专利名称：造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技术的制作方法
造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技术一、方法领域本发明涉及一种造纸工业清洁生产方法，特别是涉及使用废纸、商品纸浆、机械浆及其它种类纤维为原料的造纸生产过程中的废水不经物理、化学、生化等净化处理而直接封闭循环回用，且不外排废水的清洁生产方法。二、背景方法造纸生产过程中排出的废水中含有各种细小纤维、填料微粒和造纸化学助剂等物质。目前国内外造纸企业所采用的传统清洁生产方式一般都是将纸机生产过程中产生的废水按浓度不同分三级循环。第一级循环为纸机成形部前段过滤出的白水，因纤维浓度大、较少污染，因此不经处理直接用于稀释上网浆料；第二级循环为网部真空箱吸出白水、水针水及网部冲洗用水，这部分白水纤维浓度低、一般直接用于稀释纸浆或通过回收设备处理成低浓白水，用于碎浆、打浆等设备稀释用水或清洗用水。根据纸机系统及产品品种档次的不同，第二级浓度白水的处理方式也不同；第三级循环是将第二级循环系统多出来的白水和纸机压榨部的废水合并，用废水处理设备进行处理，一般的处理方法为絮凝沉淀、气浮、活性污泥曝气及厌氧发酵等物理、化学和生化方法，直到水质符合造纸用水要求后再回用或达标后排放，从而减少造纸生产过程的清水用量、废水排放量和废水中污染物的含量。但这种将废水按浓度不同分三级循环的传统清洁生产方式中的第三级循环属于末端治理的方法，其缺点是需要设置庞大的废水净化处理系统、并需要花费大量的日常运行费用，大大增加了造纸企业的设备投资和生产成本，且在废水处理过程中需加入大量絮凝剂、营养盐等化学药品，不但产生大量造纸污泥难以处理，而且这些化学药品并不是造纸必需的原料，它们在处理后的废水循环回用过程中不断积累，达到一定浓度后就会影响纸页的抄造和纸品的质量，因而不得不将一部分废水排放，这就使造纸过程难以实现生产用水的封闭循环和废水的“零排放”。因此，大多数造纸企业对这种将废水按浓度不同分三级循环回用的传统清洁生产方式缺乏积极性，为降低生产成本，即使设置了废水净化处理系统，企业对造纸废水还是尽可能不加净化处理而偷偷排放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以克服上述将废水按浓度不同分三级循环回用的传统造纸清洁生产方法缺点的，既可以实现造纸生产过程各段废水的封闭循环和不外排废水；又无需依赖废水净化处理系统对生产废水进行物理、化学、生化等净化处理，且能大幅度提高造纸原料利用率的清洁生产新方法。本发明是这样实现的通过使造纸生产过程中各台排水设备所排的废水，不经物理、化学、生化等净化处理而直接回用到按工艺流程顺序排列的最近上游用水设备中去 (即废水的分段短流程循环回用)，并控制整个造纸系统的清水添加量，使之等于造纸过程的必须耗水量(主要是湿纸页在烘缸表面的蒸发水和制浆时所去除的固体杂质带出的水)，因而使整个造纸生产过程达到进、出水量的动态平衡，不用向外部环境排放废水。从而从源头上消除了造纸生产过程的废水外排，既可实现造纸废水“零排放”，同时又无须进行废水的净化处理。造纸生产过程的实质就是在水这种介质中，将纤维、填料、化学助剂等造纸原料均勻分散成纸浆，经过制浆去除其中不适合造纸的杂质成分后成为合格纸浆，再使合格纸浆中的纤维在成形网上过滤浓缩、交织成形，填料及化学助剂填充在纤维之间或吸附在纤维上，经真空抽吸脱水成为质地均勻的湿纸页，再经压榨脱水和烘干成为成品纸。从造纸过程的本质看，在进入造纸系统的所有原料质量合格的前提下，只要制造方法合理，就可以将原料100%转化为产品，水在生产中只起了分散、输送原料的作用，完全可以在生产过程中不经物理、化学、生化等净化处理而直接循环回用。只要回用废水的水质不腐败，且加入造纸系统的水量等于生产过程必需消耗的水量，这种生产废水不经净化处理的分段短流程封闭循环回用就可以长期进行下去，从而实现造纸废水“零排放”，且不向外排放污泥、废水等污染物。在造纸生产系统各段废水中，绝大多数物质如细小纤维、填料、助剂等都是纸品生产所必需的，但也有极少量纸浆中残留的杂质如油墨、塑料、泥砂和胶粘物等对纸品生产是有害的，在不经净化处理的生产废水分段短流程封闭循环回用过程中，这些有害物质的浓度会因逐渐积累而提高，但在循环回用了一段时间后，废水中所含各种物质的浓度提高到某一个水平后就会趋向于稳定，即建立起回用废水中各种物质浓度的一种动态平衡，此时， 加入造纸生产系统的纸浆中各种物质的量就等于所生产纸品中各种物质的量(在纸机烘缸上蒸发掉的水分除外)。