CN106414347B - 用于减少流出物或过滤物中的磷的方法和系统 - Google Patents

用于减少流出物或过滤物中的磷的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及减少来自过程的流出物或过滤物中的磷的方法，所述过程包括用绿液沉渣滤器过滤绿液沉渣的阶段和条件为酸性的至少一个阶段，其中所述方法包括步骤：a)从条件为酸性的阶段中获取流出物或过滤物；b)用碱性试剂将所述流出物或过滤物的至少一部分的pH调节为碱性；c)允许磷以磷酸盐的形式沉淀；d)分离所述沉淀以产生纯化的流出物或过滤物和含所述沉淀的污泥；和e)用绿液沉渣滤器过滤获自步骤d)的含所述沉淀的污泥。

Description

用于减少流出物或过滤物中的磷的方法和系统
发明领域
本发明涉及减少来自过程的流出物或过滤物中的磷的方法，所述过程包括用绿液沉渣滤器过滤绿液沉渣的阶段和条件为酸性的至少一个阶段。本发明还涉及减少来自过程(尤其是化学制浆过程)的流出物或过滤物中的磷的系统。
发明背景
浆料或造纸厂或其他产生流出物的车间中产生的流出物通常在废水处理车间中处理以减少可能对环境有害的化合物(例如磷)的含量。磷必须从工厂排入环境(例如水系统)的流出物中移除以防止污染。由于限制磷排放的环境法规越来越严，需要减少从工厂输送到废水处理车间并最终进入环境的流出物中的磷含量。
移除磷的传统解决方案涉及例如三级处理或使用磷浓缩(P-浓缩)微生物。三级处理的缺点是高投入和操作成本。P-浓缩微生物在厌氧培养基中工作，这使得所需操作变得复杂并且涉及对待使用流出物的特殊处理。
因此发明人认识到需要减少来自过程例如化学制浆过程的流出物中的磷的方法。
发明目的
本发明目的是提供减少来自过程的流出物或过滤物中的磷的新型方法，所述过程包括用绿液沉渣滤器过滤绿液沉渣的阶段和条件为酸性的至少一个阶段，以及减少来自过程(尤其是化学制浆过程)的流出物或过滤物中的磷的新型系统。
发明内容
基于本发明的方法，是一种减少来自过程的流出物或过滤物中的磷的方法，所述过程包括用绿液沉渣滤器过滤绿液沉渣的阶段和条件为酸性的至少一个阶段，所述过程是化学制浆过程，其中所述方法包括以下步骤：a1)从条件为酸性的阶段中获取流出物或过滤物的第一部分，所述流出物或过滤物是酸性漂白流出物或酸性漂白过滤物；a2)从条件为酸性的相同或不同阶段中获取流出物或过滤物的第二部分，所述流出物或过滤物是酸性漂白流出物或酸性漂白过滤物，所述流出物或过滤物的第一部分具有比第二部分更高的磷含量；b)用碱性试剂将所述流出物或过滤物的所述第一部分的pH调节为碱性；c)允许磷以磷酸盐的形式沉淀；d)分离所述沉淀以产生纯化的流出物或过滤物和含所述沉淀的污泥；e)用绿液沉渣滤器过滤获自步骤d)的含所述沉淀的污泥；和f)将纯化的流出物或过滤物与所述流出物或过滤物的所述第二部分合并。
基于本发明的系统，该系统是一种用于减少来自化学制浆过程的流出物或过滤物中的磷的系统，所述过程包括条件为酸性的至少一个阶段，其中所述系统包括；用于烧煮浆料的消化装置(1)；用于清洗浆料的清洗装置(2)；漂白装置(3)，其包含用于从获自条件为酸性的漂白阶段(3’)的浆料中分离酸性流出物或过滤物的装置(4)；和绿液沉渣过滤装置(5)；其中所述系统还包含：用于从所述酸性流出物或过滤物中移除磷的纯化装置(6)，其包括适用于混合碱性试剂与所述酸性流出物或过滤物的至少一部分并允许磷以磷酸盐的形式沉淀的装置(7)，和用于分离所述沉淀以产生纯化的流出物或过滤物和含所述沉淀的污泥的分离装置(8)；用于从浆料中分离酸性流出物或过滤物的所述装置(4)和所述纯化装置(6)之间的第一导管(9)，其用于将所述酸性流出物或过滤物的至少一部分从用于分离酸性流出物或过滤物与浆料的所述装置(4)输送到所述纯化装置(6)；和第二导管(10)，其用于将含所述沉淀的污泥从所述纯化装置(6)输送到所述绿液沉渣过滤装置(5)中。
