一种在化学纸浆厂处理液流的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种在化学纸浆厂处理液流的方法。该系统包括用于生产纸浆的煮制过程，至少一个用于洗涤所述纸浆的洗涤阶段，至少一个用于漂白所述经过洗涤的纸浆的漂白阶段，包括至少一个纯化阶段以纯化流出物的废水处理设施，包括至少一个纯化阶段的原水处理设施，该方法包括将包含部分来自废水处理设施(40)的纯化的流出物(45)和/或部分工艺用水(35)的液流输送到所述原水处理设施(20)的至少一个纯化阶段中，用于在所述原水处理设施(20)的至少一个纯化装置中纯化所述液流，以得到可再循环水(29)，使用所述可再循环水作为纸浆厂至少一个工艺过程和/或处理阶段中的工艺用水。另外，本发明涉及用于在化学纸浆厂处理液流的系统，以及化学纸浆厂中原水处理设施的以下应用，用于纯化工艺用水和/或纯化来自废水处理设施的流出物。
【专利说明】一种在化学纸浆厂处理液流的方法和系统发明领域
[0001]本发明涉及一种在化学纸浆厂处理液流的方法和系统。
【背景技术】
[0002]通常在废水处理设施中处理化学纸浆厂的流出物，以减少对环境有害的化学物的量。存在许多促动因素来降低水的使用以及流出物的体积，例如供应原水的成本，可能受限的供水，节省能量，以及降低纤维和化学损耗的可能性。目前，纸浆厂通常建立在有非常严格环保要求的区域和环境中。例如，对化学纸浆厂使用的水的量有严格限制。因此，有可能由于水资源而无法在其它方面符合要求的地点建立纸浆厂。在许多情况中，需要更清洁的环境，要求纸浆厂生产的物质对环境的危害更小。因此，目前重要的是寻找一种方案，以发现更封闭的水循环方法。
【发明内容】
[0003]本发明揭示一种在化学纸浆厂处理液流的方法和系统。
[0004]在涉及化学纸浆厂生产过程的方案中，至少一部分的工艺用水和/或流出物被输送到原水处理设施中。在原水处理设施的至少一个纯化阶段后，至少一部分的经过处理的水返回到纸浆生产过程中，重新用作工艺用水。在该申请中，所述在原水处理设施的至少一个纯化阶段中纯化并重新用作工艺用水的水称为可再循环水。该方案优选地以这样的方式实施，使得干扰工艺的物质不会在工艺过程中累积。
[0005]本发明的一些方面的特征在独立权利要求1、7和8中陈述。从属权利要求中公开了本发明的各种实施方式。
[0006]优选地，依据本发明的化学纸浆厂包括:
[0007]-用于生产纸浆的煮制过程，
[0008]-至少一个洗涤阶段，以洗涤生产的纸浆，
[0009]-至少一个漂白阶段，以漂白经过洗涤的纸浆，
[0010]-废水处理设施，以纯化流出物，以及
[0011]-原水处理设施，其包括至少一个纯化装置以纯化水流。
[0012]在有利的实施方式中，依据本发明的系统包括:
[0013]-至少一个木材加工装置，
[0014]-粗浆制备装置，其包括用于生产纸浆的煮制，洗涤，筛分和氧去木质阶段，
[0015]-漂白装置，其包括漂白阶段以漂白所生产的纸浆，该漂白装置可包括纳氏(Nash)泵密封水和/或漂白滤液，
[0016]-化学回收装置，其可包括喷射冷凝器冷却水和/或真空泵密封水，
[0017]-回收锅炉，其还产生锅炉排水，以及
[0018]-蒸发器，其产生冷凝物。
[0019]另外，该系统可包括纸浆干燥机。但是，该系统也可以不包括所述纸浆干燥机。
[0020]依据本发明的方法优选地包括以下步骤:
[0021]输送液流至所述原水处理设施的至少一个纯化装置，以在该原水处理设施的至少一个纯化装置中纯化所述液流，从而得到可再循环水，所述液流包括:
[0022]-来自废水处理设施的一部分流出物，以及/或者
[0023]-一部分工艺用水，
[0024]-使用所述可再循环水作为纸浆厂至少一个工艺过程中的工艺用水。
[0025]依据本发明的系统优选地包括:
[0026]-位于废水处理设施和原水处理设施之间以及/或者位于制浆系统和原水处理设施之间的第一输送管路，
[0027]-位于原水处理设施和制浆系统之间的第二输送管路。
[0028]所述第一和/或第二输送管路优选包括一个或多个泵和管道。
[0029]原水处理设施中的至少一个纯化步骤优选包括至少一个过滤处理。在此情况中，优选使用至少一个砂滤器或至少一个多介质过滤器。
[0030]在本发明的一个优选实施方式中，通过现有的工艺阶段进行纯化处理。本发明可在具有以下过程或装置的化学纸浆厂中实施:消化过程，至少一个漂白阶段，化学回收，废水处理设施，原水处理设施，以及各种本领域技术人员已知的反应器、容器、泵、混合器、过滤器等。
[0031]得益于本发明，可以提供一种能降低化学纸浆厂环境影响以及化学纸浆厂原水用量的系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]在下文中，结合附图更详细地描述本发明，其中:
