制漿造紙節(jié)水技術(shù)

關(guān)于制漿造紙節(jié)水技術(shù)第1頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三我國(guó)的淡水資源缺乏，人均水資源占有量居世界第88位，僅為世界人均占有量的1/4，并且我國(guó)的水資源分布不均勻（南方占81%，北方占14%），降水多集中于6、7、8月份。隨社會(huì)的進(jìn)步，工業(yè)用水、城市生活用水急劇增加，致使世界上許多地區(qū)出現(xiàn)缺水問題。第2頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三

2008年度造紙工業(yè)污染狀況用水量：108.9億噸，新鮮水用量48.84億噸，相當(dāng)于工業(yè)用水總量的8.89%；萬元工業(yè)總產(chǎn)值用水量：94噸，全國(guó)平均大概為20噸；造紙廢水排放量：40.77億噸，占全國(guó)總排放量的18.76%；第3頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三中濃技術(shù)封閉篩選白水循環(huán)濾液逆流洗滌廢水回用及零排放高效脫墨技術(shù)作為輔助工藝技術(shù)的制漿漂白生物技術(shù)

制漿造紙節(jié)水技術(shù)第4頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三1中濃技術(shù)隨著中濃紙漿流態(tài)化技術(shù)向漿料輸送、除節(jié)、精選、混合、漂白等工藝操作領(lǐng)域發(fā)展，已有可能在全部制漿系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)中濃化。實(shí)現(xiàn)中濃技術(shù)可大幅度節(jié)水、節(jié)能。造紙專家把中濃技術(shù)作為制漿造紙節(jié)水節(jié)能的第一技術(shù)，并認(rèn)為：“中濃技術(shù)的巨大節(jié)水、節(jié)能效益是值得造紙工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的”。因此研究中濃技術(shù)與裝備仍是目前的重大任務(wù)。

第5頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三1中濃技術(shù)a.中濃輸送

4%

15%低濃紙漿與中濃紙漿的流動(dòng)性能第6頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三（1）中濃技術(shù)低濃紙漿與中濃紙漿的比較

第7頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三1中濃技術(shù)b.中濃混合中濃技術(shù)必須解決中濃紙漿與漂白劑等的纖維級(jí)混合問題。影響混合效果的關(guān)鍵因素是紙漿濃度和混合方式。下圖表示了低濃（3%）、中濃（12%）、高濃（30%）三種濃度下紙漿濕纖維與其外圍水的相對(duì)體積的比較。第8頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三1中濃技術(shù)實(shí)現(xiàn)中濃輸送及中濃混合后，就可實(shí)現(xiàn)中濃氧脫木素、中濃漂白、中濃洗滌、中濃打漿等工藝操作。中濃操作的經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)顯著，特別是節(jié)水、節(jié)能。據(jù)報(bào)道，生產(chǎn)同一噸紙漿，采用中濃技術(shù)可比采用低濃制漿過程節(jié)約一半左右電能，降低30％以上的熱能消耗，用水量也降低為原來的一半，并使漂白段排出液的污染程度降低40％以上。下表為中濃漂白與低濃漂白經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較。第9頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三（1）中濃紙漿氧脫木素技術(shù)中濃紙漿氧脫木素單升流塔流程洗滌濃縮機(jī)蒸汽混合器升流漂白管降流漂白塔洗滌濃縮機(jī)第10頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三（2）中濃紙漿無元素氯漂白技術(shù)

（稱ECF漂白）以二氧化氯漂白為主的技術(shù)第11頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三（3）中濃紙漿無元素氯漂白技術(shù)

（稱ECF漂白）蘆葦漿的無元素氯漂白生產(chǎn)系統(tǒng)第12頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三（4）中高濃紙漿全無氯漂白技術(shù)

