专利名称：草类纤维造纸制浆黑液的处理方法及处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种造纸排出黑液的处理方法及处理装置。
随着国民经济的不断发展，各行业的纸张用量大幅度增加，而我国木材资源缺乏，需要大量进口国外的商品浆板，而这种浆板价格十分昂贵，因此供需矛盾日益尖锐。随之而起的是我国数以千计的以芦苇、稻草、竹子和麦杆等草类原料为主的中、小型造纸企业，这些中、小型造纸企业在生产过程中很多对造纸产生的废水没有处理，而是直接将其排入江河湖泊。由于废水中的有机物含量高，排放量大，造成了当地水源的严重污染。而很多中、小造纸企业的造纸废水未经处理的原因，很重要的一个方面是目前草浆造纸的黑液处理技术未突破，达不到处理要求，运行费用太高，使造纸厂家难以接受。一般木浆黑液的处理方法是将黑液蒸发、浓缩，然后将浓黑液喷入碱回收炉燃烧，黑液中的有机物燃烧产生高温烟气，黑液中的无机物烧成融溶物，经苛化等后续处理后，将碱回收重复使用。而将这种木浆黑液的处理方法用于以草类为主要原料的中小型造纸企业，却难以实行，其原因主要是1、由于草浆黑液中硅含量很高，大大超过木浆黑液的含量，因此很快会造成蒸发器结垢，浓度不能提高，蒸发强度下降。2、由于燃烧时进炉黑液浓度低，粘度大，因此喷不散液滴，干燥困难。3、草浆黑液热值低，燃烧困难。4、白泥处理困难。5、半纤维素含量高，阻碍热量的传导，降低蒸发效率，增加设备清洗和停留时间。
针对上述问题，本发明的目的是提供一种可以满足中、小型造纸厂污水处理要求，使生产中排除的黑液、中间水、白水等达到国家有关排放标准，在减少环境污染，节约水资源，降低运行费用的同时，回收黑液中有用物质，提高产品附加值的草类纤维造纸制浆黑液的处理方法及处理装置。
为实现上述目的，本发明采取以下设计一种草类纤维造纸制浆黑液的处理方法，它包括在黑液中加入无机和有机高分子化学絮凝剂，其特征在于它还包括以下工序a、将加入所述化学絮凝剂的所述黑液通过压力泵送入旋流分离器进行旋流分离，将分离后的浓缩液降级回用于造纸制浆，将比重较轻的液体送入下一道工序；b、将通过所述旋流分离器旋流分离后的液体，通过管路通入核孔膜过滤器过滤，将过滤后的浓缩液同级回用于造纸制浆，将透过液送入下道工序；
c、将通过所述核孔膜过滤器过滤后的透过液，通过管路通入微孔膜过滤器过滤，将过滤后的用于制作石油、水泥添加剂的浓缩液收集起来，将透过液送入下一道工序；d、将通过所述微孔膜过滤器过滤后的透过液，通过管路通入卷式高分子复合膜处理器处理，将处理后的作为制作饲料添加剂的浓缩液收集，将透过液送入下一道工序；e、将通过所述卷式高分子复合膜处理器处理后的透过液，浓缩成3％的碱液，回用于造纸制浆的蒸球中。
为采用以上工艺而采用的一种草类纤维制浆黑液的处理装置，它包括压力泵，其特征在于它还包括旋流分离器，核孔膜过滤器，微孔膜过滤器和卷式高分子复合膜处理器，所述压力泵、旋流分离器、核孔膜过滤器、微孔膜过滤器和卷式高分子复合膜处理器之间通过管路连接。
所述核孔膜过滤器由管状的核孔膜和管状的容器组成，所述管状的容器顶部具有一个与核孔膜的芯孔连通的进液口，在容器中部的管壁上设置透过液出口，在容器底部设置浓缩液出口，在浓缩液出口处设置控制阀门。
所述微孔膜过滤器包括具有进出口的容器和由多层平板式高分子微孔膜组成。