[0033]图1-5以简化的示意图显示一些示例性实施方式。
[0034]发明详沭
[0035]在本申请中，参考附图1-5，其中使用以下附图标记:
[0036]10 水系统，
[0037]11 预处理装置，
[0038]15 来自水系统的原水，
[0039]20 原水处理设施，
[0040]21 原水输入和瀑状泻落，
[0041]22 原水澄清器，
[0042]22a第一原水澄清器，
[0043]22b第二原水澄清器，
[0044]22c第二原水澄清器，
[0045]23 砂滤器或多介质过滤器，
[0046]23a第一砂滤器或多介质过滤器，
[0047]23b第二砂滤器或多介质过滤器，
[0048]23c第三砂滤器或多介质过滤器，
[0049]23d第四砂滤器或多介质过滤器，
[0050]23e第五砂滤器或多介质过滤器，
[0051]24 次级纯化装置，
[0052]29 可再循环水，
[0053]30 制浆系统，
[0054]35 来自制浆系统的工艺用水，
[0055]40 废水处理设施，
[0056]41 厌氧反应器，
[0057]42 污泥处理，和
[0058]45 来自废水处理设施的纯化的流出物。
[0059]在该申请中，术语“水系统“指原水源(也称为新鲜水源)，例如海水源、河水源、湖水源或其它水源。
[0060]术语“原水处理设施”指新鲜水处理设施。
[0061 ] 术语“流出物处理设施”指废水处理设施。
[0062]术语“ECF”指不含元素氯。
[0063]术语“TCF”指完全不含氯。
[0064]术语“NPE”指非过程兀素(non-process elements)。NPE是来自工艺设备,有时也来自木材、原水和化学物质的无机物质，它们不是方法过程所需要的。
[0065]术语“Adt”表示90%干化学纸浆的空气干燥公吨数。
[0066]术语“流出物”表示废水。将流出物输送到用于纯化过程的废水处理设施。流出物可包括例如漂白流出物和灰浸出吹扫物(ash leaching purge).另外,流出物可含有木材加工流出物。
[0067]术语“漂白流出物”指来自文中所述的漂白装置和洗涤步骤的流出物。优选地，漂白流出物含有漂白滤出液。更优选地，漂白流出物由漂白滤出液组成。漂白滤出液含有酸性和/或碱性物流。优选地，漂白流出物不含纤维。
[0068]术语“纯化的流出物”指在废水处理设施中纯化的流出物。
[0069]术语“可再循环水”指在原水处理设施中纯化的且清洁到足以重新用作工艺用水的工艺用水和/或纯化的流出物。
[0070]术语“Ε0Ρ”指使用氧和过氧化物作为额外的化学物质进行的纸浆漂白过程中的碱性萃取阶段。
[0071]消防用水指通过用于洗涤各种对象以及在紧急情况下用于灭火的供水管路供应的水。
[0072]密封水是在真空泵中用于密封的水。
[0073]喷射冷凝器冷却水是被导向与喷射冷凝器中的蒸汽直接接触的水或者由于与蒸汽直接接触产生的水。
[0074]重力分选台是用于通过废水处理中可渗透性带(丝网)使污泥脱水的装置。重力分选台喷淋水用于洗涤所述带。
[0075]术语“低氯含量工艺用水”指具有低氯含量的工艺用水。优选地，低氯含量工艺用水的氯含量小于200mg/l，优选小于100mg/l。另外，低氯含量工艺用水优选地具有高固体含量，另外，它们优选含有纤维。在该申请中，如果工艺用水供应给原水处理设施，它们优选是所谓的低氯含量工艺用水。
[0076]在漂白的化学纸浆的生产中的煮制操作的一般目的是从输送到消化器中的碎片中回收纤维，具体是利用化学物和加热除去粘结纤维的木质素以及除去后面将导致方法过程中起泡和发生沉淀的木材提取物。因此，在制浆过程中常使用能溶解尽量多木质素和尽量少纤维素的化学物。通常，制造漂白的化学纸浆的方法包括制浆、洗涤、筛分、漂白和清洁阶段。目前，硫酸盐煮制是最常用的纸浆生产方法，也称为牛皮纸煮制或制浆，其使用氢氧化钠(NaOH)和硫化钠(Na2S)的混合物。煮制方法可以基于包括一个消化器或数个消化器的间歇煮制或连续煮制。
[0077]煮制过程之后的粗浆处理优选包括洗涤过程，氧阶段，以及筛分，随后进行洗涤。通常，氧阶段中最后的洗涤设备接受纯度最高的洗液，以促进纸浆漂白，从该最后洗涤设备得到的滤液依据逆流洗涤原则用作洗液并稀释使用。当从第一粗浆洗涤设备回收滤液时，可以将滤液向前直接输送到黑液蒸发设备，或者可以用于消化器设备过程中用于稀释和提换，然后以黑液流结束。在最后洗涤阶段之后，可以将纸浆导向漂白过程。
[0078]使用漂白步骤来提高纸浆的亮度、清洁度和亮度稳定性。残余的木质素是影响颜色的主要因素，因此必需将其除去或使其变亮。通常，漂白纸浆的目的是继续脱木质素，并且利用漂白化学物，以除去在煮制和氧阶段后残留在纸浆中的任何木质物，即残余木质素，这些木质素不会分解，溶解在煮制和氧阶段中，而不会牺牲纸浆产量或纤维性质。而且，在漂白过程中，除去生色化合物，并将其氧化为无色化合物。通常，漂白的重要部分是在漂白阶段后在洗涤器上将溶解的木质素从纸浆中洗出。
