一种从根本上解决废纸再生污染的废纸再生工艺及设备的制作方法

本发明涉及废纸再生技术领域，具体而言，涉及一种从根本上解决废纸再生污染的废纸再生工艺及设备。

背景技术：

我国是纸及纸板的消费大国，国情决定我们不得不充分利用现有资源发展循环经济，因此，大力提倡废纸再生利用符合经济持续发展，其具有重大意义。

由于现有的废纸再生生产存在因纤维流失而造成其在水中沉积形成污泥，并导致水变黑、变臭，造成污染和二次污染，所以现有技术中，不得不增加回收及处理设施，因此，都在不同的程度上增加了生产成本，并且仍未能很好地解决污染问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种废纸再生工艺及其设备，以循环利用完全取代现有技术中庞大的废水处理设施，从根本上解决了废纸再生造纸中的污染问题。

本发明所采用的技术方案为：

一种废纸再生工艺，其包括以下步骤：

(1)制浆：首先对废纸原料进行清洁生产，除去废纸原料中的杂物；然后将废纸原料加入水力分解机中进行分解，废纸原料分解成浆料，并且浆料经所述水力分解机中的滤板过滤后排入储浆池；储浆池中的浆料经浆泵输送至磨浆机进行搓浆，搓浆后的浆料进入成浆池；成浆池中的浆料由浆泵输送至料箱，再由料箱定额下料到混合池；浆料在储浆池的储存时间不超过6小时；

(2)造纸：将混合池中的浆料输送至除沙器，经除沙器除沙后将浆料送至网箱，由网笼成型为纸页；再将纸页印在毛毯上，并经托辊、真空泵和压榨机脱水后引入烘缸进行烘干，制备得到成品纸张；

其中，除沙器产生的回收水以及清洗网笼的清洗水输送至混合池进行回收利用；托辊、真空泵和压榨机脱水所产生的色水以及清洗毛毯产生的白水则输送至纤维汇聚器中进行纤维和水的分离收集，经纤维汇聚器收集的纤维输送至水力分解机中进行再利用，经纤维汇聚器过滤收集的水用于清洗网笼和毛毯。

基于上述废纸再生工艺，首先对废纸原料进行清洁生产，除去废纸原料中的包装袋、塑料袋等杂物，从而相对于现有直接将废纸原料加入水力分解机中的工艺，其充分地利用的水力分解机的分解空间，提高了废纸原料的分解速度，减少了用水量，减轻了后续步骤的过滤负载，并使得分解后的浆料具有较高的浓度；再者，通过水力分解机内部增设的滤板可以对水力分解机内形成的浆料起到过滤作用，进步除去浆料中的杂质，从而减少后续的除杂步骤；减少工艺步骤；而且，其还可以改变磨浆机的工作状态，使磨浆机起到搓的作为而主要用于分散聚集的纤维，因此，相对于现有的磨浆机主要用于磨碎从水力分解机出来的浆料，本发明降低了磨浆机的工作强度，即可以降低了磨浆机的能耗，又可以避免破坏纤维长度，避免因纤维变成末状而导致生产的纸的质量变脆，从而提高生产的纸的韧性。

同时，由于废纸再生过程中，浆料不宜存储，长时间存储会导致纤维中的各种色素渗透出来，影响生产的纸的质量，所以存储时间不能超过6小时，否者不利于抄纸；其中，更优地，浆料在工作池的储存时间不超过4小时。

而且，通过纤维汇聚器可以对废纸再生过程中所产生的造纸废水中的纤维和水分别进行有效的收集并及时回用，并将除沙器的回收水输送至混合池进行再利用，从而保持了整个工艺的水循环的平衡，避免了纤维的流失以及水资源的浪费。

因此，相对于现有的废纸再生工艺和再生设备，其以循环利用完全取代现有技术中庞大的废水处理设施，从根本上解决了废纸再生造纸中的污染问题，即避免了因纤维流失造成的环境污染，又减少了企业的设备投入、能耗以及以及工艺步骤，进而降低了企业的生产成本，提高了企业的生产效益。

