造紙用水要求后再回用或達標(biāo)后排放，從而減少造紙生產(chǎn)過程的清水用量、廢水排放量和廢水中污染物的含量。但這種將廢水按濃度不同分三級循環(huán)的傳統(tǒng)清潔生產(chǎn)方式中的第三級循環(huán)屬于末端治理的方法，其缺點是需要設(shè)置龐大的廢水凈化處理系統(tǒng)、并需要花費大量的日常運行費用，大大增加了造紙企業(yè)的設(shè)備投資和生產(chǎn)成本，且在廢水處理過程中需加入大量絮凝劑、營養(yǎng)鹽等化學(xué)藥品，不但產(chǎn)生大量造紙污泥難以處理，而且這些化學(xué)藥品并不是造紙必需的原料，它們在處理后的廢水循環(huán)回用過程中不斷積累，達到一定濃度后就會影響紙頁的抄造和紙品的質(zhì)量，因而不得不將一部分廢水排放，這就使造紙過程難以實現(xiàn)生產(chǎn)用水的封閉循環(huán)和廢水的“零排放”。因此，大多數(shù)造紙企業(yè)對這種將廢水按濃度不同分三級循環(huán)回用的傳統(tǒng)清潔生產(chǎn)方式缺乏積極性，為降低生產(chǎn)成本，即使設(shè)置了廢水凈化處理系統(tǒng)，企業(yè)對造紙廢水還是盡可能不加凈化處理而偷偷排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以克服上述將廢水按濃度不同分三級循環(huán)回用的傳統(tǒng)造紙清潔生產(chǎn)方法缺點的，既可以實現(xiàn)造紙生產(chǎn)過程各段廢水的封閉循環(huán)和不外排廢水；又無需依賴廢水凈化處理系統(tǒng)對生產(chǎn)廢水進行物理、化學(xué)、生化等凈化處理，且能大幅度提高造紙原料利用率的清潔生產(chǎn)新方法。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的通過使造紙生產(chǎn)過程中各臺排水設(shè)備所排的廢水，不經(jīng)物理、化學(xué)、生化等凈化處理而直接回用到按工藝流程順序排列的最近上游用水設(shè)備中去 (即廢水的分段短流程循環(huán)回用)，并控制整個造紙系統(tǒng)的清水添加量，使之等于造紙過程的必須耗水量(主要是濕紙頁在烘缸表面的蒸發(fā)水和制漿時所去除的固體雜質(zhì)帶出的水)，因而使整個造紙生產(chǎn)過程達到進、出水量的動態(tài)平衡，不用向外部環(huán)境排放廢水。從而從源頭上消除了造紙生產(chǎn)過程的廢水外排，既可實現(xiàn)造紙廢水“零排放”，同時又無須進行廢水的凈化處理。造紙生產(chǎn)過程的實質(zhì)就是在水這種介質(zhì)中，將纖維、填料、化學(xué)助劑等造紙原料均勻分散成紙漿，經(jīng)過制漿去除其中不適合造紙的雜質(zhì)成分后成為合格紙漿，再使合格紙漿中的纖維在成形網(wǎng)上過濾濃縮、交織成形，填料及化學(xué)助劑填充在纖維之間或吸附在纖維上，經(jīng)真空抽吸脫水成為質(zhì)地均勻的濕紙頁，再經(jīng)壓榨脫水和烘干成為成品紙。從造紙過程的本質(zhì)看，在進入造紙系統(tǒng)的所有原料質(zhì)量合格的前提下，只要制造方法合理，就可以將原料100%轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，水在生產(chǎn)中只起了分散、輸送原料的作用，完全可以在生產(chǎn)過程中不經(jīng)物理、化學(xué)、生化等凈化處理而直接循環(huán)回用。只要回用廢水的水質(zhì)不腐敗，且加入造紙系統(tǒng)的水量等于生產(chǎn)過程必需消耗的水量，這種生產(chǎn)廢水不經(jīng)凈化處理的分段短流程封閉循環(huán)回用就可以長期進行下去，從而實現(xiàn)造紙廢水“零排放”，且不向外排放污泥、廢水等污染物。