[0079]为了漂白的目的，
[0080]-可使用氯(Cl2)、臭氧(O3)和/或过氧酸(Paa和Caa)与芳族木质素单元反应，以及/或者
[0081]-通常可使用二氧化氯(ClO2)和/或氧气(O2)与具有游离酚羟基的木质素结构反应，以及/或者
[0082]-可使用次氯酸盐⑶和/或过氧化氢(H2O2)与一些官能团反应。
[0083]但是，化学纸浆工业需要保持一种技术，其中在至少一个阶段中用含氯的化学物对纸浆进行漂白，使得二氧化氯是纸浆厂漂白过程中的主要化学物。因此，有利的是至少将二氧化氯(C102)用于漂白目的。
[0084]漂白流出物通常是生物和化学氧消耗的一个重要源头。例如，来自二氧化氯和/或氯的反应的含氯无机化合物和有机氯化合物可能保留在方法过程中。漂白过程将各种木质素化合物从纤维中分离，这些化合物以有机分子的形式保留在流出物中。另外，在漂白阶段中可使用硫酸进行pH调节,并且用作己烯糖醒酸(hexenuronic acid)水解的主要化学物。在碱性阶段中，还可以使用氢氧化钠进行PH调节和木质素萃取。除此之外，根据漂白顺序，在漂白处理中可使用氧和/或过氧化物。但是，在元素分析中，它们应该是这样的物质，即它们对例如纯化过程的影响可以忽略不计。
[0085]在一个例子中，使用盐酸进行pH调节，以及/或者使用二氧化硫和/或其它还原剂消除来自漂白过程的化学残余物，即消除未反应的漂白化学物。
[0086]纸浆厂不仅有漂白流出物，还有工艺用水，例如冷却水，密封水，废弃流(rejectflows)、通道水、设备的洗涤用水、雨水以及木材加工水。所述工艺用水通常不与制浆过程接触，但是木材加工水和一些来源于工艺溢流的通道水除外，它们与制浆过程接触。因此，在其中累积的排出物主要是泄漏物和溢流，设备破裂导致的临时排出物，设备的洗涤用水，来源于连续或间歇洗涤的织物(丝网和毡)或容器，来源于废弃系统的泄漏物。
[0087]如上所述，粗浆处理包括至少一个洗涤过程。有利的是，粗浆处理包括:
[0088]-筛分过程，
[0089]-氧去木质阶段，和
[0090]-在氧去木质阶段之后的至少一个洗涤阶段。
[0091]筛分过程可位于消化器吹扫之后，在洗涤过程中间或之后，或者在氧去木质阶段之后。通常，这些过程阶段之后是漂白过程，优选基于ECF技术，其包括具有一个或多个基于使用二氧化氯的漂白阶段和使用其它已知漂白化学物的可能阶段的纸浆漂白设施。有利的是，漂白工序包括至少一个碱性阶段，其中优选至少使用氧和/或过氧化物。还可以使用用于除去重金属的臭氧阶段、酸阶段和螯合物阶段。
[0092]依据本发明的方法至少包括用于生产纸浆的碱性煮制过程，优选地使用ECF漂白的漂白设施(其中形成含氯流出物)，以及用于处理漂白设施流出物和/或在纸浆厂产生的其它流出物的流出物纯化设施(废水处理设施)。或者，可使用TCF漂白代替ECF漂白。
[0093]有利的是使用ECF漂白，其中所述漂白同时包括酸性阶段和碱性阶段。ECF漂白包括所有这样的漂白工序，即包括至少一个二氧化氯阶段且在任何漂白阶段中都不使用元素态氯。目前用于漂白纸浆的现代ECF漂白工艺通常由至少两个、更有利的是至少三个漂白阶段组成，所述漂白阶段优选包括至少三个洗涤设备。如果在一个漂白阶段中使用二氧化氯，则最常用的剂量为5_15kg act.Cl/adt纸浆。用于软木的二氧化氯剂量通常为25-35kg/adt,用于硬木的二氧化氯剂量通常为20_30kg/adt。如果纸衆厂还要进一步减少有机氯化合物的量，则纸浆厂的方针通常是在纸浆厂内对其进行处理，而不是减少二氧化氯的使用。
[0094]纸浆厂通常包括化学回收设施，其包括通常具有串联连接的蒸发设备的蒸发过程，化学回收锅炉，从工艺过程中除去氯化物，以及用于生产煮制化学物的化学生产设施。
[0095]用于制备漂白的化学纸浆的至少部分闭合的循环系统适用于其中至少部分的水和其它化学物再循环和再利用的方法，从而最大程度地减少废物处理。所述系统特别适用于最大程度地减少水性流出物，因此保护环境避免流出物处置的影响，而不会明显危及工艺成本或可售产品的价值。氯、钾、钙、锰、硅、铝、磷、铁和钡是漂白的化学纸浆厂中涉及的一些元素。
[0096]优选地，对废水处理设施的至少一个流出物处理线提供生物处理。当有害有机物的比例下降时，生物处理是特别有效的，所述有害有机物主要包含漂白中分离的木质素化合物，半纤维素和来源于萃取的组分，它们构成漂白设施的流出物的主要部分。有许多来源于木材的化合物，这些化合物中的一部分是氯化的，而一部分是低分子量的碳氢化合物。因为微生物仅将流出物的有机部分作为养分，所有无机物质，至少无机元素保留在流出物中。因此，经过生物处理的水，在例如通过沉降分离固体馏分和液体馏分后，从含有的有机组分方面来说，明显比用其它方式处理的流出物更干净，但是由于它含有无机物质，通常必须将其从工艺过程中排出。