附图简述
包括附图以提供对本发明的进一步理解，附图构成说明书的一部分，举例说明本发明的一些实施方式，与说明书一起帮助解释本发明的原理。在附图中：
图1是减少来自过程的流出物或过滤物中的磷的方法的流程图，所述过程包括用绿液沉渣滤器过滤绿液沉渣的阶段和条件为酸性的至少一个阶段。
图2是用于减少来自化学制浆过程的流出物或过滤物中的磷的系统的示意图，所述过程包括绿沉渣过滤阶段和条件为酸性的至少一个阶段。
发明详述
本发明涉及减少来自过程的流出物或过滤物中的磷的方法，所述过程包括用绿液沉渣滤器过滤绿液沉渣的阶段和条件为酸性的至少一个阶段，其中所述方法包括步骤：
a)从条件为酸性的阶段中获取流出物或过滤物；
b)用碱性试剂将所述流出物或过滤物的至少一部分的pH调节为碱性；
c)允许磷以磷酸盐的形式沉淀；
d)分离所述沉淀以产生纯化的流出物或过滤物和含所述沉淀的污泥；和
e)用绿液沉渣滤器过滤获自步骤d)的含所述沉淀的污泥。
本文中，术语“流出物”或“过滤物”应理解为表示含磷的水性液体，所述磷待完全移除或部分移除。
本文中，术语“流出物”还应理解为表示获自过程并且从所述过程排出的废液。流出物在排出前通常通过废水处理来处理以达到纯化目的。废水处理可在化学浆料工厂的水处理车间进行。流出物还可表示例如漂白流出物或过滤物，其待排出或在排出前通过废水处理来处理以达到纯化目的。
本文中，术语“过滤物”还可理解为表示固体悬浮物通过过滤处理、漂浮处理或任何其他处理而从其中移除的流出物。因此术语“过滤物”不必然暗示所述固体悬浮物例如纤维通过过滤而被移除。
原则上，该过程可为涉及天然来源的含磷材料的处理的任何过程，只要该过程包含产生酸性流出物或过滤物的至少一个阶段和用绿液沉渣滤器过滤绿液沉渣的阶段。
本发明的发明人惊奇地发现：流出物或过滤物中存在的磷可被沉淀，并且得到的含磷沉淀可方便地用现有的绿沉渣过滤仪器来过滤；因此移除所述沉淀所需的仪器投入最小。
因此，包括含磷沉淀的污泥可输送到绿液沉渣滤器并用其进行过滤。由于绿液沉渣滤器的条件为碱性，在过滤期间沉淀中的磷得以保持。
在一个实施方式中，所述方法包括以下步骤:
a1)从条件为酸性的阶段中获取流出物或过滤物的第一部分；
a1)从条件为酸性的相同或不同阶段中获取流出物或过滤物的第二部分；
b)用碱性试剂将所述流出物或过滤物的所述第一部分的pH调节为碱性；
c)允许磷以磷酸盐的形式沉淀；
d)分离所述沉淀以产生纯化的流出物或过滤物和含所述沉淀的污泥；
e)用绿液沉渣滤器过滤获自步骤d)的含所述沉淀的污泥；和
f)将纯化的流出物或过滤物与所述流出物或过滤物的所述第二部分合并。
原则上，分离沉淀的任何合适方法均可在步骤d)中使用。
在一个实施方式中，沉淀在步骤d)中通过倾析、澄清、漂浮、沉降或过滤进行分离。获得纯化的流出物或过滤物。此外，获得含沉淀的污泥和一定量的流出物或过滤物。由于污泥体积比纯化的流出物或过滤物小，通常小很多，所述绿液沉渣滤器不会被污泥过载。
在一个实施方式中，沉淀在步骤d)中用倾析离心机、澄清器、固体分离器、絮凝装置或滤器进行分离。
在一个实施方式中，沉淀在步骤d)中通过液固过滤、压力过滤、烛式过滤或盘式过滤或任何其他合适的过滤方法进行分离。
在一个实施方式中，获自步骤d)的含沉淀的污泥在步骤e)中经过滤以获得含过滤的沉淀的滤饼；并且所述方法还包含回收所述滤饼的步骤g)。
在回收前可清洗滤饼。
在一个实施方式中，获自步骤d)的含沉淀的污泥和绿液沉渣在步骤e)中经过滤以获得含所述沉淀和绿液沉渣的滤饼；并且所述方法还包含回收所述滤饼的步骤g)。
在一个实施方式中，获自步骤d)的含沉淀的污泥在步骤e)中用预涂敷的绿液沉渣滤器进行过滤。
在一个实施方式中，获自步骤d)的含沉淀的污泥在步骤e)中用预涂敷有石灰泥层的绿液沉渣滤器进行过滤。
