CN102666976A - 在化学纸浆厂处理液体流的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在化学纸浆厂处理和利用液体流的方法。所述方法至少包括如下阶段:a)在碱法蒸煮工艺中制备化学纸浆,b)处理在所述蒸煮中产生的粗浆,所述处理包括所述浆料的洗涤和优选所述浆料的氧脱木素和随后的洗涤,c)用于所述粗浆的漂白工艺,所述漂白序列包括至少一个使用二氧化氯的阶段和另外至少一个氧化漂白阶段,并且具有至少两个用于用液体处理所述浆料和用于产生滤液的洗涤阶段,和d)在所述化学纸浆厂的流出物处理设备纯化来自阶段c)的滤液,所述流出物处理设备至少包括生物处理,以获得经纯化的流出物。所述方法还包括阶段e),其中将颜色为200mg/l(R颜色)或更高和COD值超过150mg/l的经纯化的流出物在阶段c)中用作纸浆处理液体。
Description
技术领域
本发明涉及在化学纸浆厂处理和利用液体流的方法,其中将洗涤滤液在所述化学纸浆厂的流出物设备纯化,所述流出物设备至少包括生物纯化。
背景技术
在过去数年期间,化学纸浆厂的规模大幅增加,如今天生产1百万吨/a的纸浆厂是标准规模的纸浆厂,并且似乎纸浆厂规模的增加不会停止。在纸浆厂规模增加的同时,所述工厂正在被建设在具有非常严格的环境保护法规的区域和环境内。例如,工厂的用水量正在被不断地限制。因为所述工厂规模的增加,该工厂每一吨纸浆使用的水量的微小降低绝不会降低该工厂的用水量,但是随着生产规模增加,所述量被补偿回到相同的水平。在其中所述工厂根本不具有充足可利用水量的国家中,这种发展尤其是困难的。在这种情况下,在其它的生产要求容易满足的地方修建工厂是根本不可能的,只是因为水资源,修建工厂是不可能的。另外,在许多区域,希望以如下方式获得更清洁的环境,所述方式为所述工厂产生的物质对环境毒害较小。因此,有必要寻找用于找到闭合程度越来越高的工艺的方案。
含氯化学品已经以多种不同的形式在生产化学纸浆的整个过程中使用,其中已知最多的是元素氯Cl2、二氧化氯ClO2和次氯酸盐NaOCl或CaOCl。含氯化学品还已经以次氯酸的形式在漂白中使用,但在使用中没有保持持久应用。另一方面,化学纸浆工业希望牢固地维持如下技术,其中将纸浆用含氯化学品漂白,使得二氧化氯是所述工厂漂白工艺的主要的化学品。多年来对于在漂白流出物中降低有机氯化合物量的压力已经导致出现如下观点:首先放弃氯和次氯酸盐的使用,和另外使用氧阶段将在浸煮后纸浆的κ值,对于软木,从30的水平降低至10-15水平,和对于硬木,从16-20的水平降低至10-13的水平。在二十世纪九十年代,目标也是放弃二氧化氯的使用,并且许多工厂转向使用全无氯(TCF)的漂白技术,其中二氧化氯的使用也被完全无氯漂白化学品,例如臭氧和过氧化物所替代。采用这种技术,可能避免所有的含氯化学品,但另一方面,许多造纸商不满意不用氯化学品制造的纸浆的性质。因此,对于涉及所述工厂的闭合的所有方案的边际条件是二氧化氯仍用作漂白化学品。
因此,在过去数年间,二氧化氯作为漂白化学品的主导地位甚至已经获得更大的动力,并且甚至最近的研究或工业经验也没有设法去动摇它的地位,但是通常,只有少数例外,整个纸浆工业已经批准了使用二氧化氯作为漂白中的关键化学品。因此,如果工厂要进一步降低有机氯化合物的量,则该工厂的目标首先并且最重要的将是在所述工厂内部消除它们和处理它们,而不是减少二氧化氯的使用。
用于漂白纸浆的现代ECF漂白通常由至少三个漂白阶段和三个洗涤设备形成。在特殊情况下,可能仅仅有两个洗涤设备,但这种应用是少见的。ECF漂白覆盖了所有这种漂白序列,其具有至少一个二氧化氯阶段并且其在任何漂白阶段中不使用元素氯。因为由于纸浆质量的原因次氯酸盐的使用仅限于生产一些特殊纸浆,例如溶解纸浆,次氯酸盐同样被认为不能在ECF纸浆的生产中使用,但是它并未被完全被排除。另外,所述漂白序列包含一个碱阶段,其中使用的另外的化学品目前通常是氧、过氧化物或者这两者。进一步地,现代的漂白可以使用臭氧、各种类型的酸阶段以及用于移除重金属的螯合阶段。在文献中,用如下字母描述所述漂白阶段:
