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摘 要:脱墨污泥为造纸生产过程中产生的危险废物,其具有产生量大、处理成本高的特點。本文介绍了新闻纸脱墨污泥制造纱管纸原纸的废物利用技术,该技术利用新闻纸墨浆中纤维含量高的特点,将墨浆筛选、净化处理后,采用二叠网纸机抄造出成品,可制造纱管纸原纸,该技术具有经济效益高、环境影响小的特点。
关键词:新闻纸 脱墨污泥 资源化利用
脱墨污泥主要包括废纸中的填料和涂料[1],其成分复杂,主要由无机物和有机物组成。无机物主要来自纸中的填料和涂料、细小纤维及大部分的油墨粒子,因此它的主要成分是白土和碳酸钙、滑石粉。有机物主要是短纤维、粗渣、油墨中的有机物,如碳黑、天然或合成黏合剂等[2]。
根据估算,广东省每年废纸制浆形成的废渣有29.2万吨[3]。如此数量庞大、产物集中的工业废渣,无疑会对生态环境造成严重污染。如何加强其处置和管理已成为日益突出、不容忽视的问题。
近10多年来,欧盟各国、美国、澳大利亚等发达国家普遍开始研发污泥资源化利用技术[4-7]。污泥资源化再利用,发展循环经济,节约资源,同时消除循环利用过程中带来的二次污染,将成为污泥处置的最终方向。
广东省某造纸企业年产脱墨污泥5.6万吨,处理成本高,解决方法是将脱墨污泥再生利用于纱管纸原纸的生产,给企业带来了巨大的经济利益。
一、资源化利用思路
纱管原纸主要用于制造造纸行业所用的纸芯及纺织器材行业制造粗纱管、锥开纱管等方面。近几年,纱管原纸的价格上升较快,一方面是国内煤、油价格上升导致的,另一方面由于国家产业政策调整及环保问题导致一些小的造纸厂关闭,市场对纱管原纸需求量不断攀升。预计未来几年随着国家经济的发展,市场对纱管原纸需求将继续扩大,因此纱管原纸具有较好的市场前景及价格上涨空间。
纱管纸生产对纸浆的要求较低,新闻纸生产线产生的含墨浆纤维含量约45%,其余主要为灰分,符合纱管纸的制造要求。
本方案将新闻纸生产线产生的含墨浆筛选、净化处理后,采用二叠网纸机抄造出成品,制造出纱管纸原纸。
二、利用工艺
含墨浆经泵送至纱管纸车间贮浆池,经铲车送入水力碎浆机进行碎解,碎解后的浆经泵送入纱管纸车间贮浆池,两种浆按比例配浆后经泵送入高浓除渣器进一步除去重杂质,经高浓除砂器除砂后的浆料送入压力筛进行筛选,筛选后的良浆放入浆池待配浆,筛选后的尾浆经细格栅处理进一步回收良好纤维。
由造纸机来的湿损纸经进入浆池待配浆。造纸机及完成工段的干损纸在造纸车间经水力碎浆机碎解后,用浆泵送入干损纸浆池待配浆。
处理后的回收浆、损纸浆、化工药品按规定的比例配浆,然后送入成浆池,供造纸机使用。配浆和成浆池配有浓度控制系统。
成浆池浆料经过调整计量,进入冲浆泵入口,经过冲浆泵叶轮的高速旋转,使浆料与浓白水充分混合,再经过压力筛筛选,进入流浆箱上网,在二叠网长网造纸机上经过成型、压榨、干燥、卷取后,由复卷机分切复卷、打包机包装入库。
网部浓白水汇入浓白水槽、稀白水汇入白水池并根据工艺要求分别回用于稀释浆料,以降低浆料流失和减少清水消耗。
新闻纸生产线产生的含墨浆渣由于含有大量的纤维,使污泥呈疏松多孔结构,水分很易吸附在其表面,故其含水率可达50%。经纱管原纸生产线利用后产生的脱墨污泥,主要成分包括油墨粒子、粗渣等,加上絮泥剂进行浓缩,再通过污泥压榨机可把污泥的含水率降至15%,这样既减少待外置的污泥处理量,又减少暂存所占的空间。