在一个实施方式中，所述方法还包括步骤g)：回收含所述过滤沉淀、绿沉渣和至少一部分石灰泥层的滤饼。石灰泥预涂敷层包含碳酸钙。在这样的一个实施方式中，回收的滤饼因此包含碳酸钙形式的钙。
回收的滤饼或沉淀可进一步再加工用于最终使用或丢弃。
该方法可用于化学制浆厂，其中化学浆料使用所谓硫酸盐或牛皮纸(kraft)制浆法制备。
本文中，术语“浆料”应理解为表示木质纤维素纤维材料，其通过从天然纤维基材料中化学或机械分离纤维素纤维来制备。所谓的牛皮纸或硫酸盐制浆法可用于生产浆料。
在一个实施方式中，所述过程是化学制浆过程。
在一个实施方式中，所述过程是牛皮纸制浆过程。
在一个实施方式中，流出物或过滤物从化学制浆厂例如牛皮纸制浆厂的纤维生产线运行排出。
牛皮纸制浆厂的运行通常分为纤维生产线、化学回收系统和废水处理。纤维生产线运行通常包括烧煮、粗浆(brownstock)洗涤(从浆料中洗去废烧煮化学品)、氧脱木素、漂白和浆料干燥。在许多常规牛皮纸制浆厂，烧煮、粗浆洗涤、氧脱木素以及打结和筛选阶段的pH是碱性。获自该阶段的任何流出物或过滤物通常为碱性。一个或多个漂白阶段的pH通常为酸性。因此获自漂白阶段的流出物或过滤物可为酸性或碱性，这取决于具体阶段和其中所用的化学品。
牛皮纸制浆厂的化学回收系统通常包括绿沉渣过滤阶段，其中从绿液澄清器的底部、从绿液滤器或从适于分离绿沉渣的其他装置移除的绿沉渣经清洗和过滤以回收绿液沉渣中留下的碱性残留物。
在一个实施方式中，流出物或过滤物获自所述过程的第一阶段，其中条件为酸性。
发明人发现，在获自条件为酸性的所述过程的第一阶段的流出物或过滤物中发现通常非常高的磷含量。例如，流出物或过滤物的磷浓度可为5–20mg/l,或9-16mg/l。因此从条件为酸性的过程的第一阶段获取流出物或过滤物将非常有用。在该实施方式中，所述过程的流出物或过滤物中的磷含量可显著降低，即使仅仅那些从条件为酸性的过程的第一阶段获取的流出物或过滤物(或其部分)用本发明所述方法进行处理。
流出物或过滤物可获自条件为酸性的过程的一个或多个阶段。
流出物或过滤物的第一部分和流出物或过滤物的第二部分可获自条件为酸性的过程的相同阶段。其还可获自条件为酸性的过程的两个或更多不同阶段。
在一个实施方式中，流出物或过滤物的第一部分获自条件为酸性的第一阶段；并且流出物或过滤物的第二部分获自条件为酸性的第二和/或后续阶段。
在一个实施方式中，流出物或过滤物的第一部分获自条件为酸性的所述过程的第一阶段。
在一个实施方式中，流出物或过滤物的至少一部分或第一部分和/或第二部分包含获自条件为酸性的阶段的流出物或过滤物，向该流出物或过滤物中加入碱性流出物或过滤物。该实施方式中，流出物或过滤物的所述第二部分的pH在步骤f)之前可不为碱性。流出物或过滤物的第一部分的pH可在步骤b)之前已经通过加入或混合碱性流出物或过滤物而变为碱性，因为任何情况下pH都将调节为碱性。碱性流出物或过滤物可获自条件为碱性的过程的阶段。碱性流出物可在步骤a)、a1)、a2)、a3)和/或b)之前加入或混合入获自条件为酸性的阶段的流出物或过滤物中。碱性流出物或过滤物还可在步骤f)之前加入或混合入第二部分，只要流出物或过滤物的所述第二部分的pH在步骤f)前不为碱性。
在一个实施方式中，流出物或过滤物的第一部分获自条件为酸性的第一阶段；并且流出物或过滤物的第二部分获自条件为酸性的第二阶段。
在一个实施方式中，所述方法包括以下步骤:
a)从条件为酸性的阶段中获取流出物或过滤物；
a3)将所述流出物或过滤物分为第一部分和第二部分；
b)用碱性试剂将所述流出物或过滤物的所述第一部分的pH调节为碱性；
c)允许磷以磷酸盐的形式沉淀；
d)分离所述沉淀以产生纯化的流出物或过滤物和含所述沉淀的污泥；
e)用绿液沉渣滤器过滤获自步骤d)的含所述沉淀的污泥；和
f)将纯化的流出物或过滤物与所述流出物或过滤物的所述第二部分合并。