O=氧脱木素
D=二氧化氯阶段
H=次氯酸盐阶段
C=氯化阶段
E=碱提取阶段
EO=使用氧作为另外化学品的碱提取阶段
EP=使用过氧化物作为另外化学品的碱提取阶段
EOP(PO)=使用氧和过氧化物作为另外化学品的碱提取阶段
P=碱过氧化物阶段
A=酸水解阶段,除去己烯糖醛酸的阶段
a=纸浆酸化阶段
Z=臭氧阶段
PAA=过乙酸阶段,酸过氧化物阶段
在本专利申请中,化学品的量以及其它的量都基于一吨风干纸浆(adt纸浆,即90%干燥化学纸浆的风干公吨)给出。
当漂白被称作ECF漂白时,在漂白序列中使用的二氧化氯的量大于5kg act.Cl/adt纸浆。如果在一个漂白阶段中使用二氧化氯,最通常地,所述剂量在5-15kg act.Cl/adt之间。该剂量涉及活性氯,由此当转换为二氧化氯时,该剂量必须除以2.63的系数。
如果在漂白中过氧化物的使用被限制在小于6kg的剂量,并且如果二氧化氯是主要的漂白化学品,那么在所述漂白中的二氧化氯的剂量,取决于所述纸浆的漂白性质以及取决于所述纸浆的κ值在开始使用含氯化学品的漂白之前已经被降低多少,从25kg/adt的水平增加。因此,从该方法的角度出发,所述漂白技术可以被相当自由地调节到各种水平的二氧化氯消耗量,使得离开所述漂白的含氯化学品的量对应于接受氯化物的化学品循环的容量。
关于本发明,从实践的角度出发,最优选选择作为用于硬木的参比序列的漂白序列A/D-EOP-D-P,其用四个漂白阶段实施,并且省略臭氧。对于软木,相应的序列是D-EOP-D-P。这样,纸浆的质量可以被认为对应于ECF纸浆所需要的质量,并且保持合理的纸浆产量。于是对于软木,二氧化氯剂量通常在25-35kg/adt纸浆之间,和对于硬木,在20-30kg/adt之间。这些值可以被认为是设计参数,并且不需要发明任何新的用于漂白的特殊技术。漂白的理论和各种连接的备选方案使得对于无数不同的漂白序列而言可以从两个洗涤设备的连接开始直至六阶段漂白序列。同时,二氧化氯阶段的数目可以从一个变化到四个,并且其间视情况而定存在碱阶段。
当如上所述以氯化物量的形式计算活性氯的量时,注意到即使对于软木,为了获得良好的漂白结果,漂白线也会产生每一吨纸浆约10kg的氯化物,而硬木漂白线甚至更少。如果设备是闭合的,使得越来越少的新鲜水被引入到漂白中,可能需要准备甚至50%以上的二氧化氯剂量,并且另一方面,在漂白流出物中氯化物的量增加至大约15kg的水平,这意味着在实践中活性氯的最大剂量是60-70kg/adt。比这更高的值可能被认为不是经济合理的,但是碱性漂白液符合这些出发点。另一方面,本发明的目的是提出一种备选方案,采用该方案,漂白的闭合基本不会增加化学品消耗。
一个提出的用于降低含氯化学品对环境影响的技术是闭合漂白设备的液体循环,并且现代漂白设备已经达到10-15m3流出物/adt纸浆的水平而不会降低纸浆质量。然而,即使当漂白流出物的量从15m3/adt纸浆的水平降低至10m3/adt的水平时,仍可见化学品消耗增加,这因此导致来自漂白的有机氯化合物的量不断增加。因此,可以得出如下结论:漂白水循环的闭合本身对有机氯化合物的量没有直接影响,但是另一方面流出物较小的量和较大的浓度使得可以实现其更容易和更经济的纯化。
在漂白中使用含氯化物化学品,使得进入到所述漂白设备的总氯化物剂量为每一吨化学纸浆5-10kg氯化物。由于必须使这个量通过,使得在工艺中待蒸发的液体的量保持合理,因此挑战是找到这样一种工艺设置,其中含氯化物的液体替换一些在所述工厂的工艺中使用的其它液体。因此在所述工厂不需要分开的处理阶段,新的非生产性子工艺,但所述处理可以借助于现有的工艺阶段实施。