因此，只要生产所用的各种原料及制浆工段所制的纸浆质量符合所生产纸种的要求，则这种废水不经净化处理的分段短流程封闭循环回用就不会影响所生产纸品的质量。在造纸废水分段短流程封闭循环回用的过程中，由于能量的积累，整个生产系统回用废水的温度会逐渐上升到一个较高的水平，使细小纤维浓度较高的回用废水易于因厌氧发酵而腐烂变质、发黑发臭。为防止回用废水水质恶化而影响产品质量，就应将整个造纸生产过程按工艺流程中的顺序划分成尽可能短的多个段进行分段循环回用，同时还须尽量消除生产系统中各种贮水容器的死角，减少各段回用废水的存量，使各段废水能快速、充分地循环回用，以保持各段循环回用废水的水质稳定；还应使各段循环回用废水与自然界降水做到“雨污分流”，防止因自然界降水进入循环回用废水系统而破坏系统的用水平衡；在回用废水贮存池中还须设置曝气装置、鼓入空气搅拌以防止贮存的回用废水厌氧发酵和废水中细小纤维、填料的沉淀，使细小纤维和填料随着废水的循环回用而进入所生产的纸品， 避免造纸原料的流失和产生难以处理的造纸污泥。因此，本发明的造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技术可从源头上消除造纸废水的外排和造纸生产过程对废水净化处理工艺的依赖，使大多数纸种的生产都能够简单有效地实现造纸废水的“零排放”，并大大降低生产成本和吨纸耗水量。
四
本发明的造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技术，在某厂使用废纸为原料生产包装纸板的生产线实施时，其工艺流程如附图所示。废纸原料先送进水力碎浆机碎解，碎解废纸的稀释水使用1号斜网浓缩机过滤出的白水和白水曝气池中的白水，碎解后的废纸浆通过水力碎浆机筛板后被泵抽送到高浓除砂器以除去废纸浆中的铁钉、泥砂、玻璃等重杂质，再送到纤维分离机以除去废纸浆中的塑料、化纤、布条等各种轻杂质。经高浓除砂器和纤维分离机除去重、轻杂质后的废纸浆用1 号斜网浓缩机过滤浓缩到3 4%的浓度，过滤出的白水立即全部循环回用于碎解废纸的稀释水；浓缩后的废纸浆经圆盘磨浆机疏解成单根纤维并获得一定程度的分丝帚化，经过磨浆后的废纸浆，被送入离心筛进行筛选以除去浆中粗渣，筛选出的合格浆料经2号斜网浓缩机过滤浓缩到3 4%的浓度再送入成浆池。而离心筛筛选时所需的稀释水就利用2 号斜网浓缩机过滤出的白水循环回用；成浆池中的浆料经放浆箱定量后送入冲浆泵的吸水管，与冲浆泵从纸机网下白水池吸入的白水相混合，稀释到纸机上网浆料浓度后再送入流浆箱。流浆箱将上网浆料均勻分布到纸机成形网上，经成形网过滤脱水后形成湿纸页，成形网过滤出来的白水流入网下白水池中，再被冲浆泵吸入稀释上网浆料，多余的网下白水送入白水曝气池；在成形网上形成的湿纸页经真空箱抽吸提高了干度，再经纸机压榨部进一步压榨脱水，并送入纸机干燥部将湿纸页蒸发干燥至成纸干度，成为成品纸板。纸机成形网的冲洗水使用纸机网下白水池中抽出的经过过滤除去细小纤维后的白水；压榨部的毛布冲洗水一部分使用洗毛布后的稀白水经过滤除去细小纤维后再循环回用，另一部分使用补充清水，补充的清水量根据造纸过程的必须耗水量确定(即湿纸页在烘缸表面所蒸发的水分和制浆时去除浆中固体杂质所带出水分之和)。所有纸机上多余的白水都送入白水曝气池进行曝气以防止水质腐败，白水曝气池中的白水又回用到水力碎浆机用作碎解废纸的稀释水。这样就使整个造纸废水做到了不经净化处理分段短流程封闭循环，添加的补充清水量等于造纸过程的必须耗水量，维持了生产用水的动态平衡状态而无须外排废水。
五具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明的造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技术作进一步的说明。制浆工段水力碎浆机的废纸碎解用水使用1号斜网浓缩机下的全部过滤白水，不足部分用白水曝气池中的贮存白水补充。经水力碎浆机和纤维分离机碎解的废纸浆中多余白水从1号斜网浓缩机中过滤出来后，立即回用到水力碎浆机中用于废纸碎解，这就是废水的第一段短流程循环回用。由于废纸原料进入水力碎浆机时为风干状态， 原料的含水量为10%左右，而经1号斜网浓缩机过滤后送下一道制浆工序的浆料浓度仅为 3 4%，即浆料的含水量为96 97%左右，故水力碎浆机的废纸碎解用水除了使用1号斜网浓缩机下的全部过滤白水外，还须补充大量稀释水，因此使用白水曝气池中贮存的造纸车间多余白水来补充。