在一个实施方式中，流出物或过滤物获自化学制浆厂纤维生产线操作的第一阶段，其中条件为酸性。化学制浆厂可为例如牛皮纸制浆厂。
在一个实施方式中，获自步骤a)、a1)、a2)和/或a3)的流出物或过滤物的pH低于7；或低于6；或低于3。
在一个实施方式中，获自步骤a)、a1)、a2)和/或a3)的流出物或过滤物的pH为1-7；或2–7；或1-6；或2–6；或1–3；或2–3。
在一个实施方式中，流出物或过滤物是酸性漂白流出物或酸性漂白过滤物。此类酸性漂白流出物或酸性漂白过滤物通常获自化学制浆过程。在一个实施方式中，酸性漂白流出物或酸性漂白过滤物是获自所述第一酸性漂白阶段的酸性漂白流出物或酸性漂白过滤物。
通常，获自第一酸性漂白阶段的酸性漂白过滤物中发现有非常高的磷含量。因此其可在从第一酸性漂白阶段获取酸性漂白过滤物中非常有用。该实施方式中，来自所述过程的流出物的磷含量可被显著降低，即使仅对来自第一酸性漂白阶段的酸性漂白过滤物或其部分进行根据本发明方法的处理。
在本文中，术语“漂白阶段”可表示粗浆阶段之后的任何阶段，并且应理解为也包括氧脱木质素阶段，其选择性移除木质素、己烯糖醛酸和/或金属。本文中，术语“漂白阶段”还可表示氧阶段后紧接的任何阶段。第一漂白阶段可为碱性或酸性阶段。通常其为酸性A阶段，之后为D阶段，二者之间无需洗涤阶段。这是所谓的A/D1漂白阶段。
在一个实施方式中，过滤物是A、D、D1、A/D或A/D1漂白过滤物或任何其他酸性漂白过滤物。“A”应理解为表示酸性漂白阶段。“D”应理解为表示二氧化氯漂白阶段。A、D和D1阶段可为彼此分开的阶段；但本文各A、D和D1阶段应理解为漂白阶段。
酸性流出物还可获自对未漂白浆料的酸化处理，该处理在漂白之前、粗浆洗涤和氧脱木质素单元的氧处理之后进行。该酸性流出物还通常含有溶解的磷化合物。
过滤物还可为获自粗浆洗涤之后对未漂白浆料的酸化处理的酸性过滤物，进行该处理以在漂白之前溶解浆料中包含的酸溶性磷化合物。
在一个实施方式中，流出物或过滤物的至少一部分的pH在步骤b)中调节为8–14；或8–12；或9–10；或9.5–9.8。
在一个实施方式中，流出物或过滤物的第一部分的pH在步骤b)中调节为8–14；或8–12；或9–10；或9.5–9.8。
当流出物或过滤物的至少一部分的pH调节为碱性时，磷发生沉淀，通常为磷酸钙。沉淀的磷酸钙中的钙源可为流出物或过滤物中原本含有的钙和/或引入所述流出物或过滤物的至少一部分中作为碱性试剂组分的钙。因此沉淀通常含有磷酸钙。沉淀还可含有其他磷酸盐，例如磷酸氢钙；碳酸钙；硫酸钙；有机磷化合物；和/或其他沉淀/共沉淀的组分。
碱性试剂可为能将所述流出物或过滤物的至少一部分的pH提高至磷可沉淀的pH的任何试剂。碱性试剂可为溶液例如水溶液，固体或其混合物。
在一个实施方式中，碱性试剂为
CaO；
碱金属氢氧化物例如NaOH；
Ca(OH)2；
NH4OH；
碱性流出物或过滤物；
碱性漂白流出物或过滤物；或
其粉末、水溶液、或任何混合物。
在一个实施方式中，碱性试剂为固体CaO。
在一个实施方式中，碱性试剂是CaO的水溶液、碱金属氢氧化物例如NaOH的水溶液、Ca(OH)2的水溶液、NH4OH的水溶液，或其混合物。
碱性试剂还可为固体和水溶液的混合物。
若碱性试剂为Ca(OH)2、CaO、其粉末、水溶液或任何混合物，其中所含的钙离子中至少一些可与所述流出物或过滤物的至少一部分中所含的磷发生沉淀。
碱性试剂可为用于调节废水pH的碱性试剂，例如Ca(OH)2水溶液。
碱性试剂的浓度可不同。然而，对于需要加入小体积碱性试剂来调节pH至碱性的应用，相对强的碱性试剂或含高浓度碱性试剂的水溶液可具有额外的实用性。因此可避免体积增加和沉淀溶解。例如，若使用Ca(OH)2水溶液作为碱性试剂，Ca(OH)2水溶液的浓度优选至少2g/l，或更优选至少20g/l。更优选碱性试剂为固体CaO。