其利用流程见图1。
三、主要设备
1.制浆工段
水力碎浆机:选用一台ZDS型5m3水力碎浆机,生产能力为150-200t/d,该水力碎浆机特殊设计的转子,可以获得最好的碎解效果,减少转子与杂质之间的接触,减少杂质破碎,延长转子和筛板的使用寿命。
高浓除渣器:选用一台ZSC54型高浓除渣器,生产能力为2500l/min。该设备利用涡流离心原理净化浆料,适用于浆料浓度高,除渣效果好,纤维流失少。
压力粗筛:选用一台ZSLC33型1.2m2压力筛。生产能力100-200t/d,具有适应范围广,筛选效率高,生产能力大,使用寿命长等优点。
2.抄纸完成工段
四、脱墨污泥综合利用的效益分析
1.环境效益
企业脱墨污泥年产生量为5.6万吨,产生量大,末端治理环境代价高。本方案实施后,可解决企业脱墨污泥的处理问题,年减少转移脱墨污泥5.6万吨。
本方案的主要污染源与污染物为抄纸完成工段稀白水、制浆工段废渣、脱墨污水预处理污泥及设备噪声。抄纸完成工段稀白水排入污水处理厂进行处理;制浆工段筛选净化产生的浆渣交由塑料再生公司进行回收;设备噪声源强介于85~95dB(A),经隔声、减震后厂界可达标。
2.经济效益
企业每年产生脱墨污泥5.6万吨,预计可生产纱管纸5.1万吨。以纱管纸目前市场价格,预计年销售收入7500万元;纱管纸车间年运行成本为6000万元/年;方案预计投资总额1300万元。脱墨污泥再生利用后,比委外处理年收益增加5800万元。该方案投入产出分析如表1。经济效益评估如表2。
从经济可行性分析表可知,本方案的偿还期为0.23年,内部收益率达429.14%,经济效益可观,在经济上可行。
五、经验总结
1.本方案采用目前国内成熟的利用含墨浆生产纱管原纸生产线技术,它具有资源综合利用、单位设备容积的生产能力大、厂房及设备占地面积小、产品质量稳定、单耗低,操作、管理简便、安全可靠、劳动生产率高等优点。
2.纸机的网部采用了双叠网,易于控制调整,生产效率提高,出网部湿纸页的干度达到22%。
3.该企业在压榨部采用了真空预压+大辊压榨形式。采用这种压榨形式,一是设备布置紧凑,二是同一压区各点的线压力均一,从而可以有效地保证纸页的横幅水分均匀一致,三是压榨的线压力大,可提高压榨部湿纸页的干度达到44%。
4.造纸机烘干部配置热泵系统。这不但有利于提高纸页的干燥速率,而且能有效地节约蒸汽能源,改善操作条件。
参考文献
[1] 贺进涛,武书彬,王少光.脱墨污泥资源化利用新技术[J] .中国造纸,2006,06:51-53.
[2] 王燕蓬,徐清华,苗庆显,秦梦华.废纸脱墨污泥的处理及应用[J] .造纸科学与技术,2008,05:41-45.
[3] 李学凤,秦梦华.废纸回收过程中脱墨污泥的处理及其资源化利用[J] .湖南造纸,2008,01:28-29+32.
[4] 武书彬,孔晓英,谢国辉,唐爱民,陈港.脱墨污泥的化学组成与热解特性分析[J].中国造纸,2002,01:14-16.
[5] 刘俊超译.浮动载体生物膜活性污泥工艺--国外现代造纸污水处理技术[J] .造纸科学与技术,2003(1):28.
[6] 杨卿,秋增昌.HCR处理碱法草浆中段废水的研究[J].纸和造纸,2005(6):64.