[0097]作为生物处理的补充或替代，纯化阶段可以是例如化学处理，其目的是通过沉淀除去例如金属，由此部分有机物质也被除去。作为上述阶段的替代或补充，可使用过滤技术，例如超滤和/或基于薄膜技术和/或渗透的方法。换言之，作为生物处理的补充或替代，可使用例如超滤膜、离子交换、化学沉淀、沉降、浮选和/或过滤来处理流出物。
[0098]图1-5以简化的示意图显示工艺用水循环的一些例子。该图示出水系统10，位于原水处理设施20之前的任选的预处理装置11，位于原水处理设施之后的任选的次级纯化装置24，制浆系统30，原水处理设施20，废水处理设施40，所述原水处理设施20优选包括原水输入和瀑状泻落21，原水澄清器22，22a-22c和砂滤器和/或多介质过滤器23，23a-23e，所述废水处理设施40包括污泥处理42和任选的厌氧反应器41。
[0099]所述原水处理设施20优选至少包括原水输入和瀑状泻落21，原水澄清器22 (22a-22c)，砂滤器和/或多介质过滤器23 (23a_23e)。在原水处理设施20之前可能有预处理装置11，以及/或者在原水处理设施20之后可能有次级纯化装置24。
[0100]如图1所示，制浆系统30优选地至少包括用于生产纸浆的消化过程，用于洗涤所述纸浆的至少一个洗涤阶段，以及包括至少一个漂白阶段的漂白装置。
[0101]如果纯化的流出物流45的品质和/或工艺用水流35的品质足以接近原水流15的品质，纯化的流出物流45和/或工艺用水流35优选直接与原水流15合并。另一方面，对于低品质的纯化的流出物和工艺用水，需要进行额外的纯化步骤。如果良好品质的原水被低品质水流污染，则需要对整个水流进行强纯化处理，而不是仅对少量低品质水流进行纯化。因此，如果纯化的流出物45和/或工艺用水35是低品质的，则优选在纯化的流出物流45和/或工艺用水流35与原水流15相互合并之前，在预处理装置11和/或原水处理设施20和/或次级纯化装置24的至少一个纯化步骤中对其进行预处理。品质的区别包括COD和水的电导率水平，等等。
[0102]通常，从闻品质工艺用水到低品质工艺用水的顺序如下:
[0103]_锅炉水(最闻品质)，
[0104]-密封和消防用水，
[0105]-干燥机，
[0106]-纤维加工线(Fibreline)/漂白，
[0107]-纤维加工线/粗浆，以及
[0108]-圆木洗漆(Logwashing)(最低品质)。
[0109]因此，包含圆木洗涤用水的工艺用水通常比包含锅炉水的工艺用水需要更强的纯化。
[0110]可再循环水29重新利用的地点或方法步骤对所需的纯化步骤有影响。如果水的品质要求较低，在纯化的流出物45和/或工艺用水35重新使用之前可能仅需对它们进行程度较轻的纯化，当水品质的要求较高时，在纯化的流出物和/或工艺用水重新使用之前需对它们进行强纯化。
[0111]依据本发明，至少一部分纯化的流出物45和/或工艺用水35在纯化步骤后作为工艺用水的来源返回到原水处理设施20中。优选地，所述称为可再循环水的水被输送到至少部分地再用作冷却水。作为替代或补充，可再循环水29优选地被输送到至少部分地再用于去皮。作为替代或补充，可再循环水29优选地被输送到至少部分地再用于圆木洗涤。作为替代或补充，可再循环水29优选地被输送到至少部分地再用作消防用水。作为替代或补充，可再循环水29优选地被输送到至少部分地再用作锅炉水。作为替代或补充，可再循环水29优选地被输送到至少部分地再用作纸浆干燥机的喷淋水。作为替代或补充，可再循环水29优选地被输送到至少部分地再用于漂白。作为替代或补充，可再循环水29优选地被输送到至少部分地再用于化学回收。作为替代或补充，可再循环水29优选地被输送到至少部分地再用作密封水。作为替代或补充，可再循环水29优选地被输送到至少部分地再用作重力分选台丝网的喷淋水。
[0112]优选地，一部分流出物从纸浆厂排出，该部分优选为4_15m3/ADt，更优选为4_8m3/ADt0在一个例子中，输送到原水处理设施的纯化的流出物的总量为2-15m3/ADt，更优选为最多 6m3/ADt。
[0113]优选地，要被输送到原水处理设施20的工艺用水和/或纯化的流出物被供应到原水处理设施的澄清器22或原水处理设施20的砂滤器或多介质过滤器23。纯化的流出物45和/或工艺用水35可包含细菌、氯化物、无机化合物、高分子量木质素残余物和/或低分子量化合物，等等。因此，优选在原水处理设施20之前存在至少一个预处理装置11，以减少杂质的量。在存在预处理装置11的情况中，要被输送到原水处理设施20的纯化的流出物45和/或工艺用水35优选在预处理装置11之后被输送到原水处理设施20的澄清器22或原水处理设施20的砂滤器或多介质过滤器23。