在步骤b)中，所述流出物或过滤物的至少一部分可与碱性试剂混合。所述混合通常加速磷沉淀。所述混合可例如通过搅拌实现。还可用适于将碱性试剂与所述流出物或过滤物的至少一部分进行混合的装置来实现所述混合。此类装置可为例如包括混合器件的罐或管道。混合器件可为例如混合器、混合臂或搅拌器。此类装置还可为例如安装有一个或多个喷管的管道，所述喷管用于将碱性试剂注入酸性流出物或过滤物可能流动的管道中。
步骤b)的温度可设定为例如25-90℃。提高温度可增加沉淀。
在沉淀与流出物或过滤物的所述至少一部分分离后，由此获得的纯化的流出物或过滤物中具有的磷含量显著下降。磷的移除通常非常有效，以至于可认为所获纯化的流出物或过滤物基本不含磷。
可能并非总是需要从流出物或过滤物中完全消除磷，尤其是流出物或过滤物随后输送到废水处理车间的情况中。许多废水处理车间利用细菌过程来处理废水，其优选或甚至必需实现流出物或过滤物中低含量的磷。此外，可能仅处理流出物或过滤物的第一部分足以显著降低流出物或过滤物中的磷含量。例如，为了显著降低全过程所获流出物或过滤物的总体积中的磷，并非必须对获自该过程的所有酸性流出物或过滤物都进行处理。
在一个实施方式中，至少一部分流出物或过滤物由流出物或过滤物的总体积的2–95％(v/v)；5–95％(v/v)；5–50％(v/v)；或10–40％(v/v)组成。
即使相比流出物或过滤物的总体积而言仅对相当小一部分的流出物或过滤物使用本发明方法进行处理，仍可获得磷的显著下降。
在一个实施方式中，流出物或过滤物的第一部分由流出物或过滤物的总体积的2–95％(v/v)；5–95％(v/v)；5–50％(v/v)；或10–40％(v/v)组成。本文中，流出物或过滤物的总体积应理解为由第一和第二部分的总体积组成。
相比流出物或过滤物的总体积而言，即使该流出物或过滤物的第一部分是相当小的部分，仍可获得流出物或过滤物中磷的显著下降。
可对流出物或过滤物的第一和第二部分或其体积比进行选择，从而使例如磷的浓度、所述部分的pH和/或合并的纯化的流出物或过滤物与流出物或过滤物的第二部分的pH为最优化。
在一个实施方式中，流出物或过滤物的第一部分比第二部分的具有更高的磷含量或浓度。
在一个实施方式中，流出物或过滤物的第一部分的磷浓度为5-20mg/l；或9-16mg/l。
在一个实施方式中，流出物或过滤物的第一部分获自条件为酸性并且磷含量或浓度最高的阶段。
步骤f)可在过程的任何阶段进行，然后在废水处理车间对步骤f)获得的合并物进行后中和，其中进行所述后中和是为了调节适合好氧处理的pH。所述后中和通常在曝气池之前进行。例如，其可在纤维生产线上、初步澄清处理之前或曝气之前的任何其他阶段处进行。
还应理解步骤e)(和任选的步骤g))和步骤f)(和任选的h))可同时进行或以任何顺序进行。
在一个实施方式中，所述方法还包括步骤h)：将获自步骤f)的纯化的流出物或过滤物与流出物或过滤物的第二部分的合并物输送至废水处理或排出。
获自步骤f)的纯化的流出物或过滤物和流出物或过滤物的第二部分的合并物可直接输送至废水处理例如至废水处理车间，或排出。若需要，获自步骤f)的纯化的流出物或过滤物和流出物或过滤物的第二部分的合并物的pH还可进一步调节至例如中性pH。
在一个实施方式中，获自步骤f)的纯化的流出物或过滤物和流出物或过滤物的第二部分的合并物的pH为中性或接近中性。
在一个实施方式中，获自步骤f)的纯化的流出物或过滤物和流出物或过滤物的第二部分的合并物的pH范围为6-8或6.5-7.5。
在一个实施方式中，获自步骤f)的纯化的流出物或过滤物和流出物或过滤物的第二部分的合并物的pH调节为中性或接近中性。
在一个实施方式中，获自步骤f)的纯化的流出物或过滤物和流出物或过滤物的第二部分的合并物的pH范围调节为6-8或6.5-7.5.