[7] 曲景奎,周桂英,隋智慧等.HCR工艺在造纸废水治理中的应用[J] .环境污染治理技术与设备,2002,(1):74.
[8] 刘俊超译.SBR工艺在造纸废水处理的应用实例[J] .国际造纸,2003(5):58.
关键词:新闻纸 脱墨污泥 资源化利用
脱墨污泥主要包括废纸中的填料和涂料[1],其成分复杂,主要由无机物和有机物组成。无机物主要来自纸中的填料和涂料、细小纤维及大部分的油墨粒子,因此它的主要成分是白土和碳酸钙、滑石粉。有机物主要是短纤维、粗渣、油墨中的有机物,如碳黑、天然或合成黏合剂等[2]。
根据估算,广东省每年废纸制浆形成的废渣有29.2万吨[3]。如此数量庞大、产物集中的工业废渣,无疑会对生态环境造成严重污染。如何加强其处置和管理已成为日益突出、不容忽视的问题。
近10多年来,欧盟各国、美国、澳大利亚等发达国家普遍开始研发污泥资源化利用技术[4-7]。污泥资源化再利用,发展循环经济,节约资源,同时消除循环利用过程中带来的二次污染,将成为污泥处置的最终方向。
广东省某造纸企业年产脱墨污泥5.6万吨,处理成本高,解决方法是将脱墨污泥再生利用于纱管纸原纸的生产,给企业带来了巨大的经济利益。
一、资源化利用思路
纱管原纸主要用于制造造纸行业所用的纸芯及纺织器材行业制造粗纱管、锥开纱管等方面。近几年,纱管原纸的价格上升较快,一方面是国内煤、油价格上升导致的,另一方面由于国家产业政策调整及环保问题导致一些小的造纸厂关闭,市场对纱管原纸需求量不断攀升。预计未来几年随着国家经济的发展,市场对纱管原纸需求将继续扩大,因此纱管原纸具有较好的市场前景及价格上涨空间。
纱管纸生产对纸浆的要求较低,新闻纸生产线产生的含墨浆纤维含量约45%,其余主要为灰分,符合纱管纸的制造要求。
本方案将新闻纸生产线产生的含墨浆筛选、净化处理后,采用二叠网纸机抄造出成品,制造出纱管纸原纸。
二、利用工艺
含墨浆经泵送至纱管纸车间贮浆池,经铲车送入水力碎浆机进行碎解,碎解后的浆经泵送入纱管纸车间贮浆池,两种浆按比例配浆后经泵送入高浓除渣器进一步除去重杂质,经高浓除砂器除砂后的浆料送入压力筛进行筛选,筛选后的良浆放入浆池待配浆,筛选后的尾浆经细格栅处理进一步回收良好纤维。
由造纸机来的湿损纸经进入浆池待配浆。造纸机及完成工段的干损纸在造纸车间经水力碎浆机碎解后,用浆泵送入干损纸浆池待配浆。
处理后的回收浆、损纸浆、化工药品按规定的比例配浆,然后送入成浆池,供造纸机使用。配浆和成浆池配有浓度控制系统。
成浆池浆料经过调整计量,进入冲浆泵入口,经过冲浆泵叶轮的高速旋转,使浆料与浓白水充分混合,再经过压力筛筛选,进入流浆箱上网,在二叠网长网造纸机上经过成型、压榨、干燥、卷取后,由复卷机分切复卷、打包机包装入库。
网部浓白水汇入浓白水槽、稀白水汇入白水池并根据工艺要求分别回用于稀释浆料,以降低浆料流失和减少清水消耗。
新闻纸生产线产生的含墨浆渣由于含有大量的纤维,使污泥呈疏松多孔结构,水分很易吸附在其表面,故其含水率可达50%。经纱管原纸生产线利用后产生的脱墨污泥,主要成分包括油墨粒子、粗渣等,加上絮泥剂进行浓缩,再通过污泥压榨机可把污泥的含水率降至15%,这样既减少待外置的污泥处理量,又减少暂存所占的空间。
其利用流程见图1。
三、主要设备
1.制浆工段