[0114]预处理装置11中实施的预处理步骤优选包括化学处理，例如沉淀阶段，以除去有机和无机物质。作为替代或者补充，在预处理装置11中实施的预处理步骤优选包括生物处理阶段。作为替代或者补充，在预处理装置11中实施的预处理步骤优选包括机械处理阶段，例如粗过滤，浮选或澄清，以除去分离的颗粒。作为替代或者补充，在预处理装置11中实施的预处理步骤优选包括水流的消毒阶段。最优选地，预处理装置11包括一个、两个或三个上述阶段。
[0115]优选地，在系统中存在至少一个包含池的预处理装置11，所述池具有吸收金属的设备，以减少系统中金属的总量。
[0116]例如，可使用氧化剂如过乙酸、过氧化氢和/或臭氧实施至少一个预处理阶段。作为替代或补充，例如，可使用可用于消毒(例如通过等离子体-电晕处理)的一种安排来实施至少一个预处理阶段。
[0117]最优选地，至少在原水处理设施20的砂滤器或多介质过滤器23中处理工艺用水35和/或纯化的流出物45。砂滤器或多介质过滤器23应该时常洗涤，以保持所述过滤器的效率。如果要在原水处理设施20中纯化的水是脏的，则更应该频繁地洗涤砂滤器或多介质过滤器23，这将增加所述处理的总成本。
[0118]因此，至少一个预处理装置11优选使用化学物进行实施，以从所述纯化的流出物流45和/或工艺用水流35中沉淀有机化合物和/或无机化合物。术语“有机化合物的絮凝”指使用化学沉淀方法降低流出物的COD和/或颜色。例如，COD可能由于木质素碎片而太闻。
[0119]因此，预处理装置11优选包括至少一个絮凝阶段。为了保持原水处理设施20的砂滤器和/或多介质过滤器23在至少一个预处理装置11之后是尽可能干净的，絮凝处理很重要。如果在预处理装置11中没有絮凝处理或其它预处理阶段，砂滤器和/或多介质过滤器23可能由于例如所述水流中可能存在的有机杂质而很快地变得太脏。用于絮凝阶段的化学物可随要清洁的水的不同而变化。
[0120]絮凝剂可包括例如带有或不带有电荷的长链有机聚合物(阳离子、阴离子或非离子聚合物或它们的盐)。较佳地，絮凝剂包含以下化合物中的至少一种，例如一种、两种、三种、四种、五种或六种:
[0121]-聚胺，
[0122]-聚(烯丙基胺)，
[0123]-聚(二烯丙基二甲基氯化铵)，
[0124]-聚(酰氨基胺)，
[0125]-聚(乙烯基甲酰胺)，
[0126]-聚(乙烯基吡咯烷酮)，
[0127]-聚(乙烯基乙酰胺)，
[0128]-聚(乙烯基甲基甲酰胺)，
[0129]-聚(乙烯基甲基乙酰胺)，
[0130]-聚(二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺)，
[0131]-聚(二甲基氨基乙基丙烯酸酯)，
[0132]-聚(二乙基氨基乙基丙烯酸酯)，
[0133]-聚(丙烯酰基乙基三甲基氯化铵)，
[0134]-聚(丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵)，
[0135]-聚(甲基丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵)，
[0136]-聚(丙烯酰胺)，聚(乙烯-亚胺)，
[0137]-聚(环氧乙烷)，
[0138]-聚(乙烯基吡啶)，
[0139]-海美溴铵(hexadimethrinbromide)，
[0140]-聚(二甲基胺-共-表氯醇)，
[0141]-聚(二甲基胺-共-表氯醇-共-乙二胺)，
[0142]-聚(酰氨基胺-表氯醇)或共聚物，
[0143]-N-乙烯基甲酰胺，
[0144]-烯丙基胺，
[0145]-二烯丙基二甲基氯化铵，
[0146]-N-乙烯基乙酰胺，
[0147]-N-乙烯基吡咯烷酮，
[0148]-N-甲基-N-乙烯基甲酰胺，
[0149]-N-甲基-N-乙烯基乙酰胺，
[0150]- 二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺，
[0151 ]- 二甲基氨基乙基丙烯酸酯，
[0152]- 二乙基氨基乙基丙烯酸酯，
[0153]-均聚形式和/或带有支化结构的丙烯酰基乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵，和
[0154]-其它絮凝剂，其中聚合物的官能度是基于季铵基团，例如在基于淀粉的衍生物中。
[0155]优选地，丙烯酰胺和/或聚丙烯酰胺与所谓的DADMAC (二烯丙基二甲基氯化铵)一起使用。作为替代或补充，丙烯酰胺优选地与另一种丙烯酰胺一起反应，形成聚丙烯酰胺。
[0156]较佳地，絮凝剂包含聚胺。作为替代或补充，絮凝剂包含聚(二烯丙基二甲基氯化铵)(即聚DADMAC)。作为替代或补充，絮凝剂包含聚(酰氨基胺)(即PAA)。作为替代或补充，絮凝剂包含聚(乙烯基甲酰胺)(即PVAm)。作为替代或补充，絮凝剂包含聚(乙烯亚胺)(即PEI)。作为替代或补充，絮凝剂由均聚形式和/或带有支化结构的形式组成，其中聚合物的官能度是基于季铵基团，例如在基于淀粉的衍生物中。在一个优选的实施方式中，两种或三种、更优选四种、最优选五种上述絮凝剂一起使用。
