CN105155340B - 一种废水污泥用做造纸辅料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种废水污泥用做造纸辅料的方法，包括：(1)废水污泥加自来水调节质量浓度至1.0％‑3.5％，然后进行打散处理，将其中的污泥胶团充分分散；(2)将调理剂加入到步骤(1)获得的污泥浆液中，搅拌均匀；(3)将步骤(2)获得的污泥浆液采用喷雾器均匀施加于湿纸幅的表面或层间，得到含污泥湿纸幅；(4)将含污泥湿纸幅采用真空抽吸和机械压榨相结合的方法进行加工处理，以使纸幅表面的污泥粒子渗透转移到纸幅中；(5)将步骤(4)最终获得的含污泥纸张进行后续干燥和压光后得到成纸。与常规浆内添加技术相比较，本发明采用的方法具有污泥添加量大、辅料留着率高和成纸物理强度好的优势，易于实现工业化应用。

Description

一种废水污泥用做造纸辅料的方法
【技术领域】
本发明涉及制浆造纸废水污泥的综合利用技术领域，具体涉及一种废水污泥用做造纸辅料的方法。
【背景技术】
合理处置造纸污泥是造纸行业实现清洁生产的重要举措。造纸污泥是制浆造纸生产过程中产生的一类污泥废弃物，其中废水污泥是所有造纸企业中面临的共同废弃物。对造纸污泥的传统处置方法有陆地填埋、焚烧和海洋投弃等，这些方法普遍存在占用土地、产生二次污染和资源浪费等问题，因而难以被认可。利用造纸污泥固形物中含有有机生物质和矿物质的组分特性，将造纸污泥在土地利用、能源和材料等领域中进行综合利用是人们近年来研究的领域，但这些方法在经济合理性、土壤与大气环境安全性、可操作性和处理规模等方面尚存在着较多的问题，难以满足对行业内大宗造纸污泥进行有效处理的要求。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种废水污泥用做造纸辅料的方法，将造纸污泥作为纸张生产过程中的填料加以利用，实现产业化应用的资源化利用造纸污泥。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种废水污泥用做造纸辅料的方法，包括以下步骤：
(1)原料污泥预处理：废水污泥加自来水调节质量浓度至1.0％-3.5％，采用高剪切力碎浆机对污泥进行打散处理，将其中的污泥胶团充分分散，得到浓度均匀的污泥悬浮液，进一步将上述污泥浆液采用振动筛进行筛选处理，去除其中的粗大杂质得到污泥浆液；
(2)污泥浆液调理：将用量为步骤(1)中废水污泥干质量0.1％-1.0％的调理剂加入到步骤(1)获得的污泥浆液中，搅拌均匀；
(3)污泥施加：将步骤(2)获得的污泥浆液采用喷雾器均匀施加于湿纸幅的表面或层间，得到含污泥湿纸幅；
(4)含污泥湿纸幅处理：将含污泥湿纸幅采用真空抽吸和机械压榨相结合的方法进行加工处理，以使纸幅表面的污泥粒子渗透转移到纸幅中；
(5)干燥压光：将步骤(4)最终获得的含污泥纸张进行后续干燥和压光后得到成纸。
废水污泥取之于化学制浆及造纸、废纸制浆及造纸及多种纸浆混合造纸时产生的废水在其处理过程中产生的终端污泥，其主要理化特征为：含水率为50％-75％，灰分含量为40％-60％，pH为6.0-8.0。
调理剂为纤维素醚、聚丙烯酰胺或聚丙烯酸酯类物质。
湿纸幅的含水率为80％-90％。
步骤(1)中高剪切力碎浆机的转速为2000-3000rpm，振动筛为100目振动筛。
步骤(4)具体为采用由低到高的真空度对湿纸幅进行2-3次抽吸脱水处理，真空度范围为100-600mmHg；机械压榨时压力控制为0.3-0.5MPa。
步骤(3)中污泥浆液的喷洒质量为湿纸幅中纸浆纤维的绝干量的5％～20％。
本发明一种废水污泥用做造纸辅料的方法：
首先，对原料污泥在一定浓度下采用高剪切力碎浆机进行离解和分散预处理，以破坏污泥浆液的粘性，使其成为一种易于采用雾化法进行喷洒施加的污泥浆液，进一步采用一定网目的筛子对其进行筛选处理已去除其中的大颗粒杂质。
其次，采用添加助剂的方法对污泥进行调理，一方面，使污泥浆液的存贮稳定性提高，以便进行管道输送和喷施；同时，可使污泥粒子与纸浆纤维间的物理/化学结合力提高，有利于改善成纸的物理强度性能。
再次，采用雾化法将污泥浆液均匀施加于一定含水率的湿纸幅表面，其间须保持纸幅表面结构的完好，同时保证污泥添加量的均匀性。
最后，对含污泥湿纸幅采用真空抽吸和机械压榨相结合的方法进行脱水和加工处理，使施加到纸幅表面的污泥粒子在纸幅Z向结构中发生“渗透转移”，从而有利于提高污泥的高保留率和发展纸幅的物理强度性能。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
与常规浆内添加技术相比较，本发明采用的方法具有污泥添加量大、留着率高和成纸物理强度性能的优势，易于实现工业化应用。同时，以造纸污泥为辅料在纸幅中进行利用，具有工艺过程简单，可操作性强等优势，有利于在造纸系统内就地实现造纸污泥的综合利用，是一种造纸污泥资源化利用的有效途径。
【具体实施方式】
本发明一种废水污泥用做造纸辅料的方法，包括以下步骤：
(1)原料污泥预处理：废水污泥加自来水调节质量浓度至1.0％-3.5％，采用高剪切力碎浆机(转速为2000-3000rpm)对污泥进行打散处理，将其中的污泥胶团充分分散，得到浓度均匀的污泥悬浮液，进一步将上述污泥浆液采用100目振动筛进行筛选处理，以去除其中的粗大杂质得到污泥浆液；废水污泥取之于化学制浆及造纸、废纸制浆及造纸及多种纸浆混合造纸时产生的废水在其处理过程中产生的终端污泥，其主要理化特征为：含水率为50％-75％，灰分含量为40％-60％，pH为6.0-8.0。
(2)污泥浆液调理：将用量为步骤(1)中废水污泥干质量0.1％-1.0％的调理剂加入到步骤(1)获得的污泥浆液中，搅拌均匀；调理剂为纤维素醚、聚丙烯酰胺或聚丙烯酸酯类物质。
(3)污泥施加：将步骤(2)获得的污泥浆液采用喷雾器均匀施加于含水率为80％-90％湿纸幅的表面或层间，得到含污泥湿纸幅；通过调节喷雾头和控制压力保证湿纸幅的完好和污泥添加量的均匀性；
(4)含污泥湿纸幅处理：将含污泥湿纸幅采用真空抽吸和机械压榨相结合的方法进行加工处理，以使纸幅表面的污泥粒子“渗透转移”到纸幅中去；该步骤将含污泥湿纸幅采用梯级真空抽吸和机械压榨相结合的方法进行脱水处理，使污泥粒子在纸幅Z向结构中产生“渗透转移”。此处所谓梯级真空抽吸，是指采用由低到高的真空度对湿纸幅进行2-3次抽吸脱水处理，真空度范围为100-600mmHg；机械压榨时压力控制为0.3-0.5MPa。
(5)干燥压光：将步骤(4)最终获得的含污泥纸张进行后续干燥和压光后得到定量为约100g/m2或210g/m2的成纸。
实施例1：将经上述步骤处理后污泥以5％，10％，15％和20％的用量(对纸浆纤维，绝干)回用于由废旧瓦楞箱纸箱纸浆纤维(OCC纸浆，下同)抄制成的湿纸幅表面，经真空抽吸、机械压榨、干燥和压光处理后得到定量为约100g/m2的成纸。对成纸的物理强度性能的检测和分析表明：污泥用量为10％时，成纸的主要物理强度性能达到最高值，其中，抗张指数可达到最高值18.5N·m/g，较空白样11.5N·m/g提高了60.8％；撕裂指数可达到最高值7.13mN·㎡/g，较空白样5.05mN·㎡/g提高了41.2％；环压指数可达到最高值6.70N·m/g，较空白样5.10N·m/g提高了31.4％。
实施例2：将经上述步骤处理后污泥以5％，10％，15％和20％的用量(对纸浆纤维，绝干)均匀施加于一张由OCC纸浆抄制成的定量为100g/m2的湿纸幅表面上，与另一张相同定量的由OCC纸浆抄制成的湿纸幅进行层合后，经真空抽吸、机械压榨、干燥和压光处理后得到定量为约205-220g/m2的纸张。对成纸主要物理强度性能的检测和分析表明，污泥用量对成纸物理强度性能的影响程度不同。其中，抗张指数在污泥用量为20％时可达到最高值45.5N·m/g，较空白样29.3N·m/g提高了55.3％；撕裂指数在污泥用量为15％时可达到最高值16.1mN·㎡/g，较空白样12.6mN·㎡/g提高了27.8％；环压指数在污泥用量为10％时可达到最高值17.2N·m/g，较空白样14.1N·m/g提高了22.0％。

