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超滤技术在造纸涂料废水处理中的应用合肥格云流体技术有限公司 发布时间:2020-06-16   点击浏览:618次

随着社会生产的发展、人民生活水平的提高,涂布纸的应用越来越广泛,涂布纸的产量也在逐年提高。涂布纸生产过程中产生的大量涂料废水给废水处理带来巨大的压力与风险,而超滤技术的应用为涂料废水的有效处理开辟了新途径。

1 涂料废水的来源及特点

涂布纸生产是在涂布原纸表面覆盖一层涂料,以使纸张表面更加均匀亮泽,且有更好的印刷效果。涂布机在将涂料涂在原纸表面时为使纸面涂料分布更加均匀,通常采用各种不同类型的刮刀,当断纸或涂完一卷纸时,刮刀均会进行自动清洗,每次清洗均排放大量含有固体涂料的清洗废水,由此产生了涂布纸生产废水——涂料废水。

涂料废水的主要成分是固体颜料粒子,SS 浓度通常在2000 ~ 40000mg/L 左右,由于涂布生产中对涂料的粒径有很高的要求,通常底涂时要求涂料中粒径在2μm以下的粒子占60%以上,而面涂时要求涂料中粒径在2μm以下的粒子的比例更高,由于这些涂料超细的粒径,并且在生产工艺中为使涂料粒子能附着于纸面,通常在其配方中都使用一定量的胶黏剂,从而使涂料废水中既含有超细的固体粒子,又含有一定的胶体物质,造成废水中的这些涂料粒子很容易悬浮于水中,不易沉淀或需要很长时间才能沉淀,一般的沉淀过滤方法都难于迅速处理,带来较大的环境风险。涂料废水SS 分析结果见图1。

2 涂料废水的处理

涂料废水的处理通常是将其收集后与抄纸废水一起混合进入废水处理系统,在废水初沉池中沉淀,沉淀污泥通过压滤机压滤脱水后外运。

常规的涂料废水处理方法,虽然能够处理正常情况下的涂料废水,但在生产运行状态不佳、大量断纸时,排放水量较多,会对废水系统造成冲击,使废水系统超负荷运行,从而造成污泥膨胀、超标排放等非正常排放,带来极大的环境风险。常规涂料废水的处理流程见图2。


3 超滤技术在涂料废水处理中的应用

超滤技术即膜分离技术,是利用具有选择性渗透功能的超细滤膜分离废水的过程,同时它也是一个以压力差为推动力的膜分离过程,一般认为超滤是一种筛孔分离过程。在压差的推动下,原料液中的溶剂和小的溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低压侧,所得到的液体一般称为滤出液或透过液,而大的粒子组分被膜截留,使它在滤剩液中浓度增大,达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。

超滤技术在造纸废水中的应用始于1999年,主要应用于白水处理系统,回收白水中的固体悬浮物,收到了很好的处理效果。随着经济的发展、环保要求的提高,超滤技术得到了更广泛的应用。苏州紫兴纸业通过清洁生产审核,提出了利用超滤技术处理涂料废水回收涂料的清洁生产方案,经研究,公司投资600万元,从芬兰引进超滤系统的主体设备、芬兰美卓公司进行国内配套设计,以通过循环回用涂布纸生产过程中产生涂料废水中的固体颜料,大幅度减少涂料废渣的排放,降低造纸生产对环境的污染,并节约生产成本,提高资源利用率,实现清洁生产。

4 超滤系统组成及作用

超滤系统包括主体设备 GY-UFM-8040超滤设备、清洗桶、控制及PLC 电气控制、自控仪表、电机、阀等。

超滤系统的作用是通过收集系统将涂布纸生产过程中所产生的涂料废水收集进行超细过滤、浓缩等深度处理, 并将分离出来的有用固体成分循环回用到生产涂料配方中去,从而大大减少涂料废渣的排放,降低生产成本。

5 超滤系统的运行

格云流体超滤系统的超滤设备设计总过滤面积为80 m2,过筛废水最大流量7.5 m3/h,废水中固形物去除率达99.9%,可回收绝干涂料3.5~5.0 t/d左右,回收的涂料品质符合生产要求,由于回收的涂料均用于底涂中,因此涂料回用对涂布纸质量没有影响。下图为现场安装的超滤设备。

超滤设备运行的经济性测算:①以每天回收绝干涂料 4 t计,绝干涂料以 2000元/t 计,即节约成本 8000元/d;②超滤设备正常运行费用约 2500元/d;③废渣(含水率65%)填埋成本以 100元/t计,4 t绝干涂料折合含水率 65% 的废渣约11.4 t,故约填埋成本节 1140元/d;④忽略因涂料排放进入废水厂的废水处理成本,超滤正常运行,可节约生产成本约 6640元/d。

由此可见,超滤设备虽然投资较高,但投资回报期还是较短的。

6 结 语

超滤膜分离技术处理涂料废水具有分离效率高,控制操作简便的特点,具有广阔的发展应用前景。涂料回收虽然初期投资较高,但投资回报期限并不长,从长远来说具有一定的经济效益,是造纸企业实现清洁生产,循环经济及减少污染、实现全封闭循环和“零排放”的有效途径之一,值得推广。

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