[0157]作为絮凝剂的替代或补充，其它化合物如凝结剂和/或吸附剂可用于预处理阶段11中。
[0158]凝结剂可包括铝化合物。优选地，铝化合物包括硝酸铝。作为替代或补充，铝化合物包括氯化铝。作为替代或补充，铝化合物包括明矾和它们的聚合形式，例如聚硝酸铝(PAN)、聚氯化铝(PAC)和/或聚硫酸铝(PAS)。
[0159]作为替代或补充，凝结剂包括亚铁化合物，例如FeCl2和/或FeS04。作为替代或补充，凝结剂包括正铁化合物，例如FeCl3和/或Fe2 (SO4) 3。
[0160]吸附剂可包括例如粘土、膨润土和/或滑石。
[0161]优选地，原水处理设施20包括至少两个、更优选至少三个、最优选至少四个独立的处理线。将在原水处理设施20中处理的工艺用水流35和/或纯化的流出物流45可以被输送到原水处理设施的至少一个处理线中。优选地，所述原水处理设施线中的一条或两条可用于清洁工艺用水35和/或纯化的流出物45。优选地，原水处理设施20中用于纯化工艺用水35和/或纯化的流出物45的所述至少一个处理线与原水源相互独立，即该处理线优选仅用于纯化工艺用水35和/或纯化的流出物45。
[0162]在原水处理设施20中可对纯化的流出物45和/或工艺用水35进行清洁处理，以减少流出物中含有的无机和/或有机杂质的总量。例如，可使用常规已知的方法测量C0D、TOC、BOD、AOX和/或固体百分含量，由此来量度上述总量。
[0163]表I中揭示了来自废水处理设施的第二澄清器并且将被运输到原水处理设施20的纯化的流出物(即所谓的第二澄清器流出物)样品中无机和/或有机杂质的含量。
[0164]表1.第二澄清器流出物，实施例
[0165]I%过处邱说明___丨"JM III.:勿
铝，Al__mg/1<0,005
I P], Ba__mg/1 <0,05_.t:"j，Ca__mg/l 108_
铬,Cr__mg/1 <0,002_
铜，Cu__mg/1<0,002
铁，Fe__mg/10,097
钾,K__mg/1 77,7_
钱，Mg__mg/1 12_
?ιιι?, Mn__in g/l 0,324_
韦内，Na__mg/1 857_
磷,P__mg/10,385
硫,S__mg/1 425_
硅,Si__mg/1 10,5_
氯化物__mg/1 243_
硫酸盐__mg/1 1249_
草酸盐总 It1-:__mg/1 0,4_
溶解的1V1:酸枕__mg/1 0,0_
磷酸盐__mg/1 <0,3_
碳酸盐__% 0,1_
iniiC/
有机碳总量,TOC__I__96_
ITiiiC/
无机碳总量，TIC_I广 I 122_
[0166]在原水处理设施20中纯化步骤之后，仍然有需要从包括纯化的流出物45和/或工艺用水35的水中除去的化合物，然后才能称之为可再循环水29。因此，在原水处理设施20中进行处理之后，包含工艺用水35和/或纯化的流出物45的水流优选被输送到用作工艺用水，或者被输送到在次级纯化步骤中利用次级纯化装置24进行清洁。
[0167]次级纯化步骤24优选地包括消毒处理。作为替代或补充，次级纯化步骤24优选包括离子交换处理。作为替代或补充，次级纯化步骤24优选包括电渗析处理。作为替代或补充，次级纯化步骤24优选包括渗透处理。作为替代或补充，次级纯化步骤24优选包括渗析技术。作为替代或补充，次级纯化步骤24优选包括反渗透处理。作为替代或补充,次级纯化步骤24优选包括化学沉淀。作为替代或补充，次级纯化步骤24优选包括纳米过滤技术。
[0168]优选地，次级纯化步骤包括一个、两个、三个、四个或五个上述步骤。步骤数目越少，方法的成本越节省，但是步骤的数目越大，可再循环水29越干净。
[0169]优选地，一部分流出物首先在废水处理设施40的第二澄清器中纯化，然后在原水处理设施20的至少一个纯化装置中纯化。废水处理设施40通常包括第二澄清器，流出物通常由此输送到水系统10。在本发明的一个有利实施方式中，至少一部分在废水处理设施的第二澄清器中纯化的流出物被输送到原水处理设施20。优选地，至少一部分在废水处理设施40的第二澄清器中纯化的流出物被输送到原水处理设施20的澄清器22。较佳地，至少50 %、更优选至少75 %、最优选至少90 %的废水处理设施40的第二澄清器的滤出物在原水处理设施20的至少一个纯化装置中纯化，然后该水在化学纸浆厂中重新用作工艺用水。作为替代或补充，被输送到原水处理设施20的流出物可包含例如漂白滤出液。