进一步，步骤(2)中的所述混合池中的浆料在输送至所述除沙器的同时，还将部分浆料输送至所述料箱的下料管处。

为了保证料箱中的高浓度的浆料在下料过程中能够顺畅的流动，优选地，将混合池中经稀释的浆料在输送至除沙器的同时，还将部分浆料输送至料箱的下料管处，这样，混合池中经稀释后的浆料即可以顺利的进入除沙器进行后续工艺，又可以增加料箱的下料管内的浆料的流动性，使料箱内和下料管处的高浓度的浆料可以顺畅的输送至混合池内。

进一步，所述色水经药物处理后输送至所述纤维汇聚器中，且所述色水和所述白水分别通过独立的管道输送至所述纤维汇聚器中。

通过将色水和白水分别通过独立的管道输送至纤维汇聚器中，从而在输送过程中，使色水与药物有一定的输送距离作为反应过程，避免因与色水混合而产生影响，增加药物的使用量。

进一步，所述滤板的滤孔的直径为2-3cm。

进一步，所述废纸原料与水按1：5的重量比加入水力分解机。

基于上述工艺使得水力分解机中的废纸原料与水的加入重量比可以优选为1：5，既减少了用水量，又可以使得分解后的浆料保持18-20％的高浓度。

基于上述的废纸再生工艺，本发明还提供了相应的设备，其包括纤维汇聚器；所述纤维汇聚器包括外壳、纤维回收仓、过滤滚筒、空心转轴、出水管以及设置于所述外壳外的电机；所述外壳设置于所述纤维回收仓的顶板上，并与所述纤维回收仓的顶板形成过滤室；所述过滤滚筒设置于所述过滤室内，所述空心转轴设置于所述过滤滚筒内，且所述空心转轴的密封端依次穿过所述过滤滚筒和所述外壳，并通过传动机构与所述电机传动连接，所述空心转轴的开口端依次穿过所述过滤滚筒和所述纤维回收仓的顶板与所述出水管转动配合；所述空心转轴与所述过滤滚筒固定连接，并带动所述过滤滚筒滚动；所述空心转轴与所述外壳及所述纤维回收仓的顶板转动配合；所述空心转轴位于所述过滤室内的侧壁设置有若干个通孔，且所述通孔与所述空心转轴的内部管道连通；所述外壳设置有与所述过滤室连通的进水口；所述纤维回收仓的顶板设置有若干个纤维入口，且所述纤维入口与所述过滤室连通；所述纤维回收仓邻近底部的位置还设置有纤维出口。

进一步，所述过滤滚筒内设置有若干根支架，所述支架的两端分别与所述过滤滚筒的内侧壁和所述空心转轴的外侧壁连接。

进一步，所述废纸再生设备还包括水力分解机、储浆池、磨浆机、成浆池、料箱、混合池、除沙器、网箱、网笼、毛毯、真空泵、压榨机、托辊以及烘缸；所述水力分解机中设置有用于过滤浆料的滤板；所述水力分解机、所述储浆池、所述磨浆机、所述成浆池、所述料箱、所述混合池以及所述除沙器依次连接，所述除沙器的出浆口与所述网箱连接，所述网笼设置于所述网箱内，所述毛毯分别与所述网笼、所述托辊以及所述烘缸压靠贴合；所述真空泵与所述压榨机分别设置于所述毛毯处；

所述除沙器的排水口的下方设置有沉沙盘，所述沉沙盘通过第一回水管与所述混合池连接；所述网笼和所述毛毯处设置有喷水装置，且所述喷水装置的进水管与所述纤维汇聚器的所述出水管连接；所述网笼处还设置有第二排水管，且清洗所述网笼的清洗水汇聚，并通过所述第二排水管输送至所述混合池；所述毛毯处还设置有第三回水管，且清洗所述毛毯所产生的白水汇聚，并通过所述第二回水管输送至所述纤维汇聚器的所述进水口；所述托辊、所述真空泵以及所述压榨机处设置有第四回水管，且所述托辊、所述真空泵以及所述压榨机脱水所产生的色水汇聚，并通过所述第四回水管输送至所述纤维汇聚器的所述进水口；所述纤维汇聚器的所述纤维出口与所述水力分解机的进料口连接。