为了能够最优化含氯化物液体的处理以及实践中漂白流出物的处理,首先不可避免地要了解流出物的性质。在漂白中,在工艺中保留了来自二氧化氯或氯的反应的无机含氯化合物和有机氯化合物。漂白把各种木质素化合物与纤维分开,所述木质素化合物以有机分子的形式保留在流出物中。另外,硫酸在漂白中用于pH调节,并且在己烯糖醛酸的水解中用作主要化学品。氢氧化钠也用于pH调节,并用于碱阶段中的木质素提取。除了这些,取决于漂白序列,氧和过氧化物也用于漂白中,然而它们在元素分析中是如下物质:它们在例如纯化工艺中的贡献不被注意。在一些特殊的情况下,盐酸也可以用于pH调节,并且二氧化硫或其他还原剂可以用于从漂白中消除化学品残留物,即消除未反应的漂白化学品。
漂白的闭合基于的是洗涤设备的滤液从较靠后的漂白阶段到之前阶段的再循环。计划所述漂白仅用于将滤液在漂白阶段之间循环和纸浆从一个阶段到另一个阶段,以与不同的漂白化学品反应。因此,闭合整个漂白作为一个概念,其基于的是如下事实,即所有在漂白中分离的物质最终处于滤液中。闭合漂白的最优化很大程度上基于的是漂白的反应产物如何干扰漂白工艺的方式。虽然在许多不同连接中,已经说明不同程度的闭合是可能的,但实际经验已经说明这种其中滤液的连接使得废水的量小于12-13m3/adt的漂白洗涤水设置增加了漂白化学品的消耗。自然地,纸浆的质量和漂白设备的构造决定了在所述漂白中使用的另外的化学品的量,因为所述设备的流出物的量降低到低于如上给出的水平。
US 5470480公开了一种方法,采用该方法,对例如化学纸浆厂的流出物流进行了处理,使得将过氧化氢加入到其中,并且使所述流暴露于紫外辐射以形成来自所述过氧化物的羟基基团。羟基基团将在所述流出物流中的有机杂质氧化,从而获得希望的纯度水平,该纯度的水平例如为化学需氧量,COD的形式,或者以颜色的形式表示。该经处理的流出物流可以被再循环回到所述化学纸浆厂,例如回到在漂白中的纸浆洗涤。所述流出物的颜色在该方法中被显著降低,如通过ColorMethod EPA 111.2测量的,低至小于500,最优选低至小于20。根据一个实施方式,将未纯化的酸性流出物添加到该如此纯化的水中,将该混合物在氧化池中进行处理,之后其一部分可以被循环到漂白中。
EP863113公开了一种方法,其中在化学纸浆厂将漂白的碱性滤液进行处理(尤其是借助于超滤),使得形成了含有大量的具有高分子量的有机化合物的碱性浓缩物,和其中有机化合物已经被除去的流。所述级分可用于粗浆洗涤。所述级分可用于粗浆洗涤。这些级分的回收使得可以降低从所述漂白设备除去到流出物处理设备或者到环境水系统中的AOX的量。将所述酸性流出物在生物流出物处理中进行处理,从而获得理想的从所述工厂流出到环境中的流出物的AOX、COD和颜色值。
公开出版物Fontanier,V.等人(“Simulation of Pulp Mill WastewaterRecycling after Tertiary Treatment”,Environ.Technology,2005,第26卷,第1335-1344页)研究了在生物处理设备中处理的流出物和未被处理的流出物在化学纸浆厂的循环。在该研究中公开了,所述流出物要在三级阶段中被进一步处理以防止漂白化学品消耗量的增加和纸浆亮度的降低。最有效的三级处理是催化臭氧化。将流出物再循环到E0阶段,到D2阶段后的纯化和压制中。该经三级处理的流出物产生与使用清洁水几乎相同的COD含量。使用来自所述生物纯化设备的未经处理的流出物,反过来,导致高的COD量,这可能导致漂白化学品(例如在E0阶段中的NaOH)的过度消耗和纸浆亮度的损失。未经处理的生物流出物具有高的COD和颜色水平,然而由催化臭氧化处理过的流出物的相应值是低的。未经处理的流出物的应用据说可能在多个工艺点处由于高COD水平而导致损害。也就是说,同样根据该公开出版物,在纸浆处理中使用的液体应当是纯度水平接近于清洁水的纯度水平的液体。
流出物的棕色主要是有机源的,尤其来自木质素降解产物,它们是在纸浆蒸煮和漂白的不同阶段中形成的。其它产生颜色的物质还有木材提取物以及鞣酸和树脂。在将流出物导向环境水系统之前将它们脱色被认为是重要的,因为其被认为对所述水体系的活的生物和植物具有有害的影响。根据所述公开出版物,所述流出物也要在用于获得具有良好质量的纸浆的制浆工艺中再利用之前进行脱色。