[0170]一些工艺用水如密封水或雨水通常很干净。因此，不需要将这些物流与来自例如漂白或去皮阶段的流出物混合。只有在这些水由于例如设备破损等原因而被污染时，通常才应该将它们收集并输送到废水处理设施40中。因此，优选地是一部分工艺用水35被输送到原水处理设施20，而无需在废水处理设施40中进行处理。优选地，包含以下来源中的一种、两种、三种或四种的工艺用水35至少部分地被回收，然后就未经处理而直接输送到原水处理设施20，或者在预处理装置11的至少一个阶段中预清洁之后被输送到原水处理设施20，即无需废水处理设施中的纯化步骤:
[0171 ]-密封水，例如来自回收锅炉区域，纳氏泵和/或脱盐设施，
[0172]-来自干燥机的水，
[0173]-雨水，和/或
[0174]-来自管道的纤维加工线用水。
[0175]在一个例子中，输送到原水处理设施20的所述工艺用水的量为2_5m3/t。
[0176]优选地，在原水处理设施20中纯化的工艺用水流35和/或纯化的流出物流45，即可再循环水，至少部分地用于纸浆厂的工艺过程中。较佳地，可再循环水用于纤维加工线。作为替代或补充，可再循环水优选地用于化学回收。作为替代或补充，可再循环水优选地用作冷却水。作为替代或补充，可再循环水优选地用作锅炉水。作为替代或补充，可再循环水优选地用于圆木洗涤。作为替代或补充，可再循环水优选地用作消防用水。作为替代或补充，可再循环水优选地用作密封水。作为替代或补充，可再循环水优选地用作用于纸浆干燥机的原水。作为替代或补充，可再循环水优选地用作用于重力分选台丝网的喷淋水。
[0177]在一个例子中，纯化的流出物45和/或工艺用水35作为可再循环水被输送到重新用作工艺用水，而不与原水合并。
[0178]图1显示纸浆厂的一个例子。通常，在纸浆厂，将碎片和白液供应给用于纸浆煮制的消化器。在煮制后，经过煮制的纸浆(所谓的粗浆)被输送到洗涤和氧处理阶段。通常，热水用于所述洗涤阶段。将来自煮制操作的浅黑色液体从煮制操作输送到蒸发阶段，在此阶段将一些水从浅黑色液体中除去，因此产生深黑色液体。从浅黑色液体回收的水，即来自蒸发的冷凝物，优选被输送到洗涤阶段或粗浆中。对在蒸发阶段产生的深黑色液体进行处理，以得到绿液。进一步处理绿液，以得到可重新用于煮制的白液。从粗浆的洗涤和氧处理阶段出来后，纸浆被输送到漂白装置。漂白装置通常包括用于漂白纸浆的数个漂白阶段。漂白装置通常在漂白纸浆的同时产生酸性和碱性流出物，这些流出物通常被输送到废水处理设施。经过漂白的纸浆通常被输送到造纸厂或纸浆干燥机。
[0179]图2显示本发明的一个有利实施方式，其中一部分的来自废水处理设施40的经过纯化的流出物被输送到原水处理设施20，并重新用作工艺用水用于制浆装置30。
[0180]原水处理设施20优选包括至少一个砂滤器和/或多介质过滤器。另外，原水处理设施优选包括至少一个澄清器。
[0181]优选地，至少一部分来自废水处理设施40的经过生物和/或化学和/或机械纯化的流出物在原水处理设施20的至少一个纯化装置中进一步纯化。来自废水处理设施40的流出物可以在不同于来自水系统10的原水的处理线中进行清洁，即纯化的流出物在与原水处理设施20的原水不同的处理线中进一步纯化。或者，来自废水处理设施40的纯化的流出物可以与来自水系统10的原水一起在原水处理设施20的至少一个纯化阶段中纯化。
[0182]作为替代或者补充，有利的是至少一部分来自制浆系统30的工艺用水在原水处理设施20的至少一个纯化阶段中纯化。该部分工艺用水可以在不同于来自水系统10的原水的纯化处理线中清洁，即来自制浆系统30的工艺用水在与来自水系统10的原水相独立的处理线中纯化。或者，该工艺用水可以与所述原水一起在原水处理设施20的至少一个纯化阶段中纯化。
[0183]图3显示一个例子，其中一部分在废水处理设施40中纯化的流出物45和/或一部分来自制浆系统30的工艺用水35被输送到原水处理设施的第一澄清器22a中，然后该水流优选被输送到砂滤器或多介质过滤器23。依据该例子，纯化的流出物45和/或工艺用水35在不同于来自水系统10的原水15的处理线中纯化。换言之，对纯化的流出物流45和/或工艺用水流35和原水15使用不同的澄清器22和/或砂滤器23。在该例子中，在原水处理设施20中进行纯化步骤后，优选将水流相互合并。优选地，该系统在原水处理设施20之前包括至少一个预处理装置11，优选在废水处理设施40和原水处理设施20之间包括至少一个预处理装置11 (如图4和5所示)。作为替代或补充，在原水处理设施20之后，但是在纯化的水用作制浆系统30中的工艺用水之前，设置次级纯化装置24。
[0184]图4显示一个例子，其中一部分在废水处理设施40中纯化的流出物45和/或来自制浆系统30的工艺用水35被输送到原水处理设施20的砂滤器或多介质过滤器23。依据该例子，纯化的流出物45和/或工艺用水35与原水15在不同的处理线中纯化，即它们使用独立的纯化设备。优选地，经过纯化的流出物45和/或工艺用水35独立于原水15利用砂滤器或多介质过滤器23进行纯化，在所述过滤器中的纯化步骤之后，水流相互合并。
