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欧洲造纸工业水管理

发布日期：2009-03-09

欧洲造纸工业水管理在很短的时间里，新纸机的设计车速提高了1倍。这正像是人们对好的产品质量、增加二次纤维用量及较好的工艺用水质量的需求提高一样。

纸机用水正在实现封闭循环，水系统的封闭可以节约热能、水、纤维及化学品。制浆造纸工业必须找到能提高经济效益并且减少废水负荷的途径。更具盈利性的方法大多数是厂内进行原材料的回收和水的回用，而不是提高废水的处理效果。

1、生产用水封闭的益处

减少水耗常常会降低能耗和化学品的消耗，提高得率。减少水耗还会使厂内白水的问题升高，从而改善网部的脱水性能，提高压榨后纸的干度。这将减少干燥能量的消耗增加纸机的干燥能力。

有时，环境因素或可用新鲜水的限制是开发新的水处理方法的主要动力。

废水的体积减少，减小环境负荷就越容易和越廉价，工厂水回用率提高后，废水处理厂有时可以很好地运行而不需对废水处理作进一步的投资。

2、风险和风险管理

实现水封闭循环后主要的风险就是腐蚀、留着率下降、脱水性能变差、引起运行问题以及降低产品的性能。在一些国家，废水排放标准是以浓度来限制的，新鲜水用量减少时，尽管对环境的污染负荷可能会降低，但更难达到CODCr浓度排放标准。这种风险问题可以通过其他方法加以解决。

腐蚀源主要是工厂所用的含氯和含硫化合物。为了降低由于用水量的减少而带来的腐蚀风险，应该尽量避免使用像明矾、聚合氯化铝、氯化铁、硫酸及盐酸等含氯和含硫的化合物。腐蚀速度不仅高度依赖于PH值而且与温度及化学品之间的相互作用有关。

3、化学品的成本

白水中杂质浓度的升高会降低留着率及增加助留剂的用量。逆流洗涤、压榨式洗涤以及内部水净化都可以改善造纸厂水质。在文献中提到的节省化学品的例子主要是压榨式洗涤，但是其他的措施对造纸厂水的净化也有同样的效果。

有时当导电率达到7000μm/cm时助留剂的用量会迅速增加。一些没有过滤系统的工厂在导电率为15000~20000μm/cm下运行，化学品的开支非常大。

4、内部水处理改善纸机运行性能和产品质量

水封闭循环在很多时候会增加断头次数和损纸量，零排放的包装纸厂比开放水系统的同等纸厂净生产率低几个百分点。

另一方面，采用水处理技术的零排放系统可使工厂的运行性更好，并且实现价位和成本上与传统方法持平。

浆料的洗涤和内部水的净化可以减少纸机水循环系统中溶解性和胶体性杂质，起结果是：较好的工厂运行性能并提高产量。纸机中沉积物减少，纸页断头减少，停机时间减少，废纸和损纸减少，增加滤水性能提高纸机干燥能力。提高产品质量。纤维更好的润胀且更易解离，成纸孔洞少，纸的强度增加，纸的白度更高，纸页的印刷性能得到改善，较好的吸水性能和透气阻力，较低的粗糙度。降低化学品的消耗量。低化学品消耗就能达到良好的漂白，降低了微生物的生长速度从而减少杀菌剂的用量，改善了阳离子聚合物的使用性能，并降低其用量。

5、水循环利用的新方法

在过去的几十年里，用水量总体上明显降低，所有的工厂必须对他们现有的工艺进行基本合理化的调整。首先考虑的是什么地方的过程用水可以不用新鲜水。例如，有些稀释水和喷淋水就可以改用澄清的白水而不用新鲜水。进年来，在膜过滤、生物膜工艺和适温生物处理方面的显著发展，使得以前不可能实现的工艺组合得到应用。

5.1用微浮选法分离颗粒

微浮选法是一种众所周知的粒子分离方法，他又称为溶解空气浮选法，在该法中，空气在加压下溶解在水中产生微气泡。当受压水释放压力时，形成微气泡，在化学、物理及电荷力的作用下，悬浮固体颗粒和胶体物就会附着在气泡上，浮出水面后被污泥辊筒或刮板除去。根据所研究水的种类、应用及需求，采用的处理工艺可以仅为浮选单元，或也可进行化学处理，如调节PH值和化学沉降。

微浮选法的各种不同的应用越来越多，如新鲜水的处理，回用水和纤维、树脂的去除及各段废水的处理。

5.2用膜过滤法处理水

膜技术在乳品业中的应用已几十年了，但在制浆造纸上的应用相对来说还是比较新的，目前用的还比较少。膜过滤是一种以压力为推动力的分离方法。根据膜孔的尺寸和分离效率可分类如下：微滤，不适用于造纸工业，由于细小纤维和胶体物质的尺寸均为微米级别，会堵塞膜孔，而且仅在几分钟内就会发生堵塞。也有一些微滤用于造纸上，但是一般可以直接进行超滤，因为连续操作的情况下生产能力和水质会更好。超滤，适合于去除胶体物、凝聚物和大分子物质。它还有另外一个非常重要的特性就是分离所有的细菌。超膜滤的平均孔径为0.05μm。纳滤，适合于去除摩尔质量大于300g/mol的分子和硬盐类，如钙，所以它可以用于新鲜水的软化。反渗透，早已用于单价离子的分离，生产饮用水。在造纸中，它仅用于全封闭循环中的末端处理。

6、水封闭循环的生物处理

生物处理在水封闭循环的纸厂中是一个必不可少的组成部分，特别是以回用纤维为原料的厂家。

废水经过生物处理降低了其中有机物的浓度。有机酸的去除导致PH值的升高，进而使硬盐和重金属沉淀去除。硫化物有臭味且会引起腐蚀，生物处理不仅能除臭而且能降低杀菌剂的用量，经生物处理后水中的细菌数量明显减少。

7、结论

结合完善的工艺技术和正确的解决方法，可以显著降低造纸厂的水耗和污染负荷，超滤技术对改善纸机运行性能具有很大的潜力，欧洲新建造纸厂已认可将好氧生物反应系统作为一种水处理的标准方法。纸厂严格的水封闭需一种新思路，更好的办法就是将制浆及造纸车间和废水处理操作系统结合在一起，这些解决方法需要对全厂的技术和经济作一个全面的考虑，必须要时刻注意通过工厂的运行性和产品质量等生产厂的盈利性而不是通过水处理的成本来衡算得失。巧妙地制定水管理方法有可能使水处理由花费转为节存。

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