进一步，所述托辊、所述真空泵以及所述压榨机脱水所产生的色水汇聚于所述真空泵的泵口处。

进一步，所述设备还包括工作池；所述料箱包括箱体、进料管、下料管、回料管、第一支管以及第二支管；所述箱体设置有进料口、下料口以及余浆出口；所述进料口通过所述进料管与所述成浆池连接，所述下料口通过所述下料管与所述混合池连接，所述余浆出口通过所述回料管与所述工作池连接，所述工作池与所述成浆池连接；所述下料管设置有第一控制阀，且所述第一控制阀位于临近所述箱体的位置；所述第二支管设置于所述第一控制阀的上游，所述下料管通过所述第二支管与所述回料管连接，且所述第二支管设置有第二控制阀；所述第一支管设置于所述第一控制阀的下游，并与所述第一控制阀临近，所述下料管通过所述第一支管与所述混合池的输料管连接。

基于上述结构的料箱，通过下料口以及下料管将进入料箱内的高浓度的浆料定额下料至混合池中进行稀释，而进入料箱内的多余的高浓度的浆料则通过余浆出口以及回料管进入工作池，再通过浆泵使工作池内的浆料输送返回至成浆池内。

同时，设置的第一支管使得混合池内经稀释的浆料在通过输料管输送至除沙器的同时，还使得部分稀释的浆料通过第一支管进入下料管内，促进下料管内的高浓度的浆料的流动，使下料更加顺畅；设置的第二支管可以在设备停电和出现故障时，使得料箱内的高浓度的浆料可以通过第二支管进入工作池，从而避免因高浓度的浆料在料箱及下料管内的长时间的淤积而影响后续操作中的正常下料。

本发明的有益效果：

本发明所提供的废纸再生工艺及其设备，通过纤维汇聚器可以对废纸再生过程中所产生的造纸废水中的纤维和水分别进行有效的收集并及时回用，并保持水循环的平衡，从而避免了纤维的流失以及水资源的浪费，因此，相对于现有的废纸再生工艺和再生设备，其以循环利用完全取代现有技术中庞大的废水处理设施，从根本上解决了废纸再生造纸中的污染问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例中所述的废纸再生工艺的原理示意图；

图2是实施例中所述的网笼、毛毯以及烘缸的示意图；

图3是实施例中所述的料箱的结构示意图；

图4是实施例中所述的纤维汇聚器的机构示意图；

图5是实施例中所述的过滤滚筒的结构示意图；

图6是实施例中所述的纤维回收仓的侧视图；

图7是实施例中所述的纤维回收仓的顶板的俯视图。

图中标记为：

外壳101，电机102，驱动轮103，空心转轴104，出水管105，从动轮106，第一轴承107，进水口108，过滤滚筒109，纤维入口110，纤维回收仓111，纤维出口112，第二轴承114，观察口115，纤维回收仓的顶板116，滤芯顶板117，滤芯侧围板118，滤芯底板119，通孔120，支架121，水力分解机201，储浆池202，磨浆机203，成浆池204，料箱205，混合池206，除沙器207，烘缸208，毛毯209，网笼210，网箱211，进料管212，下料管213，回料管214，第一支管215，第一控制阀216，第二支管217，压榨机218，真空泵219，托辊220沉沙盘221，纤维汇聚器222，第二控制阀223，输料管224，浆泵225，工作池226。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种从根本上解决废纸再生污染的废纸再生工艺，其包括以下具体步骤：

(1)制浆：首先对废纸原料进行清洁生产，除去废纸原料中的杂物；然后将废纸原料加入水力分解机201中进行分解，废纸原料分解成浆料，并且浆料经所述水力分解机201中的滤板过滤后排入储浆池202；储浆池202中的浆料经浆泵输送至磨浆机203进行搓浆，搓浆后的浆料进入成浆池204；成浆池204中的浆料由浆泵输送至料箱205，再由料箱205定额下料到混合池206；浆料在储浆池202的储存时间不超过6小时；