在造紙生產(chǎn)系統(tǒng)各段廢水中，絕大多數(shù)物質(zhì)如細小纖維、填料、助劑等都是紙品生產(chǎn)所必需的，但也有極少量紙漿中殘留的雜質(zhì)如油墨、塑料、泥砂和膠粘物等對紙品生產(chǎn)是有害的，在不經(jīng)凈化處理的生產(chǎn)廢水分段短流程封閉循環(huán)回用過程中，這些有害物質(zhì)的濃度會因逐漸積累而提高，但在循環(huán)回用了一段時間后，廢水中所含各種物質(zhì)的濃度提高到某一個水平后就會趨向于穩(wěn)定，即建立起回用廢水中各種物質(zhì)濃度的一種動態(tài)平衡，此時， 加入造紙生產(chǎn)系統(tǒng)的紙漿中各種物質(zhì)的量就等于所生產(chǎn)紙品中各種物質(zhì)的量(在紙機烘缸上蒸發(fā)掉的水分除外)。因此，只要生產(chǎn)所用的各種原料及制漿工段所制的紙漿質(zhì)量符合所生產(chǎn)紙種的要求，則這種廢水不經(jīng)凈化處理的分段短流程封閉循環(huán)回用就不會影響所生產(chǎn)紙品的質(zhì)量。在造紙廢水分段短流程封閉循環(huán)回用的過程中，由于能量的積累，整個生產(chǎn)系統(tǒng)回用廢水的溫度會逐漸上升到一個較高的水平，使細小纖維濃度較高的回用廢水易于因厭氧發(fā)酵而腐爛變質(zhì)、發(fā)黑發(fā)臭。為防止回用廢水水質(zhì)惡化而影響產(chǎn)品質(zhì)量，就應(yīng)將整個造紙生產(chǎn)過程按工藝流程中的順序劃分成盡可能短的多個段進行分段循環(huán)回用，同時還須盡量消除生產(chǎn)系統(tǒng)中各種貯水容器的死角，減少各段回用廢水的存量，使各段廢水能快速、充分地循環(huán)回用，以保持各段循環(huán)回用廢水的水質(zhì)穩(wěn)定；還應(yīng)使各段循環(huán)回用廢水與自然界降水做到“雨污分流”，防止因自然界降水進入循環(huán)回用廢水系統(tǒng)而破壞系統(tǒng)的用水平衡；在回用廢水貯存池中還須設(shè)置曝氣裝置、鼓入空氣攪拌以防止貯存的回用廢水厭氧發(fā)酵和廢水中細小纖維、填料的沉淀，使細小纖維和填料隨著廢水的循環(huán)回用而進入所生產(chǎn)的紙品， 避免造紙原料的流失和產(chǎn)生難以處理的造紙污泥。因此，本發(fā)明的造紙廢水不經(jīng)凈化處理分段短流程封閉循環(huán)技術(shù)可從源頭上消除造紙廢水的外排和造紙生產(chǎn)過程對廢水凈化處理工藝的依賴，使大多數(shù)紙種的生產(chǎn)都能夠簡單有效地實現(xiàn)造紙廢水的“零排放”，并大大降低生產(chǎn)成本和噸紙耗水量。
四

本發(fā)明的造紙廢水不經(jīng)凈化處理分段短流程封閉循環(huán)技術(shù)，在某廠使用廢紙為原料生產(chǎn)包裝紙板的生產(chǎn)線實施時，其工藝流程如附圖所示。廢紙原料先送進水力碎漿機碎解，碎解廢紙的稀釋水使用1號斜網(wǎng)濃縮機過濾出的白水和白水曝氣池中的白水，碎解后的廢紙漿通過水力碎漿機篩板后被泵抽送到高濃除砂器以除去廢紙漿中的鐵釘、泥砂、玻璃等重雜質(zhì)，再送到纖維分離機以除去廢紙漿中的塑料、化纖、布條等各種輕雜質(zhì)。經(jīng)高濃除砂器和纖維分離機除去重、輕雜質(zhì)后的廢紙漿用1 號斜網(wǎng)濃縮機過濾濃縮到3 4%的濃度，過濾出的白水立即全部循環(huán)回用于碎解廢紙的稀釋水；濃縮后的廢紙漿經(jīng)圓盤磨漿機疏解成單根纖維并獲得一定程度的分絲帚化，經(jīng)過磨漿后的廢紙漿，被送入離心篩進行篩選以除去漿中粗渣，篩選出的合格漿料經(jīng)2號斜網(wǎng)濃縮機過濾濃縮到3 4%的濃度再送入成漿池。