Claims (4)

1.一种废水污泥用做造纸辅料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料污泥预处理：废水污泥加自来水调节质量浓度至1.0％-3.5％，采用高剪切力碎浆机对污泥进行打散处理，将其中的污泥胶团充分分散，得到浓度均匀的污泥悬浮液，进一步将上述污泥浆液采用振动筛进行筛选处理，去除其中的粗大杂质得到污泥浆液；
(2)污泥浆液调理：将用量为步骤(1)中废水污泥干质量0.1％-1.0％的调理剂加入到步骤(1)获得的污泥浆液中，搅拌均匀；
(3)污泥施加：将步骤(2)获得的污泥浆液采用喷雾器均匀施加于湿纸幅的表面或层间，得到含污泥湿纸幅；
(4)含污泥湿纸幅处理：将含污泥湿纸幅采用真空抽吸和机械压榨相结合的方法进行加工处理，以使纸幅表面的污泥粒子渗透转移到纸幅中；
(5)干燥压光：将步骤(4)最终获得的含污泥纸张进行后续干燥和压光后得到成纸；
废水污泥取之于化学制浆及造纸或废纸制浆及造纸时产生的废水在其处理过程中产生的终端污泥，其主要理化特征为：含水率为50％-75％，灰分含量为40％-60％，pH为6.0-8.0；
步骤(1)中高剪切力碎浆机的转速为2000-3000rpm，振动筛为100目振动筛；
调理剂为纤维素醚、聚丙烯酰胺或聚丙烯酸酯类物质。
2.根据权利要求1所述的一种废水污泥用做造纸辅料的方法，其特征在于，湿纸幅的含水率为80％-90％。
3.根据权利要求1所述的一种废水污泥用做造纸辅料的方法，其特征在于，步骤(4)具体为采用由低到高的真空度对湿纸幅进行2-3次抽吸脱水处理，真空度范围为100-600mmHg；机械压榨时压力控制为0.3-0.5MPa。
4.根据权利要求1所述的一种废水污泥用做造纸辅料的方法，其特征在于，步骤(3)中污泥浆液的喷洒质量为湿纸幅中纸浆纤维的绝干量的5％～20％。
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