(2)造纸：将混合池206中的浆料输送至除沙器207，经除沙器207除沙后将浆料送至网箱211，由网笼210成型为纸页；再将纸页印在毛毯209上，并经托辊220、真空泵219和压榨机218脱水后引入烘缸208进行烘干，制备得到成品纸张；

其中，除沙器207经沉沙后产生的回收水以及清洗网笼210的清洗水输送至混合池206进行回收利用；托辊220、真空泵219和压榨机218脱水所产生的色水以及清洗毛毯209时产生的白水则输送至纤维汇聚器222中进行纤维和水的分离收集，经纤维汇聚器222收集的纤维输送至水力分解机201中进行再利用，经纤维汇聚器222过滤收集的水用于清洗网笼210和毛毯209。

作为本实施例的一种优选方案，步骤(2)中的混合池206中经稀释后的浆料在输送至除沙器207的同时，还将部分浆料输送至料箱的下料管处，使料箱和下料管的下料更加顺畅。

本实施例中，水力分解机中的滤板的滤孔的直径为2-3cm，从而控制分解后的浆料中的纤维的规格，避免因纤维的规格不合格而导致在混合池中混合时产生大量的泡沫，甚至造成污染。

本实施例中，更有地，浆料在工作池的储存时间不超过4小时。

实施例2

基于实施例1中的从根本上解决废纸再生污染的废纸再生工艺，本实施例提供了相应的设备，其包括：水力分解机201、储浆池202、磨浆机203、成浆池204、料箱205、混合池206、除沙器207、网箱211、网笼210、毛毯209、真空泵219、压榨机218、托辊220、烘缸208以及纤维汇聚器222；水力分解机201中设置有用于过滤浆料的滤板；纤维汇聚器222内设置有用于分离纤维和水的过滤滚筒。

水力分解机201、储浆池202、磨浆机203、成浆池204、料箱205、混合池206以及除沙器207依次连接，除沙器207的出浆口与网箱211连接，网笼210设置于网箱211内，如图2所示，毛毯209与网笼210压靠贴合；真空泵219与压榨机218分别设置于毛毯209处，烘缸208和托辊220分别与毛毯209压靠贴合。

除沙器207的排水口的下方设置有沉沙盘221，沉沙盘221通过第一回水管与混合池206连接，以便于除沙器207中随沙粒一起分离的少量浆料进入沉沙盘221，并使沉沙盘221沉淀后的上层含有纤维的回收水可以通过第一回水管流回混合池206中；网笼210和毛毯209处设置有喷水装置，且喷水装置的进水管与纤维汇聚器222的出水管连接；网笼210和毛毯209处还设置有第二回水管，且清洗网笼210和毛毯209所产生的清洗水汇聚，并通过第二回水管输送至纤维汇聚器222的进水口；托辊220、真空泵219以及压榨机218处设置有第三回水管，且托辊220、真空泵219以及压榨机218脱水所产生的色水汇聚，并通过第三回水管输送至纤维汇聚器222的进水口；纤维汇聚器222的纤维出口与水力分解机201的进料口连接。

本实施例中，加入水力分解机201中的废纸原料和水的重量比优选为1：5。

本实施例中，托辊220、真空泵219以及压榨机218脱水所产生的色水汇聚于真空泵219的泵口处，这样在加入药物后可以借助真空泵219的出水口的冲力拌均，然后输送至纤维汇聚器222处，避免设置额外的搅拌池及搅拌装置。

本实施例中，对废纸再生工艺中的色水进行反应处理的药物为现有的药物，因此，不做详细说明。

本实施例中，为了便于浆料的输送，储浆池202与磨浆机203、成浆池204与料箱205、混合池206与除沙器207均通过浆泵连接，通过相应的浆泵有利于浆料的输送。

本实施例中，水力分解机201优选为卧式水力分解机，其中，卧式水力分解机不仅具有较大的沉淀杂质的空间，减少纸浆含沙质成份，而且还可以减轻垂直负荷，即可以安全、方便地拦截清除漂浮杂质，又使得其不易堵塞。