所述卷式高分子复合膜处理器包括具有进出口的容器和卷成筒状的高分子过滤膜。
下面结合附图对本发明进行详细的描述。
图1是本发明的工艺流程示意2是本发明的设备示意图如图1、图2所示，本发明的工艺过程及所用装置如下1、在需要处理的黑液中，加入少量的无机或有机高分子絮凝剂，这一操作在采用沉降法分离黑液中也有采用，其不同之处是加入絮凝剂的量仅为沉降法的10％左右，因为本发明主要是采用过滤的方法进行分离，因此可以节省大量的化学药剂。将加入絮凝剂的黑液通过压力泵送入高效、低压差旋流分离器1，利用比重的不同，使黑液中的粗大纤维及机械杂质，通过锥形的器壁进行旋流分离，并从分离器1底部排出。排出的粗纤维可以回用于制造较低级别纸张的造纸制浆中。分离器1在市面上有售，只需根据每小时的黑液处理量进行选择。比如每小时处理20米3黑液，可以选用直径为120毫米，长度为1米的旋流器分离器，进水压力为3公斤。
2、由于草浆黑液中硅化合物含量高，细小纤维含量高造成黑液中悬浮物含量大、粘度大，给常规的碱回收工艺造成很大困难，使后续工艺无法正常进行，为此采用截流效率高、抗污染能力强的核孔膜过率器2。核孔膜过滤器2是由管状的核孔膜3和管状的容器4组成，核孔膜3在市面上有售，其是采用高分子材料为基材，通过加速器对其进行打孔等处理，购买时靠选择核孔膜的孔径，人为地控制被分离的纤维粗细级别，以满足制造不同纸张的工序要求。比如每小时处理20米3黑液，可以选用膜面积在2米2左右，孔径在2-10微米的核孔膜3。管状的容器4顶部具有一个与核孔膜3的芯孔5连通的进液口6，在容器4中部的管壁上设置透过液出口7，在容器4底部设置浓缩液出口8，在浓缩液出口8处设置阀门9，靠阀门9控制透过液和浓缩液的比例。从上述旋流分离器1上部挤出的黑液，被送入核孔膜3的芯孔5中，穿过核孔膜3孔的透过液通过管路被送入下一道工序，不能通过核孔膜3孔的胶体硅和细小纤维等浓缩液，通过浓缩液出口8被排出，其可以回用于生产同级纸张的造纸制浆中。
3、从上道工序中流出的透过液，通过管路加压进入微孔膜过滤器10，压力泵1 1根据需要选择，微孔膜过滤器10是用平板式高分子微孔膜做成的，市面上有售，可以根据制造不同纸张的需要进行选择，也可以自己购买部件进行组装。比如每小时处理20米3黑液，可以选用膜面积在5米2，孔径在0.1-0.2微米范围内的微孔膜制作的平板过滤器10，压力泵选用15公斤压力。通过此道工序过滤出来的浓缩液主要是木质素和硅化合物，它可以作为添加剂加在石油中，降低原油的粘度，减少开采和运输的动力损失，它还可以作为添加剂加在水泥中，是价值很高的产品。
4、从上道工序中流出的透过液，需要进行加压，再通过管路进入卷式高分子复合膜处理器12中，复合膜处理器12是将复合膜卷成筒状，放在容器中。复合膜在市面上有标准元件出售，元件组装是成熟技术，不再赘述。从本道工序出来的浓缩液是糖的化合物，它是很好的饲料添加剂。
5、从上道工序流出的透过液是碱液，可以将其加热，浓缩成3％的碱液，直接回用于蒸球中的造纸制浆中。