（稱TCF漂白）以過氧化氫漂白為主的技術(shù)第13頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三2封閉篩選技術(shù)封閉篩選技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：紙漿的質(zhì)量不受影響節(jié)水節(jié)電（噸漿水耗30~40m3，節(jié)水節(jié)電50%）流程緊湊減少纖維流失廢水量少（降低60%，廢水回用率高）

第14頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三2封閉篩選技術(shù)第15頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三2封閉篩選技術(shù)鼓式機(jī)---封閉篩選流程

第16頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)

a.優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約用水（噸紙水排放量10~30m3）減少纖維和化學(xué)品流失（噸紙纖維流失量5~15kg)節(jié)約熱能減少污染第17頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三

封閉循環(huán)和能源回收排水引起能的損失。例如，通常每立方可損失大約104MJ。

封閉循環(huán)后，溫度可以上升為35-550C.溫度每升高10度，車速可提高4%，因?yàn)樗恼扯冉档?、脫水速率增?第18頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)b.應(yīng)用回用白水的操作單元：稀釋紙漿處理廢紙或損紙制漿過程單元操作用水貯漿池用水輔料用水調(diào)漿噴水管用水等第19頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)清水砂濾貯水池廢水紙漿制備紙機(jī)一級(jí)循環(huán)二級(jí)循環(huán)貯水池分離器貯水池清水砂濾貯水池廢水紙漿制備紙機(jī)一級(jí)循環(huán)二級(jí)循環(huán)貯水池分離器貯水池三級(jí)循環(huán)第20頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)第21頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)c.三級(jí)循環(huán)回收利用：一級(jí)循環(huán)主要用于稀釋紙漿二級(jí)循環(huán)直接用于稀釋紙漿，部分經(jīng)處理后成為低濃白水，送往打漿等單元操作用水三級(jí)循環(huán)經(jīng)處理后作為生產(chǎn)用水，代替部分清水利用第22頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院造紙白水封閉循環(huán)可能帶來的問題：

（a）微生物在循環(huán)水中大量生長(zhǎng)：足夠的營(yíng)養(yǎng)物、合適的溫度、中性的或偏酸性pH條件

--由此引起：腐漿（紙斷頭、壓花、紙質(zhì)量問題、）氣味（產(chǎn)品和環(huán)境）-厭氧環(huán)境產(chǎn)生硫化氫、揮發(fā)酸第23頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院（b）鹽的積累和腐蝕問題碳酸鈣-來自廢紙?jiān)虾驮旒堖^程的填料；硫酸鋁-來自造紙的施膠過程。鹽積累引起：--泡沫。碳酸鈣和揮發(fā)酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2,造紙過程勻度問題、斷頭、孔洞--設(shè)備結(jié)垢（網(wǎng)和毛布）。與松香酸、樹脂及硫酸鹽反應(yīng)；--H2S產(chǎn)生；--腐蝕

第24頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院（c）二次膠粘物（SecondaryStickies）影響造紙過程中的膠粘性物質(zhì)，它們是分散在液體中的憎水性膠體，造紙中沉積。來自于：印刷油墨，造紙中添加的膠料；紙表面的涂料

第25頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院二次膠粘物是廢紙制漿造紙的典型問題，主要是系統(tǒng)中積累的具有膠粘性的疏水性物質(zhì)，來源于印刷油墨、膠粘劑、涂布物質(zhì)以及在紙張使用過程中引入的各類膠體性物質(zhì)。在系統(tǒng)中有時(shí)會(huì)形成較穩(wěn)定的分散狀態(tài)，影響造紙操作。目前二次膠粘物問題已經(jīng)引起廣泛關(guān)注，是廢紙?jiān)偕^程中一個(gè)比較典型的問題。第26頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院膠粘物的危害：