实施例3

本实施例对实施例2中的设备进行了进一步改进，其中，增设了工作池226，并使得工作池226通过浆泵与成浆池连接，将工作池中的浆料输送至成浆池中；同时，如图3所示，料箱205包括密封的箱体、进料管212、下料管213、回料管214、第一支管215以及第二支管217；箱体设置有进料口、下料口以及余浆出口；进料口通过进料管212与成浆池204连接，下料口通过下料管213与混合池206连接，余浆出口通过回料管214与工作池226连接；下料管213设置有第一控制阀216，且第一控制阀216位于临近箱体的位置；第二支管217设置于第一控制阀216的上游，下料管213通过第二支管217与回料管连接，且第二支管设置有第二控制阀223；第一支管215设置于第一控制阀216的下游，并与第一控制阀216临近，下料管213通过第一支管215与混合池206的输料管224连接；输料管224设置有浆泵225，且第一支管215与输料管224的连接端位于浆泵225的下游，并与浆泵225临近。

箱体内的底部竖直设置有隔板，其中，隔板的高度为箱体高度的三分之二；下料口和余浆出口分别位于隔板的两侧，且进料口和下料口与隔板位于同一侧；浆料通过进料口进入箱体后，进入箱体的浆料的定额下料部分位于隔板的下料口的一侧，并通过下料口流向混合池；而多余的浆料则漫过隔板进入隔板的余浆出口的一侧，并通过余浆出口流向工作池，从而实现料箱205的定额下料。

实施例4

如图4-图7所示，本实施例提供了一种纤维汇聚器，其包括：包括外壳101、纤维回收仓111、过滤滚筒109、空心转轴104、出水管105以及电机102；电机102设置于外壳101外；外壳101设置于纤维回收仓111的顶板116上，并与纤维回收仓111的顶板116形成过滤室。

过滤滚筒109设置于过滤室内，空心转轴104设置于过滤滚筒109内，且空心转轴104的密封端依次穿过过滤滚筒109和外壳101，并通过传动机构与电机102传动连接，空心转轴的开口端依次穿过过滤滚筒109和纤维回收仓111的顶板116与出水管105转动配合；空心转轴104与过滤滚筒109固定连接，并带动过滤滚筒109滚动；空心转轴104与外壳101和纤维回收仓111的顶板116转动配合；空心转轴104位于过滤室内的侧壁设置有若干个通孔120，且通孔120与空心转轴104的内部管道连通，空心转轴104的内部管道与出水管105连通；外壳101设置有与过滤室连通的进水口108，且进水口108位于外壳101的侧壁；纤维回收仓111的顶板116设置有若干个纤维入口110，且纤维入口110与过滤室连通；纤维回收仓111邻近底部的位置还设置有纤维出口112。

基于上述结构的纤维汇聚器，在造成生产过程中，将产生的造纸废水从外壳101的进水口108通入过滤室内，通过过滤滚筒109的过滤作用对进入过滤室的造纸废水中的纤维和水进行分离。其中，分离后的水进入过滤滚筒109内，并通过空心转轴104上的通孔120进入空心转轴104内的管道，再沿空心转轴104内的管道以及出水管105进行输送，实现水收集及回用；分离后的纤维则留在过滤室内，然后通过纤维入口110进入纤维收集仓内，并经纤维收集仓底部的纤维出口112输出，实现了纤维的收集和回用。

同时，过滤滚筒109进行过滤分离时，电机102通过传动机构带动空心转轴104转动，进而使得过滤滚筒109在空心转轴104的转动带动下进行同步滚动，这样，在过滤滚筒109进行过滤工作时，过滤滚筒109滚动产生的离心力使得纤维向外离心运动，从而还可以确保过滤滚筒109的过滤面洁净、畅通，有利于保持过滤滚筒109的过滤效果。