如果纯化的流出物或过滤物与流出物或过滤物的第二部分合并，流出物或过滤物的第二部分通常能将pH调节至较低水平。因此所得的合并物的pH可为中性或接近中性pH。根据例如纯化的流出物或过滤物的体积与流出物或过滤物的第二部分的体积之比，获自步骤f)的纯化的流出物或过滤物和流出物或过滤物的第二部分的合并物的pH还可进一步调节。合适的中和试剂可用于调节流出物的pH。中和试剂可为碱性试剂或酸性试剂。
在一个实施方式中，用于调节获自步骤f)的纯化的流出物或过滤物和流出物或过滤物的第二部分的合并物的pH的碱性试剂与用于在步骤b)中调节流出物或过滤物的第一部分的pH至碱性的碱性试剂相同。
本发明还涉及用于减少来自化学制浆过程的流出物或过滤物中的磷的系统，所述过程包括条件为酸性的至少一个阶段，其中所述系统包括：
用于烧煮浆料的消化装置；
用于清洗浆料的清洗装置；
漂白装置，其包含用于从获自条件为酸性的漂白阶段的浆料中分离酸性流出物或过滤物的装置；
绿液沉渣过滤装置；
用于从所述酸性流出物或过滤物中移除磷的纯化装置，包括适用于混合碱性试剂与所述酸性流出物或过滤物的至少一部分并允许磷以磷酸盐的形式沉淀的装置，和用于分离所述沉淀以产生纯化的流出物或过滤物和含所述沉淀的污泥的分离装置；
用于从浆料中分离酸性流出物或过滤物的所述装置和所述纯化装置之间的第一导管，其用于将所述酸性流出物或过滤物的至少一部分从用于从浆料中分离流出物或过滤物的所述装置输送到所述纯化装置；和
第二导管，其用于将含所述沉淀的污泥从所述纯化装置输送到所述绿液沉渣过滤装置中。
绿液沉渣过滤装置可包括绿液沉渣过滤器。其还可包括例如用于洗涤绿液沉渣滤器和/或用所述滤器获得的滤饼的装置。
在一个实施方式中，绿液沉渣滤器经预涂敷。
在一个实施方式中，绿液沉渣滤器用石灰泥预涂敷。
用于将至少一部分酸性流出物或过滤物从用于分离流出物或过滤物与浆料的装置向纯化装置运输的第一导管可直接或间接或通过合适器件连接至所述装置。第一导管提供所述装置之间的流体连通。具体地，第一导管提供用于分离流出物或过滤物与浆料的装置和适合混合碱性试剂与至少一部分酸性流出物或过滤物并允许磷以磷酸盐形式沉淀的装置之间的流体连通。
分离沉淀以产生纯化的流出物或过滤物和含所述沉淀的污泥的分离装置可为例如倾析离心机、澄清器、固体分离器、絮凝装置或滤器例如压力滤器、烛式滤器或盘式滤器。
用于从纯化装置向绿液沉渣过滤装置输送含沉淀的污泥的第二导管可直接或间接或通过合适器件连接至所述装置。第二导管提供所述装置之间的流体连通。
所述系统还可包含用于各种流体的泵、合适的管道、罐和/或混合器。其还可包含例如用于干燥漂白的浆料的干燥装置、化学回收系统和/或化学制浆厂的其他组件。化学回收系统可包括碱循环和石灰循环系统。
在一个实施方式中，漂白装置包含从获自漂白阶段的浆料分离流出物或过滤物的装置，用于分离获自条件为酸性的第一漂白阶段的酸性流出物或过滤物。
在一个实施方式中，从获自漂白阶段的浆料分离流出物或过滤物的装置是过滤装置，其用于过滤获自漂白阶段的酸性流出物或过滤物。
在其他实施方式中，从获自漂白阶段的浆料分离流出物或过滤物的装置可为压力机、挤浆机、鼓状置换器洗涤器或能分离浆料和流出物或过滤物的任何其他装置。
各第一、第二和第三导管可包含例如管或用于建立流体连通的任何其他器件。
在一个实施方式中，适于混合碱性试剂与至少一部分的酸性流出物或过滤物的装置包含用于引入碱性试剂的导管。其还可包含用于混合碱性试剂与至少一部分的酸性流出物或过滤物的装置。此类装置可为例如安装有一个或多个喷管的管道，所述喷管用于将碱性试剂注入至少一部分的酸性流出物或过滤物可流动的导管中。