专利公开WO2008152185(FI申请20080144)公开了一种方法,采用该方法将量为至少1m3/adt纸浆的经纯化的流出物引入到在压滤机或洗涤压滤机之后的稀释中,该流出物从所述稀释被通入到漂白的第一工艺阶段中。优选所述流出物已经被生物纯化以降低木质素含量。
专利公开WO2008152186(FI申请20080298)描述了一种方法,采用该方法,在用于所述工厂流出物的流出物纯化设备布置多于一条处理线,并且将具有不同化学组成的流出物在分开的处理线中进行纯化,使得来自每条处理线的经纯化的水的质量和数量适合于在生产工艺的一个或多个阶段中使用,其中将经纯化的流出物返回到所述阶段中。采用这种方法,漂白序列的一种或多种滤液可以被送到纯化处理中,并通常作为洗涤或稀释水返回到漂白和/或粗浆洗涤中。使用经纯化的流出物的目标是如下目标:其中这种纯化的流出物考虑其组成是最合适的,所述组成例如是化学组成。同样,在该方法中,所述流出物已经被生物纯化以降低所述木质素含量。在不稀释的情况下,流出物的木质素含量降低至少30%,优选超过40%,最优选超过60%。
由纸浆与造纸工业技术协会Tappi定义的标准,其中例如对于颜色的限制非常低,仍被认为是在漂白设备使用的原水的质量要求。水的质量已经被认为是关键的因素,并且因此不希望背离所述标准,除了如下那些例外的情况,此时达到所述质量标准是不可能的,因为工厂的原水的质量差。在这些情况下,同样也已经努力尝试将所述水的质量变得尽可能满足由标准设定的要求。
导致亮度丧失的最重要的组分是木质素。在流出物的二级处理中,即使所述木质素含量降低,颜色也不会变化。这已经说明如下理解是错误的:在纸浆漂白工艺的水和滤液中颜色是重要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种尤其是在化学纸浆厂的漂白设备进一步改进用于闭合化学纸浆厂的水循环,并且因此用于降低所需的清洁水的量的前提条件的方法。所述纸浆的亮度和质量将保持在如已知方法中相同的水平。
漂白的部分闭合和将采用例如过滤产生的滤液(其具有10–15m3/adt的体积)进行外部纯化,多种已知形式的生物处理,不同的化学品处理技术和澄清化已经被认为是用于漂白流出物的所谓的最佳可用技术。此后,将经处理的水引导回到水体系中,到所述液体被送到所述工厂工艺的相同的通道,或者到不同的通道。这在TCF和ECF纸浆厂都在使用。生物处理是有效的,尤其在有害的有机物质的比例降低的时候,所述有机物质主要包括在漂白中分离的木质素化合物,半纤维素和源自提取物的组分,它们构成来自所述漂白设备的流出物的主要部分。存在大量不同的来源于木的化合物,并且所述化合物中的一些被氯化,并且它们中的一些是碳和氢的低分子量化合物。由于微生物的行为使得它们的营养来源主要包括所述流出物的有机部分,因此所有的无机物质,至少无机元素,不取决于是否所述微生物需要它们作为营养物质,以一种形式或者其它形式,保留在所述流出物中。因此,经生物处理的水具有的有机物负荷使得其比以其它方式处理的流出物显然更清洁,但由于所述无机物质,尤其是氯,只能选择将其从所述工艺中排出。另外,在二级纯化后,所述流出物的颜色与输入的水相比,很大程度上保持不变;流出的流出物可能甚至比进入所述纯化的水具有更深的颜色。流出物的颜色是一个显见的视觉缺点,但在流出物的颜色的化学性质方面可获得的信息非常少。由于所述颜色可能在一些设备例如是用于排放的关键指标,并且另一方面由于仅存在很少的研究信息,所述颜色被错误地与木质素含量结合在一起。在每种情况下,当估计流出物的性质时,所述颜色已经被认为是如此显著的缺点,以至于带有颜色的流出物在几乎所有的关于在制浆工艺中用作原水的评价中都不能通过。本发明的基础是所述流出物的颜色从漂白的角度考虑没有显著重要性,但带有颜色的水在ECF漂白的条件下并且明确地还在TCF-漂白中,是完全起作用的原水,并且产生与用清洁水进行漂白类似的漂白结果。