[0185]依据图4的系统优选地包括具有至少一个处理阶段的预处理装置11，该预处理装置11设置在原水处理设施20之前。较佳地，预处理装置11设置在废水处理设施40与原水处理设施20之间。作为替代或补充，在原水处理设施20之后可以设置至少一个次级纯化装置24。
[0186]图5显示一个例子，其中一部分在废水处理设施40中纯化的流出物45和/或一部分来自制浆系统30的工艺用水35被输送到原水处理设施20的原水澄清器22中。在该例子中，至少一部分原水15与纯化的流出物45和/或工艺用水35在相同的原水处理设施20的处理线中进行纯化。优选地，至少一部分纯化的流出物45和/或一部分工艺用水35与至少一部分原水15用相同的澄清器22和/或相同的砂滤器或多介质过滤器23进行处理。因此，水流在所述原水处理设施20的至少一个纯化装置之前或者之中相互合并。
[0187]依据图2的系统可以在原水处理设施20之前包括具有至少一个预处理阶段的预处理装置11，优选在废水处理设施40和原水处理设施20之间包括该预处理装置11。作为替代或补充，在原水处理设施20之后可以优选地设置至少一个次级纯化装置24。
[0188]本领域技术人员容易理解，本发明的不同实施方式可以应用于需要对纸浆厂的液流进行优化的环境中。因此，显然本发明并不仅限于上述实施方式，而是可以在所附权利要求的范围内进行修改。
【权利要求】
1.一种在化学纸浆厂处理液流的方法，该系统包括: -用于生产纸浆的煮制过程， -至少一个用于洗涤所述纸浆的洗涤阶段， -至少一个用于漂白经过洗涤的纸浆的漂白阶段， -废水处理装置，其包括至少一个纯化阶段，以纯化流出物，以及 -原水处理设施，其接收来自水系统的原水流，并包括至少一个纯化阶段， 其中，所述方法包括: -将包含部分来自化学纸浆厂的废水处理设施(40)的纯化的流出物(45)和/或部分工艺用水(35)的液流输送到所述原水处理设施(20)的至少一个纯化阶段中，用于在所述原水处理设施(20)的至少一个纯化装置中纯化所述液流，以得到可再循环水(29)，在原水处理设施中与纯化原水流(15)相独立的纯化线路中进行纯化所述液流的操作， -使用所述可再循环水作为纸浆厂至少一个工艺过程和/或处理阶段中的工艺用水。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原水处理设施(20)包括至少一个砂滤器和/或至少一个多介质过滤器，所述方法包括: -在原水处理设施(20)的砂滤器和/或多介质过滤器中纯化所述液流。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少一部分的纯化的工艺用水重新用于以下用途中的至少一种: -纤维加工线， -化学回收， -作为冷却水， -作为锅炉水， -圆木洗漆， -作为消防用水， -作为密封水， -作为纸浆干燥机的原水，或 -作为重力分选台丝网的喷淋水。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述工艺用水流(35)包括以下水中的至少一种: -密封水， -来自干燥机的水， -雨水，和 -来自管道的纤维加工线用水。
5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，液流(45)包括来自化学纸浆厂废水处理设施(40)的澄清器的纯化的流出物。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，液流(45)包括在化学纸浆厂废水处理设施(40)中纯化的漂白滤出液。
7.一种在化学纸浆厂处理液流的系统，该系统包括: -用于生产纸浆的消化设备， -用于洗涤纸浆的洗涤设备， -用于漂白纸浆的漂白设备， -用于纯化流出物的废水处理设施，以及 -原水处理设施，其用于将原水流从水系统输送到处理线，并纯化部分工艺用水和/或来自化学纸浆厂废水处理设施的纯化的流出物， 该系统还包括: -从化学纸浆厂的废水处理设施(40)到原水处理设施(20)和/或从制浆系统(30)到原水处理设施(20)的第一输送管路， -从原水处理设施(20)到制浆系统的第二输送管路， 所述第一输送管路与原水处理设施(20)中独立于原水流处理线的处理线连接，以独立于原水流的方式对部分工艺用水和/或纯化的流出物进行纯化。
8.化学纸浆厂中原水处理设施的应用，用于以独立于原水处理的方式来对工艺用水和/或来自化学纸浆厂废水处理设施的流出物进行纯化。
【文档编号】D21C11/00GK104169494SQ201380014159
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年3月12日 优先权日:2012年3月12日
【发明者】S·萨雷拉, M·里斯托莱南, O·林皮宁, K·维蒂科, T·瓦蒂阿, M·J·阿格拉瑞比尔, V·费尔南德斯, E·哈西宁 申请人:芬欧汇川集团