而離心篩篩選時所需的稀釋水就利用2 號斜網(wǎng)濃縮機過濾出的白水循環(huán)回用；成漿池中的漿料經(jīng)放漿箱定量后送入沖漿泵的吸水管，與沖漿泵從紙機網(wǎng)下白水池吸入的白水相混合，稀釋到紙機上網(wǎng)漿料濃度后再送入流漿箱。流漿箱將上網(wǎng)漿料均勻分布到紙機成形網(wǎng)上，經(jīng)成形網(wǎng)過濾脫水后形成濕紙頁，成形網(wǎng)過濾出來的白水流入網(wǎng)下白水池中，再被沖漿泵吸入稀釋上網(wǎng)漿料，多余的網(wǎng)下白水送入白水曝氣池；在成形網(wǎng)上形成的濕紙頁經(jīng)真空箱抽吸提高了干度，再經(jīng)紙機壓榨部進一步壓榨脫水，并送入紙機干燥部將濕紙頁蒸發(fā)干燥至成紙干度，成為成品紙板。紙機成形網(wǎng)的沖洗水使用紙機網(wǎng)下白水池中抽出的經(jīng)過過濾除去細小纖維后的白水；壓榨部的毛布沖洗水一部分使用洗毛布后的稀白水經(jīng)過濾除去細小纖維后再循環(huán)回用，另一部分使用補充清水，補充的清水量根據(jù)造紙過程的必須耗水量確定(即濕紙頁在烘缸表面所蒸發(fā)的水分和制漿時去除漿中固體雜質(zhì)所帶出水分之和)。所有紙機上多余的白水都送入白水曝氣池進行曝氣以防止水質(zhì)腐敗，白水曝氣池中的白水又回用到水力碎漿機用作碎解廢紙的稀釋水。這樣就使整個造紙廢水做到了不經(jīng)凈化處理分段短流程封閉循環(huán)，添加的補充清水量等于造紙過程的必須耗水量，維持了生產(chǎn)用水的動態(tài)平衡狀態(tài)而無須外排廢水。
五具體實施例方式下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的造紙廢水不經(jīng)凈化處理分段短流程封閉循環(huán)技術(shù)作進一步的說明。制漿工段水力碎漿機的廢紙碎解用水使用1號斜網(wǎng)濃縮機下的全部過濾白水，不足部分用白水曝氣池中的貯存白水補充。經(jīng)水力碎漿機和纖維分離機碎解的廢紙漿中多余白水從1號斜網(wǎng)濃縮機中過濾出來后，立即回用到水力碎漿機中用于廢紙碎解，這就是廢水的第一段短流程循環(huán)回用。由于廢紙原料進入水力碎漿機時為風(fēng)干狀態(tài)， 原料的含水量為10%左右，而經(jīng)1號斜網(wǎng)濃縮機過濾后送下一道制漿工序的漿料濃度僅為 3 4%，即漿料的含水量為96 97%左右，故水力碎漿機的廢紙碎解用水除了使用1號斜網(wǎng)濃縮機下的全部過濾白水外，還須補充大量稀釋水，因此使用白水曝氣池中貯存的造紙車間多余白水來補充。經(jīng)圓盤磨漿機磨漿后的廢紙漿，被送入離心篩進行篩選以除去漿中粗渣，由于離心篩運行時對漿料的脫水效應(yīng)，故在篩選過程中須向漿料中加入大量稀釋水以維持較低的漿料濃度。而篩選出的合格漿料又要使用2斜網(wǎng)濃縮機濃縮到3 4%的濃度以進入成漿池貯存，故將2斜網(wǎng)濃縮機過濾下來的白水立即回用于加入離心篩中的稀釋水，這就是廢水的第二段短流程循環(huán)回用，第二段的循環(huán)回用廢水可保持基本平衡，無需外加補充。成漿池中的漿料經(jīng)放漿箱后定量送入沖漿泵的進水管，并與同時吸入的紙機網(wǎng)下白水池中白水相混合，稀釋到紙機上網(wǎng)漿料濃度后再送入流漿箱。流漿箱將上網(wǎng)漿料均勻分布到紙機成形網(wǎng)上，經(jīng)成形網(wǎng)過濾脫水后形成濕紙頁，成形網(wǎng)過濾出來的白水流入網(wǎng)下白水池中，再被沖漿泵吸入稀釋上網(wǎng)漿料，這就是廢水的第三段短流程循環(huán)回用。由于從放漿箱中送入沖漿泵的漿料濃度約為3 4%，而經(jīng)成形網(wǎng)過濾脫水后形成的濕紙頁濃度約為7%，故第三段短流程循環(huán)回用中網(wǎng)下白水池的白水會有大量的多余，這部分多余的網(wǎng)下白水就被送入白水曝氣池貯存。