碱性试剂可为上述任何碱性试剂。在一个实施方式中，碱性试剂为CaO；
碱金属氢氧化物，例如NaOH；
Ca(OH)2；
NH4OH；
碱性流出物或过滤物；
碱性漂白流出物或过滤物；或
其粉末、水溶液、或任何混合物。
在一个实施方式中，所述系统包含反应器，其用于将碱性试剂与至少一部分酸性流出物或过滤物接触以实现磷的沉淀。所述反应器可安装有一个或多个喷管用于将碱性试剂注入所述反应器中。因此碱性试剂可通过将其注入酸性流出物或过滤物的至少一部分的流体中而连续引入。在反应器中，酸性流出物或过滤物的至少一部分可在管中流动并且碱性试剂可注入所述流体中。
在一个实施方式中，所述系统包含：
用于烧煮浆料的消化装置；
用于清洗浆料的清洗装置；
漂白装置，其包含用于从获自条件为酸性的漂白阶段的浆料中分离流出物或过滤物的装置；和
绿液沉渣过滤装置；
用于从所述酸性流出物或过滤物中移除磷的纯化装置，其包括适用于混合碱性试剂与所述酸性流出物或过滤物的至少一部分并允许磷以磷酸盐的形式沉淀的装置，和用于分离所述沉淀以产生纯化的流出物或过滤物和含所述沉淀的污泥的分离装置；
第一导管，其用于将酸性流出物或过滤物的第一部分从用于分离流出物或过滤物与浆料的装置输送到纯化装置；
第二导管，其用于将含所述沉淀的污泥从所述纯化装置输送到所述绿液沉渣过滤装置中；
第三导管，其用于输送酸性流出物或过滤物的第二部分；和
用于合并纯化的流出物或过滤物与酸性流出物或过滤物的第二部分的装置。
用于合并纯化的流出物或过滤物与酸性流出物或过滤物的第二部分的装置可包含例如第四导管，其用于从分离装置输送纯化的流出物或过滤物。其还可包含用于连通第四导管和第三导管的器件，其中第四导管用于从分离装置输送纯化的流出物或过滤物，第三导管用于输送酸性流出物或过滤物的第二部分。合并纯化的流出物或过滤物与酸性流出物或过滤物的第二部分的装置还可包含例如混合器、罐或盆(basin)，其中第三和第四导管通过其连接。第三和第四导管可直接或间接连接。
所述系统还可包含用于使获自步骤f)的纯化的流出物或过滤物和流出物或过滤物的第二部分的合并物流至废水处理车间或排出的管或导管。
本发明中所述实施方式可任意相互组合使用。其中几个实施方式可组合以进一步形成本发明的实施方式。本发明所涉及的方法或系统，可包含至少一种本发明前述的实施方式。
本发明的优势是来自过程的流出物或过滤物中的磷含量可通过本发明所述方法得到显著降低。
本发明方法的优势是低成本过程，其不需要对设备的大量投资。含磷的沉淀可容易地从绿沉渣过滤阶段移除。
其还不需要对试剂大量投资；在任何情况中可用于调节流出物或过滤物的pH的试剂诸如碱性试剂均可使用。
根据本发明的方法的优点是对调节流出物或过滤物的pH的需求降低。
根据本发明的方法的优点是即使相比流出物或过滤物的总体积而言至少一部分的流出物或过滤物的体积相当小，仍可使流出物或过滤物中磷显著下降。
根据本发明的方法的优点是输送至废水处理的流出物或过滤物中可存留小量的磷；这在流出物或过滤物中优选具有一定含量的磷的情况中(例如当后续废水处理使用细菌过程时)具有优势。
根据本发明的方法的优点是其可在例如化学制浆厂的纤维流水线处进行。因此其可用于减少化学制浆厂已存在的流出物或过滤物中的磷。
根据本发明的方法的优点是含磷的沉淀可经回收并再加工用于其他用途。
实施例
下面详细描述本发明的实施方式，这些实施方式的示例之一在附图中示出。
下面的描述公开了本发明的一些实施方式，具体到本领域技术人员基于本说明书能使用本发明。并非对实施方式的所有步骤均进行详细讨论，因为基于本说明书的许多步骤对于本领域的技术人员而言是显而易见的。