因此，该纤维汇聚器可以应用于造纸生产过程中，对造纸废水中的纤维和水分别进行有效的收集并及时回用，避免恶性循环造成的不利影响。

其中，作为过滤滚筒109的具体结构，过滤滚筒109包括滤芯顶板117、滤芯底板119以及滤芯侧围板118；滤芯侧围板118的顶端和底端分别与滤芯顶板117和滤芯底板119连接，所述滤芯顶板117、滤芯底板119和滤芯侧围板118围成过滤滚筒109；滤芯侧围板118为过滤层。

为了便于过滤滚筒109的组装，滤芯顶板117和滤芯底板119的边缘分别设置有用于安装滤芯侧围板118的插槽，安装时，将滤芯侧围板118的顶端直接卡接于滤芯顶板117的插座内，将滤芯侧围板118的底端直接卡接于滤芯底板119的插槽内，因此，其使得过滤滚筒109的安装/拆卸更加方便、快捷。

空心转轴104为中空管，且中空管的一端为开口端，另一端为密封端；密封端依次穿过滤芯顶板117和外壳101，开口端依次穿过滤芯底板119与纤维回收仓111的顶板116，并与出水管105转动配合，且出水管105向上弯折形成纡回部，从而可以使过滤室内的造纸废水达到满仓，充分利用过滤室的过滤空间，其中，出水管105的末端的高度等于或大于进水口108的高度。

滤芯顶板117和滤芯底板119与空心转轴104固定连接；外壳101和纤维回收仓111的顶板116均与空心转轴104转动配合；同时，为了减小外壳101与空心转轴104转动配合处的摩擦力以及纤维回收仓111的顶板116与空心转轴104转动配合处的摩擦力，在外壳101与空心转轴104的转动配合处设置了第一轴承107，纤维回收仓111的顶板116与空心转轴104的转动配合处设置了第二轴承114，从而减小了转动摩擦力，有利于空心转轴104的转动，减小能耗。

作为本实施例的一种优选方案，在过滤滚筒109内还可以设置有若干根支架121，并将支架121的两端分别与过滤滚筒109的内侧壁和空心转轴104的外侧壁连接，这样不仅提高了过滤滚筒109的结构强度，而且通过支架121更加有利于空心转轴104带动过滤滚筒109滚动。

其中，为了便于对纤维回收仓111的内部情况进行观察，在纤维回收仓111的侧壁设置了观察口115，且观察口115处采用透明材料密封；透明材料可以选用透明钢化玻璃或透明硬质塑料等。

本实施例中，作为传动机构的一种传动连接方式，其包括驱动轮103、从动轮106以及传动皮带；驱动轮103设置于电机102的驱动轮103，从动轮106设置于空心转轴104，且驱动轮103与从动轮106通过传动皮带连接。

容易理解的，传动机构还可以选用齿轮组等其它现有的传动连接方式，使得电机102通过传动机构可以带动空心转轴104转动。

本实施例中，过滤层包括由外到内依次设置的塑料网层、过滤纸层、活性炭层和有孔不锈钢板层；容易理解的，根据实际使用情况，过滤层还可以选用用其他渗透式过滤材料制成的过滤层。

作为上述优选方案的进一步优化，其中，外壳101通过螺钉与纤维回收仓111的顶板116可拆卸连接，从而便于外壳101与纤维回收舱的安装和拆卸。

同时，纤维出口112设置有控制阀，从而便于对纤维出口112的开/闭进行控制。

上述实施例中的工艺以及设备除去挥发以及成品纸张带走的微量水外，其余的水得到了充分的循环利用，避免因水外流而造成纤维流失。同时，整个再生造纸过程中只需补充挥发和成品纸张带走的微量水即可，不仅大大减少了水的用量，而且有利于保持水量平衡；其中，优选地，补充的水于网笼处加入，其不仅可以用于清洗网笼，而且清洗网笼后的清洗水可以流至混合池中进行水量补充。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。