从上述叙述中可以看出，本发明与现有的技术相比，其主要不同之处在于本发明不是将黑液中的水份大量蒸发后，通过燃烧有机物后回收浓度极高接近固体的碱，而是主要通过过滤的方式分离回收有机物，并将过滤分离后的透过液，浓缩成3％的碱液，直接送回造纸制浆的蒸球中去使用。其突出的特点是分子的聚结过程采用的是物理化学法，它不同于传统意义上的化学絮凝法，所加化学药剂量明显少于化学法，主要是靠物理过滤分离黑液中的有机物和碱，并在分离的过程中分阶段回收各种不同的有机物。不但较彻底地解决了处理草类纤维制浆黑液污染中的许多技术难题，而且可以通过回收粗大纤维、细小纤维和碱液，降低造纸行业的成本，通过回收木质素等增加附加产品的收入。本发明自动化程度高，受外界条件、操作水平影响小，分离物质含水量小，节省分离物蒸发水分所需能源，其不但可以减少污水排放5-10倍，大力节省燃煤、电力、蒸气等动力消耗，而且可以使厂家很快收回用于污水处理的投资费用，并提高经济效益3-5倍。本发明可以广泛用于各种以草类纤维制浆的造纸行业中。
权利要求
1.一种草类纤维造纸制浆黑液的处理方法，它包括在黑液中加入无机和有机高分子化学絮凝剂，其特征在于它还包括以下工序a、将加入所述化学絮凝剂的所述黑液通过压力泵送入旋流分离器进行旋流分离，将分离后的浓缩液降级回用于造纸制浆，将比重较轻的液体送入下一道工序；b、将通过所述旋流分离器旋流分离后的液体，通过管路通入核孔膜过滤器过滤，将过滤后的浓缩液同级回用于造纸制浆，将透过液送入下道工序；c、将通过所述核孔膜过滤器过滤后的透过液，通过管路通入微孔膜过滤器过滤，将过滤后的用于制作石油、水泥添加剂的浓缩液收集起来，将透过液送入下一道工序；d、将通过所述微孔膜过滤器过滤后的透过液，通过管路通入卷式高分子复合膜处理器处理，将处理后的作为制作饲料添加剂的浓缩液收集，将透过液送入下一道工序；e、将通过所述卷式高分子复合膜处理器处理后的透过液，浓缩成3％的碱液，回用于造纸制浆的蒸球中。
2.一种草类纤维制浆黑液的处理装置，它包括压力泵，其特征在于它还包括旋流分离器，核孔膜过滤器，微孔膜过滤器和卷式高分子复合膜处理器，所述压力泵、旋流分离器、核孔膜过滤器、微孔膜过滤器和卷式高分子复合膜处理器之间通过管路连接。
3.如权利要求2所述的一种草类纤维制浆黑液的处理装置，其特征在于所述核孔膜过滤器由管状的核孔膜和管状的容器组成，所述管状的容器顶部具有一个与所述核孔膜的芯孔连通的进液口，在所述容器中部的管壁上设置透过液出口，在所述容器底部设置浓缩液出口，在所述浓缩液出口处设置控制阀门。
4.如权利要求2所述的一种草类纤维制浆黑液的处理装置，其特征在于所述微孔膜过滤器包括具有进出口的容器和由多层平板式高分子微孔膜组成。
5.如权利要求2所述的一种草类纤维制浆黑液的处理装置，其特征在于所述卷式高分子复合膜处理器包括具有进出口的容器和卷成筒状的高分子过滤膜。
全文摘要
本发明涉及一种草类纤维造纸制浆黑液的处理方法及其处理装置,它包括在黑液中加入无机和有机高分子化学絮凝剂,其特征在于:它还包括以下工序:旋流分离—核孔膜过滤—微孔膜过滤—卷式高分子复合膜处理。本发明的主要特点是突出的特点是靠物理过滤分离黑液中的有机物和碱,并在分离的过程中分阶段回收各种不同的有机物。本发明处理黑液效果好,经济效益显著,它可以广泛用于各种以草类纤维制浆的造纸行业中。
文档编号D21C11/00GK1187556SQ9710023
公开日1998年7月15日 申请日期1997年1月10日 优先权日1997年1月10日
发明者郭毅力, 董列 申请人:郭毅力, 中国计量科学院