水力碎浆机:选用一台ZDS型5m3水力碎浆机,生产能力为150-200t/d,该水力碎浆机特殊设计的转子,可以获得最好的碎解效果,减少转子与杂质之间的接触,减少杂质破碎,延长转子和筛板的使用寿命。
高浓除渣器:选用一台ZSC54型高浓除渣器,生产能力为2500l/min。该设备利用涡流离心原理净化浆料,适用于浆料浓度高,除渣效果好,纤维流失少。
压力粗筛:选用一台ZSLC33型1.2m2压力筛。生产能力100-200t/d,具有适应范围广,筛选效率高,生产能力大,使用寿命长等优点。
2.抄纸完成工段
四、脱墨污泥综合利用的效益分析
1.环境效益
企业脱墨污泥年产生量为5.6万吨,产生量大,末端治理环境代价高。本方案实施后,可解决企业脱墨污泥的处理问题,年减少转移脱墨污泥5.6万吨。
本方案的主要污染源与污染物为抄纸完成工段稀白水、制浆工段废渣、脱墨污水预处理污泥及设备噪声。抄纸完成工段稀白水排入污水处理厂进行处理;制浆工段筛选净化产生的浆渣交由塑料再生公司进行回收;设备噪声源强介于85~95dB(A),经隔声、减震后厂界可达标。
2.经济效益
企业每年产生脱墨污泥5.6万吨,预计可生产纱管纸5.1万吨。以纱管纸目前市场价格,预计年销售收入7500万元;纱管纸车间年运行成本为6000万元/年;方案预计投资总额1300万元。脱墨污泥再生利用后,比委外处理年收益增加5800万元。该方案投入产出分析如表1。经济效益评估如表2。
从经济可行性分析表可知,本方案的偿还期为0.23年,内部收益率达429.14%,经济效益可观,在经济上可行。
五、经验总结
1.本方案采用目前国内成熟的利用含墨浆生产纱管原纸生产线技术,它具有资源综合利用、单位设备容积的生产能力大、厂房及设备占地面积小、产品质量稳定、单耗低,操作、管理简便、安全可靠、劳动生产率高等优点。
2.纸机的网部采用了双叠网,易于控制调整,生产效率提高,出网部湿纸页的干度达到22%。
3.该企业在压榨部采用了真空预压+大辊压榨形式。采用这种压榨形式,一是设备布置紧凑,二是同一压区各点的线压力均一,从而可以有效地保证纸页的横幅水分均匀一致,三是压榨的线压力大,可提高压榨部湿纸页的干度达到44%。
4.造纸机烘干部配置热泵系统。这不但有利于提高纸页的干燥速率,而且能有效地节约蒸汽能源,改善操作条件。
参考文献
[1] 贺进涛,武书彬,王少光.脱墨污泥资源化利用新技术[J] .中国造纸,2006,06:51-53.
[2] 王燕蓬,徐清华,苗庆显,秦梦华.废纸脱墨污泥的处理及应用[J] .造纸科学与技术,2008,05:41-45.
[3] 李学凤,秦梦华.废纸回收过程中脱墨污泥的处理及其资源化利用[J] .湖南造纸,2008,01:28-29+32.
[4] 武书彬,孔晓英,谢国辉,唐爱民,陈港.脱墨污泥的化学组成与热解特性分析[J].中国造纸,2002,01:14-16.
[5] 刘俊超译.浮动载体生物膜活性污泥工艺--国外现代造纸污水处理技术[J] .造纸科学与技术,2003(1):28.
[6] 杨卿,秋增昌.HCR处理碱法草浆中段废水的研究[J].纸和造纸,2005(6):64.
[7] 曲景奎,周桂英,隋智慧等.HCR工艺在造纸废水治理中的应用[J] .环境污染治理技术与设备,2002,(1):74.
[8] 刘俊超译.SBR工艺在造纸废水处理的应用实例[J] .国际造纸,2003(5):58.