另外,文献也已经反复指出氯化物增加了在所述二氧化氯阶段中亮度的发展,并且其已经被用作许多滤液溶液导致漂白闭合的基础。本发明从漂白的原水中移除有害的木质素,而对水的颜色没有任何影响,但由于其化学性质,将显著量的氯化物返回到所述漂白中。因此,基于之前不理解尤其在这种情况下经纯化的流出物的颜色如何影响漂白结果,已经定义了新的用于漂白的原水源。在此要强调对于本发明非常重要的限定,即在此其仅涉及这种生物纯化设备的颜色,该颜色主要源于化学制浆或其它木质纤维的处理和其中产生的流出物的纯化。因此,进行发明的目的在于将来自一条漂白线的一种或多种滤液进行处理、纯化和再循环回到原始工艺中。
本发明涉及在化学纸浆厂处理和利用液体流的方法,所述方法至少包括如下阶段:
a)在碱法蒸煮工艺中制备化学纸浆,
b)处理在所述蒸煮中产生的粗浆,所述处理包括所述纸浆的洗涤和优选所述纸浆的氧脱木素和随后的洗涤,
c)用于经处理的粗浆的漂白工艺,所述漂白序列包括至少一个使用二氧化氯的阶段和至少一个氧化漂白阶段,并且具有至少两个用于用液体处理所述纸浆和用于产生滤液的洗涤阶段,
d)在所述化学纸浆厂的流出物设备纯化来自阶段c)的滤液,所述设备至少包括生物纯化,以获得经纯化的流出物。
所述方法的特征在于该方法包括另一个阶段:e)将颜色超过200mg/l(Pt颜色)和COD值超过150mg/l的经纯化的流出物在阶段c)中用作纸浆处理液体。
根据本发明优选的实施方式,在所述漂白序列的第一漂白阶段之后并且在最后的氧化漂白阶段之前使用经纯化的流出物。氧化漂白化学品通常包含氧、臭氧和过氧化物化合物,例如过氧化氢和过酸,二氧化氯和次氯酸盐。典型的氧化漂白阶段因此是EO-、EOP-、P-和Z-阶段。通常,所有的漂白阶段都基于氧化,除了酸性A-阶段,其基于的是水解。因此,经纯化的流出物不用于在最后氧化漂白阶段之后的洗涤,和不用于在所述漂白之后的纸浆纯化(筛分)或纸浆干燥。当用于处理在所述最后氧化漂白阶段之后的纸浆的液体是比经纯化的流出物基本上更清洁的液体时,则所述漂白可以使用比推荐的“更脏”的液体进行,而不会损害所述纸浆的亮度或质量。在此“脏”涉及用于描述脏度的那些参数,但从所述漂白阶段的角度考虑,其并不实质上描述水的有害性。
关于本发明,所述生物流出物纯化设备至少包括曝气和最后的澄清化,通常还有初级澄清化。将所述流出物在曝气之前中和。根据本发明的方法不需要所述流出物的三级处理。
经纯化的流出物在纸浆流动方向中用于第一漂白阶段的洗涤,或者在此之后当漂白序列需要稀释或洗涤水时,但在所述序列的最后氧化漂白阶段之前。来自阶段d)的经纯化的流出物不用于在贮存所述纸浆之前的,例如在干燥机之前的最后洗涤设备中。
纸浆洗涤阶段通常在所述漂白阶段之间。经纯化的流出物可在漂白中,在压滤机、洗涤压滤机或压力鼓式洗浆机,例如Andritz Oy的Drum DisplacerTM(DD)-洗浆机,或者其它合适的纸浆洗涤设备中用作稀释液体或用作洗涤液体。
关于本发明已经注意到,尽管在纯化后所述流出物的颜色高于200mg/l(Pt颜色),最高至1000-2000mg/l,通常200–2000mg/l(Pt颜色)的水平,但这对于漂白结果没有意义。当与使用更清洁的液体进行漂白的纸浆相比时,所述纸浆的亮度或质量没有被损害。经纯化的流出物的COD-水平超过150mg/l,甚至200–400mg/l,这也不损害漂白结果。因此,经纯化的流出物的COD可以匹配于例如来自蒸发设备的冷凝物,其中化学需氧量由基本上未与漂白化学品反应的化合物产生。
导致亮度损失的最重要的组分是木质素。然而,在二级处理中,在相同比例中颜色没有变化,因为木质素被除去了。上文提到的专利申请WO 2008152185和WO 2008152186教导了当流出物的木质素含量在生物处理中被降低时,所述流出物可以例如用于粗浆洗涤。所述木质素含量在所述处理中要降低超过50%,以使得经纯化的流出物的再循环是有益的。在生物处理中,流出物的颜色下降不超过20%。