经圆盘磨浆机磨浆后的废纸浆，被送入离心筛进行筛选以除去浆中粗渣，由于离心筛运行时对浆料的脱水效应，故在筛选过程中须向浆料中加入大量稀释水以维持较低的浆料浓度。而筛选出的合格浆料又要使用2斜网浓缩机浓缩到3 4%的浓度以进入成浆池贮存，故将2斜网浓缩机过滤下来的白水立即回用于加入离心筛中的稀释水，这就是废水的第二段短流程循环回用，第二段的循环回用废水可保持基本平衡，无需外加补充。成浆池中的浆料经放浆箱后定量送入冲浆泵的进水管，并与同时吸入的纸机网下白水池中白水相混合，稀释到纸机上网浆料浓度后再送入流浆箱。流浆箱将上网浆料均勻分布到纸机成形网上，经成形网过滤脱水后形成湿纸页，成形网过滤出来的白水流入网下白水池中，再被冲浆泵吸入稀释上网浆料，这就是废水的第三段短流程循环回用。由于从放浆箱中送入冲浆泵的浆料浓度约为3 4%，而经成形网过滤脱水后形成的湿纸页浓度约为7%，故第三段短流程循环回用中网下白水池的白水会有大量的多余，这部分多余的网下白水就被送入白水曝气池贮存。纸机网下白水池中有一部分白水用泵抽出并过滤除去细小纤维后进入白水曝气池，再用于成形网的冲洗，而冲洗过成形网后的这部分白水又流回到网下白水池中，这就是废水的第四段短流程循环回用。由于第四段短流程循环回用废水的来源和去处都是纸机网下白水池，而网下白水池中的白水会有大量的多余，因此也无需外加补充。纸机压榨部冲洗毛布后的白水也流入网下白水池，用泵抽出并过滤除去细小纤维后进入稀白水过滤池，用于压榨毛布的冲洗，另外再补充少量清水用于压榨毛布的冲洗，补充清水量根据造纸过程中的必须耗水量而定，这就是废水的第五段短流程循环回用。由于第五段短流程循环回用环节中有一部分补充清水，因此冲洗毛布后的稀白水也会有多余， 多余的稀白水流入网下白水池。最后，所有纸机成形网和压榨部多余的白水都送入白水曝气池贮存，而白水曝气池贮存的白水又循环回用于制浆工段水力碎浆机的废纸碎解，这就是废水的第六段循环回用。实际生产中只要根据白水曝气池的水位来调节冲洗压榨毛布的补充清水量，就可以实现整个制浆造纸生产过程的总体用水平衡，使整个制浆造纸生产过程实现废水的封闭循环回用而无须向外排放。
权利要求
1.一种造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技术，其特征是通过使造纸生产过程中各台排水设备所排的废水，不经物理、化学、生化等净化处理而直接回用到按工艺流程顺序排列的最近上游用水设备中去(即废水的分段短流程循环回用)，并控制整个造纸系统的清水添加量，使之等于造纸过程的必须耗水量(湿纸页在烘缸表面的蒸发水量和制浆时所去除的固体杂质带出的水量之和)，从而使整个造纸生产过程达到进、出水量的动态平衡，不向外部环境排放废水。
2.按照权利要求1所述的造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技术，其特征是尽量消除生产系统中各种贮水容器的死角，减少各段回用废水的存量，使各段废水快速、充分地循环回用。
3.按照权利要求1所述的造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技术，其特征是整个制浆造纸的循环回用废水系统与自然界降水做到雨污分流。
4.按照权利要求1所述的造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技术，其特征是在回用废水的贮存池中设置曝气装置。
全文摘要
一种造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技术，通过使造纸生产过程中各台排水设备所排的废水，不经物理、化学、生化等净化处理而直接回用到按工艺流程顺序排列的最近上游用水设备中去(即废水的分段短流程循环回用)，并控制整个造纸系统的清水添加量，使之等于造纸过程的必须耗水量(主要是湿纸页在烘缸表面的蒸发水和制浆时所去除的固体杂质带出的水)，因而使整个造纸生产过程达到进、出水量的动态平衡，不用向外部环境排放废水。
文档编号C02F103/28GK102557159SQ201010607860
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者吴解生 申请人:吴解生