樹脂（膠粘物）沉積問題：膠粘物中樹脂類物質(zhì)在過程水中以穩(wěn)定的膠體或溶解的形式存在，但本身又表現(xiàn)出很強(qiáng)的凝聚和沉積趨勢(shì)，常會(huì)因各種因素沉積并粘附于紙機(jī)的網(wǎng)、毛毯、壓輥、吸水箱、烘缸表面，以及管道中，造成糊網(wǎng)、毛毯孔眼堵塞、粘烘缸等，形成膠粘物“障礙”。導(dǎo)致脫水能力下降，脫水不均勻，并引發(fā)多種紙病，嚴(yán)重時(shí)造成紙機(jī)斷頭，而被迫停機(jī)清洗。第27頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院膠粘物的危害：對(duì)紙張物理及光學(xué)性能的影響：膠粘物積累到一定程度，會(huì)部分被紙漿纖維帶走，影響紙張物理性能和光學(xué)性能，膠體物質(zhì)（樹脂類）可降低紙張強(qiáng)度。溶解物質(zhì)可以降低紙頁表面性能和光學(xué)性能。因此對(duì)紙張性能也會(huì)有較大影響。第28頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院膠粘物的危害：過程添加劑的影響：膠粘物各具特性，但在紙漿中均呈陰電性，具有較高的陽離子需求量，消耗系統(tǒng)中陽性添加劑的電荷，過程水中積累的DCS還可以使陽離子助劑優(yōu)先吸附在DCS上而不是纖維上，從而降低過程添加劑的使用效率。第29頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院膠粘物的危害：

第30頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院(d)陰離子垃圾（Anionictrash）親水的溶解性的陰離子或陰離子膠體的積累來自于：

--造紙?zhí)砑觿?，例如CMC(羧甲基纖維素)、淀粉等

--油墨中的某些組分。問題：

--增加造紙過程中助劑用量的增加（例如施膠礬土、助濾劑等）

--造紙過程濾水速率下降，車速降低第31頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)d.回收處理方式：過濾式——濃縮機(jī)、脫水機(jī)、多圓盤過濾機(jī)（目前先進(jìn)的白水回收設(shè)備）沉降式——沉淀池、沉淀塔、沉降器氣浮式——?dú)飧“姿厥諜C(jī)磁化方法——根據(jù)白水的特征對(duì)白水進(jìn)行磁化，機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生渦流絮凝，然后進(jìn)行脈沖震動(dòng)產(chǎn)生二次絮凝，使白水分離成清水。物化生化模式：氣浮＋生物凈化

第32頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3造紙機(jī)白水循環(huán)回用技術(shù)天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院早期的經(jīng)驗(yàn)證明：物理的、化學(xué)的方法不能夠?qū)崿F(xiàn)真正的封閉循環(huán)。因?yàn)椋呵笆龅母鞣N問題大多由溶解或懸浮狀態(tài)的污染物造成。因此生物處理是實(shí)現(xiàn)封閉循環(huán)回用的關(guān)鍵：厭氧和好氧是去除有機(jī)污染物的最為經(jīng)濟(jì)的方法。厭氧和好氧生物軟化除鹽是當(dāng)前唯一經(jīng)濟(jì)地軟化廢水的方法。

第33頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三4濾液逆流洗滌技術(shù)a.漂白過程逆流洗滌

跳躍段逆流：酸性濾液用于酸性段，堿性濾液用于堿性段。分流逆流：來自于前一段的濾液被分開，一部分用于這一段洗漿機(jī)的噴淋水，一部分用于這一段漂白塔底部稀釋紙漿。完全逆流：任何一段洗漿機(jī)的噴淋水均來自隨后的洗滌段。第34頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三4濾液逆流洗滌技術(shù)隨著漂白車間濾液循環(huán)回用，漂白系統(tǒng)中水和熱的消耗量降低，有資料報(bào)道，一個(gè)三級(jí)漂白系統(tǒng)利用完全逆流洗滌，其用水量能夠減少60%~70%。第35頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三4濾液逆流洗滌技術(shù)b.黑液提取過程逆流洗滌