流出物的生物处理包括所述流出物的初级澄清化,其中产生初级污泥,和活化污泥设备,在该设备的曝气池中,所述流出物用活化污泥处理,该活化污泥使在所述流出物中存在的杂质,例如木质素,发生降解。所述曝气池随后是最终的澄清化,其中将活化污泥与经纯化的水分离。本发明的方法就是利用了这种流出物纯化,其对于纯化流出物以进行再利用已经被认为是足够的。
公知的是,在漂白设备,其具有闭合的液体循环和在20m3/adt,优选在15m3/adt下的流出物生产速率,所述流出物的COD含量在酸性流出物中增加到超过1300mg/l和在碱中到超过1800mg/l。如果所述流出物的量降低至显著低于15m3/adt,接近于10m3/adt,可观察到化学品消耗量的增加。根据本发明的发明人的理解,使用经纯化的流出物将是有益的,尤其当所述漂白设备流出物的COD含量增加到超过1500mg/l,最优选增加到超过1800mg/l时,其中通过内部闭合工艺获得的所述流出物量的降低已经达到如下水平,其中在所述流出物中的杂质的积聚导致化学品的过量消耗。于是,该COD水平已经形成自漂白工艺,在所述氧阶段后的洗浆机的洗涤损失,和形成自使用的冷凝物和化学品。实践中,利用标准的漂白工艺,漂白设备的流出物的COD不超过5000mg/l。
优选地,本发明的方法用于具有至少一个使用二氧化氯的阶段的漂白序列。从而形成了含有氯化合物的滤液,其在生物流出物处理中被纯化,其中木质素含量被降低至少50%,但所述纯化对氯化合物的量没有实质影响。根据本发明的方法,仅在所述漂白设备内部使用经纯化的流出物,其中所述氯化合物没有例如经过粗浆洗涤最终进入到黑液中,并且进一步到化学品回收。因此该方法不需要单独的氯化合物除去工艺或设备,此时被纯化的流出物不在最后的氧阶段的洗浆机处使用。再循环的氯化物在漂白中发生反应,并且因此甚至将需要的漂白化学品的量降低到很小的程度。
因此,在所述经纯化的流出物中的氯化物实际上起到了有利于更好的漂白结果的作用。在流出物处理中,优选获得尽可能大的木质素含量降低,同时氯化物含量可以保持不变。借助于流出物处理,在木质素和氯化物(总的Cl/Cl-)之间的关系可以朝着有利的方向改变。在流出物循环中,重要的是除去颜色和金属,木质素和氯化物之间的关系尚没有被提及。由于氯/氯化物是无机物,其在纯化设备条件下基本上不挥发、沉淀或形成可分离的颗粒或者化合物,因此实践中进料的总氯的总量包含在液体中离开所述设备。
当闭合水循环时,金属控制也被认为是重要的。然而,已经公开的是,金属的影响不是如此重要的,并且在生物处理过程中,至少从ECF-漂白的角度考虑,除去的金属的量是足够的。这是因为所述纸浆在纯化中被中和,并且因此许多金属的溶解性发生了变化。如果金属的溶解性降低,延迟所述纯化工艺和排放到环境中对于沉淀含有所述金属的颗粒是足够的,因此其不会返回到经纯化的流出物中。
在本发明的方法中,如果在漂白设备内部使用经生物纯化的流出物,则漂白化学品的消耗与当使用清洁水时基本上保持不变,此时目的是所述纸浆的特定亮度水平。与使用清洁水相比,所述纸浆的强度性能不发生变化。
实施例基于的是简化的模式,其中生物纯化将处理仅来自漂白的流出物,并且因此产生示例性说明的节约。从而,前提条件是所述工厂的其它流出物在另外的处理线中被处理,然而,其中例如有机含氯化合物的量非常低。但如果所有的流出物都在一个和相同的设备内被处理,则源自漂白的流出物的总降低量被计算如下:
(源自漂白的流出物的量/流出物的总量)*再循环到所述工艺的流出物的量=源自漂白的流出物的量的降低。
引导到所述处理设备的多个不同的分支水或其它水的量越少,源自漂白的流出物的量降低得越多。因此,当目的是闭合所述漂白设备时,单独处理不同的流出物部分变得越来越临时性的。
本申请的连接示例性说明了一些不同的可以使用经纯化的流出物的位置。然而,显而易见的是经纯化的流出物可以在任何洗涤设备中使用,其中所述纸浆从这些设备中进入到漂白阶段,因此排除了在干燥或造纸机上游的漂白的最后洗涤设备,在这里实际上产生由颜色导致的缺点。所述漂白的最后洗涤设备可优选使用纸浆干燥机、热水或冷凝物的循环水。
附图说明