紙機網(wǎng)下白水池中有一部分白水用泵抽出并過濾除去細小纖維后進入白水曝氣池，再用于成形網(wǎng)的沖洗，而沖洗過成形網(wǎng)后的這部分白水又流回到網(wǎng)下白水池中，這就是廢水的第四段短流程循環(huán)回用。由于第四段短流程循環(huán)回用廢水的來源和去處都是紙機網(wǎng)下白水池，而網(wǎng)下白水池中的白水會有大量的多余，因此也無需外加補充。紙機壓榨部沖洗毛布后的白水也流入網(wǎng)下白水池，用泵抽出并過濾除去細小纖維后進入稀白水過濾池，用于壓榨毛布的沖洗，另外再補充少量清水用于壓榨毛布的沖洗，補充清水量根據(jù)造紙過程中的必須耗水量而定，這就是廢水的第五段短流程循環(huán)回用。由于第五段短流程循環(huán)回用環(huán)節(jié)中有一部分補充清水，因此沖洗毛布后的稀白水也會有多余， 多余的稀白水流入網(wǎng)下白水池。最后，所有紙機成形網(wǎng)和壓榨部多余的白水都送入白水曝氣池貯存，而白水曝氣池貯存的白水又循環(huán)回用于制漿工段水力碎漿機的廢紙碎解，這就是廢水的第六段循環(huán)回用。實際生產(chǎn)中只要根據(jù)白水曝氣池的水位來調(diào)節(jié)沖洗壓榨毛布的補充清水量，就可以實現(xiàn)整個制漿造紙生產(chǎn)過程的總體用水平衡，使整個制漿造紙生產(chǎn)過程實現(xiàn)廢水的封閉循環(huán)回用而無須向外排放。
權(quán)利要求
1.一種造紙廢水不經(jīng)凈化處理分段短流程封閉循環(huán)技術(shù)，其特征是通過使造紙生產(chǎn)過程中各臺排水設(shè)備所排的廢水，不經(jīng)物理、化學(xué)、生化等凈化處理而直接回用到按工藝流程順序排列的最近上游用水設(shè)備中去(即廢水的分段短流程循環(huán)回用)，并控制整個造紙系統(tǒng)的清水添加量，使之等于造紙過程的必須耗水量(濕紙頁在烘缸表面的蒸發(fā)水量和制漿時所去除的固體雜質(zhì)帶出的水量之和)，從而使整個造紙生產(chǎn)過程達到進、出水量的動態(tài)平衡，不向外部環(huán)境排放廢水。
2.按照權(quán)利要求1所述的造紙廢水不經(jīng)凈化處理分段短流程封閉循環(huán)技術(shù)，其特征是盡量消除生產(chǎn)系統(tǒng)中各種貯水容器的死角，減少各段回用廢水的存量，使各段廢水快速、充分地循環(huán)回用。
3.按照權(quán)利要求1所述的造紙廢水不經(jīng)凈化處理分段短流程封閉循環(huán)技術(shù)，其特征是整個制漿造紙的循環(huán)回用廢水系統(tǒng)與自然界降水做到雨污分流。
4.按照權(quán)利要求1所述的造紙廢水不經(jīng)凈化處理分段短流程封閉循環(huán)技術(shù)，其特征是在回用廢水的貯存池中設(shè)置曝氣裝置。
全文摘要
一種造紙廢水不經(jīng)凈化處理分段短流程封閉循環(huán)技術(shù)，通過使造紙生產(chǎn)過程中各臺排水設(shè)備所排的廢水，不經(jīng)物理、化學(xué)、生化等凈化處理而直接回用到按工藝流程順序排列的最近上游用水設(shè)備中去(即廢水的分段短流程循環(huán)回用)，并控制整個造紙系統(tǒng)的清水添加量，使之等于造紙過程的必須耗水量(主要是濕紙頁在烘缸表面的蒸發(fā)水和制漿時所去除的固體雜質(zhì)帶出的水)，因而使整個造紙生產(chǎn)過程達到進、出水量的動態(tài)平衡，不用向外部環(huán)境排放廢水。
文檔編號C02F103/28GK102557159SQ201010607860
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者吳解生 申請人:吳解生