高濃黑液提取洗漿設(shè)備：螺旋擠漿機(jī)、雙輥擠漿機(jī)、雙鼓擠漿機(jī)、雙錐盤擠漿機(jī)、雙網(wǎng)擠漿機(jī)、長(zhǎng)網(wǎng)夾網(wǎng)濃縮機(jī)中濃黑液提取洗漿設(shè)備：鼓式真空洗漿機(jī)、鼓式壓力洗漿機(jī)、水平帶式洗漿機(jī)、連續(xù)置換洗漿塔、DD型置換洗漿機(jī)等組成的洗漿第36頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三4濾液逆流洗滌技術(shù)第37頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三5廢水回用技術(shù)，“零排放”經(jīng)嚴(yán)格處理后的廢水全部回收用于生產(chǎn)，就實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)廢水的全封閉也就是“零排放”。要做到真正“零排放”，實(shí)現(xiàn)廢水的全部回用而不影響紙頁的質(zhì)量，應(yīng)必須具備二個(gè)條件：必須具有對(duì)廢水進(jìn)行嚴(yán)格處理的能力必須具有嚴(yán)格的管理系統(tǒng)

第38頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三5廢水回用技術(shù)，“零排放”對(duì)實(shí)現(xiàn)“零排放”的認(rèn)識(shí)“零排放”不是一點(diǎn)水不用分離出來的雜質(zhì)、填料、纖維束等廢棄物，水分含量在50%以上生產(chǎn)條件的波動(dòng)，使廢水品質(zhì)發(fā)生變動(dòng)，將使生產(chǎn)系統(tǒng)的某些操行單元受影響，必須引進(jìn)部分清水加以解決所有“零排放”水耗在1~3m3/t紙的范圍第39頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三5廢水回用技術(shù)，“零排放”實(shí)現(xiàn)“零排放”的紙廠，常見一些問題出現(xiàn)，必須提前設(shè)想解決方法，如產(chǎn)品出現(xiàn)異味，設(shè)備和管道腐蝕加快，紙漿懸浮液溫度升高等等實(shí)現(xiàn)“零排放”的紙廠，目前都是以廢紙為原料，生產(chǎn)瓦楞紙、涂布紙板、未涂布紙板、箱板紙及牛皮紙等的企業(yè)。

第40頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三5廢水回用技術(shù)，“零排放”第41頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三5廢水回用技術(shù)，“零排放”pulpingpaper180TPDFreshwater出水氣浮池RecycledwaterFiberreused0.18t污泥/d260TPDvaporWastepaper210TPDUASB好氧反應(yīng)器第42頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三5廢水回用技術(shù)，“零排放”零排放的經(jīng)濟(jì)性零排放帶來的問題：紙張鹽度高、容易吸水等第43頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三6高效廢紙脫墨技術(shù)高效廢紙脫墨技術(shù)，提高廢紙制漿中脫墨效率及精化度，減少后續(xù)工藝技術(shù)裝備，降低洗滌水用量，從而節(jié)水節(jié)能。高效廢紙脫墨技術(shù)整個(gè)系統(tǒng)清水耗用量為10~15m3/t紙（連同抄紙生產(chǎn)在內(nèi)）第44頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三（6）高效的廢紙脫墨技術(shù)用于廢新聞紙的脫墨系統(tǒng)廢紙碎漿粗篩預(yù)浮選除渣精篩圓盤過濾器壓榨洗漿熱分散過氧化氫漂白儲(chǔ)存塔澄清尾渣處理淤泥處理廢水廢水第45頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三用于辦公廢紙脫墨系統(tǒng)第46頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三立式碎漿

天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院第47頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三

天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院第48頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三

天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院轉(zhuǎn)鼓式碎漿機(jī)（vamelt）第49頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三

天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院轉(zhuǎn)鼓式碎漿機(jī)第50頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三

天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院轉(zhuǎn)鼓式碎漿機(jī)第51頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三

天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院轉(zhuǎn)鼓式碎漿機(jī)第52頁