下面将参照附图而更详细地描述本发明,其中
图1说明了使用本发明的漂白设备连接,和
图2说明了另一个使用本发明的漂白设备连接。
图1说明了使用二氧化氯的漂白设备,所述设备在压滤机2之后。所述漂白序列是D0-EOP-D1-D2。
该图显示了漂白阶段D0、EOP、D1和D2和在每个漂白阶段之后的洗涤设备,该设备在该实例中是洗涤式压滤机。在纸浆流动方向,最后的D2-洗浆机10接受洗涤水12,其为来自干燥机或者热水或者可选的冷凝物的循环水(7-11m3/adt)。来自D2洗浆机10的滤液14,相对于所述纸浆,被逆流引导到D1-洗浆机8和还引导到所述洗浆机下游的稀释。通过线16将D1-滤液的一半引导到EOP洗浆机6之后以稀释进入到D1阶段中的纸浆流。通过线18将D1-滤液的一半进行引导以稀释进料到D0洗浆机4的纸浆流。来自D0洗浆机4的滤液24和一部分来自EOP洗浆机6的滤液被引导到所述工厂的流出物处理设备32以进行生物纯化。一部分所述EOP滤液通过线22被送到D0洗浆机4下游的纸浆流中。
经纯化的流出物可以从线26进行引导,以通过线30稀释来自在D0阶段之前的压滤机2的纸浆。通过线34引导经纯化的流出物以稀释在D0洗浆机4之前的纸浆,和通过线28稀释在EOP洗浆机6之前的纸浆流。
在根据这个实施方式的方案中,通常送到流出物纯化中的D0洗浆机滤液的量为10m3/adt,并且EOP滤液20的量为5m3/adt。返回到所述漂白工艺的流出物的量为10m3/adt。然后,在线37中离开所述设备的源自漂白的流出物的量为约4-5m3/ADt。
图1在虚线36、38和39中说明了对于经纯化的流出物的可选的应用目标:在D0阶段之后在D0洗浆机之前的稀释、在Eop洗浆机之后的稀释、在D1阶段之后在D1洗浆机之前的稀释或者在D1洗浆机之后的稀释。通过在这些目标中也使用流出物,可以甚至达到离开所述工厂的源自漂白的流出物量为零水平。如果需要,来自D1洗浆机的滤液可以被引导到流出物纯化32。
图2说明了使用氯化物二氧化物并具有序列D0-EOP-D1-D2的漂白。其上游的氧阶段洗涤是用转鼓置换型洗浆机进行的。
图2说明了漂白阶段D0、EOP、D1和D2和用于每个洗涤阶段的下游洗涤装置,在该实例中所述洗涤装置是允许多阶段洗涤的转鼓置换型鼓式洗浆机。D2洗浆机46接受洗涤水48,该洗涤水48是来自纸浆干燥机、热水或冷凝物的循环水,其量为7-9m3/ADt。D2洗浆机46的滤液50相对于所述纸浆被逆流地引导到D1洗浆机44。D1滤液52的一半被引导到EOP洗浆机42。D1滤液52的一半被引导到D0洗浆机40。来自D0洗浆机40的滤液66和一部分来自EOP洗浆机42的滤液56被引导到工厂的流出物处理设备60以进行生物处理。一部分EOP滤液58被送到D0洗浆机40。
经纯化的流出物作为洗涤水通过线62被引到EOP洗浆机42。
在根据这个实施方式的方案中,通常送到流出物纯化的D0-洗浆机滤液的量为10m3/adt,和EOP-滤液的量为5m3/adt。返回到所述漂白工艺的流出物的量为5m3/adt。离开所述工厂的流出物的量为约11m3/ADt。该离开的经纯化的流出物54可被选择地送到D0洗浆机40和/或D1-阶段洗浆机44,如由线68和64所示的。
具体实施方式
实施例
在漂白序列中处理纸浆,其中将经纯化的流出物用作洗涤水和将清洁水用作参比。
实施例1:
序列:A-EP-D-P
*)流出物试验:加入到A阶段的经纯化的流出物6.5m3/adt
**)流出物试验:加入到A阶段的经纯化的流出物6.5m3/adt和到D-阶段的为4m3/adt
经纯化的流出物.AOX 0.28mg/l,COD 140mg/l,颜色400mg/l Pt
实施例2:
序列:A/D-EP-D-P
流出物试验:加入到A/D-阶段的4.5m3/adt流出物
经纯化的流出物.AOX 1.6mg/l,COD 180mg/l.颜色380mg/l Pt
这些实施例说明了与漂白相关联使用经纯化的流出物没有使所述纸浆的质量变坏。当使用经纯化的流出物时,与清洁水相比,所述纸浆的亮度甚至更好。
Claims (10)
1.在化学纸浆厂处理和利用液体流的方法,该方法至少包括如下阶段:
a)在碱法蒸煮工艺中制备化学纸浆,
b)处理在所述蒸煮中产生的粗浆,所述处理包括所述纸浆的洗涤和优选所述纸浆的氧脱木素和随后的洗涤,
c)用于经处理的粗浆的漂白工艺,所述漂白工艺具有如下漂白序列,该漂白序列包括至少一个使用二氧化氯的阶段和另外至少一个氧化漂白阶段,并且具有至少两个用于用液体处理所述纸浆和用于产生滤液的洗涤阶段,
d)在所述化学纸浆厂的流出物设备纯化来自阶段c)的滤液,所述流出物设备至少包括生物处理,以获得经纯化的流出物,
所述方法的特征在于该方法包括另一个阶段
e)将颜色为200mg/l(Pt)或更高和COD值超过150mg/l的经纯化的流出物在阶段c)中,在所述漂白序列的第一漂白阶段和最后的氧化漂白阶段之间,用作纸浆处理液体。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将经纯化的流出物在纸浆流动方向中,在所述第一漂白阶段的洗涤中或者其下游中,但在所述序列的最后氧化漂白阶段之前,用作稀释或洗涤水。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于所述经纯化的流出物的颜色为200-2000mg/l(Pt)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在阶段d)中引导到纯化的滤液流的COD超过1500mg/ml,优选超过1800mg/l。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在阶段d)中,所述滤液的木质素含量降低超过50%。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在漂白中,将所述经纯化的流出物用作在纸浆洗涤装置处的洗涤液体。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在漂白中,将所述经纯化的流出物用作所述纸浆洗涤装置的稀释液体。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,将在阶段e)中再循环的流出物在阶段d)中由得自引导到纯化的流出物的热进行加热,并且将该经加热的流出物在漂白中使用。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,来自阶段d)的经纯化的流出物不在贮存所述纸浆之前的,例如在干燥器之前的最后的洗涤装置中使用。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在阶段d)中,流出物的生物纯化包括所述流出物的初级澄清化和活化污泥设备,其曝气池随后是最终的澄清化,从这里,所述经纯化的流出物被排出并在阶段e)中使用。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998029598A1 (en) * | 1996-12-27 | 1998-07-09 | Aga Aktiebolag (Publ) | Treatment of bleach plant filtrates with oxygen |
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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| US6733625B2 (en) * | 2000-05-16 | 2004-05-11 | Andritz Oy | Method and apparatus for treating pulp |
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