为简明起见，下述示例性实施方式中重复组件情况中的术语编号保持一致。
图1显示根据本发明一个实施方式的方法，其用于降低来自包含条件为酸性的至少一个阶段的过程的流出物或过滤物中的磷。在该实施方式中，该过程包含条件为酸性的至少两个分开的过程阶段。步骤a)中，流出物或过滤物的第一部分获自一个该阶段。流出物或过滤物的第二部分在步骤a2)中获自不同的阶段，或获自单一阶段的流出物或过滤物在步骤a3)中分为第一部分和第二部分。因此所获的第一部分输送至步骤b)。在纯化阶段，在步骤b)中加入碱性试剂例如Ca(OH)2以调节流出物或过滤物的第一部分的pH至碱性。在步骤c)中，使磷发生沉淀，并且沉淀经分离以产生纯化的流出物或过滤物和含步骤d)中的沉淀的污泥。已从中分离沉淀的纯化的流出物或过滤物可在步骤f)中与步骤a2)或a3)中所获的流出物或过滤物的第二部分合并。含沉淀的污泥在步骤e)中在绿沉渣过滤阶段中进行过滤。从而可获得含沉淀的滤饼和绿色滤器沉渣。
图2显示根据本发明一个实施方式的系统，其用于降低来自包含条件为酸性的至少一个阶段的化学制浆过程的流出物或过滤物中的磷。为了简明起见，可作为系统的部分的多个组件未包括在该示意图中。具体地，为了简明起见，除了绿沉渣过滤装置5和消化装置1与绿沉渣过滤装置5之间的任何流体连通之外，化学回收系统的其他组件未包括在内。
在该示例性实施方式中，系统包含用于烧煮来自木质纤维素材料的浆料的消化装置1。浆料(常称为“粗浆”)从消化装置1输送到洗涤装置2以洗涤浆料。洗涤装置2可包含例如一个或两个粗浆洗涤器，通常使用逆流流动。洗涤的浆料输送至漂白装置3。在该实施方式中，漂白装置包含三个漂白阶段，标记为3’、3”和3”’。在该实施方式中，第一漂白阶段3’是条件为酸性的漂白阶段，例如A/D1阶段；阶段3”和3”’可为酸性或碱性。该系统还可包含用于干燥浆料的装置11。漂白装置3包含用于从获自漂白阶段3’的浆料中分离酸性流出物或过滤物的装置4。该系统还包含具有装置7和分离装置8的纯化装置6，装置7适用于混合碱性试剂与酸性流出物或过滤物的至少一部分并允许磷以磷酸盐的形式沉淀，分离装置8用于分离沉淀以产生纯化的流出物或过滤物和含所述沉淀的污泥。所述分离装置可为例如盘式过滤器。提供第一导管9，其用于将流出物或过滤物的至少一部分从用于分离流出物或过滤物与浆料的装置4输送到纯化装置6，特别是输送到适用于混合碱性试剂与酸性流出物或过滤物的至少一部分并允许磷以磷酸盐的形式沉淀的装置7。提供第二导管10，其用于将含沉淀的污泥从纯化装置6，特别是从分离装置8输送到绿液沉渣过滤装置5中。该实施方式还包含第三导管13，其用于输送获自用于分离流出物或过滤物于浆料的装置4的酸性流出物或过滤物的第二部分；和第四导管14，其用于输送来自分离装置8的纯化的流出物或过滤物。第三导管13与用于从浆料中分离流出物或过滤物的装置4连接。第四导管14与用于分离沉淀以产生纯化的流出物或过滤物的分离装置8连接。第三导管13和第四导管14直接或间接连接，用于合并纯化的流出物或过滤物和酸性流出物或过滤物的第二部分。第三导管13和第四导管14可经连接，从而例如使它们形成将纯化的流出物或过滤物与酸性流出物或过滤物的第二部分的合并物输送至废水处理车间12并进一步排出的导管。
对本领域技术人员显而易见的是，随着科技的发展，本发明的基本理念可通过各种方式实施。因此本发明及其实施方式不限于以上实施例，可以在权利要求书的范围内变化。

Claims (21)

1.一种减少来自过程的流出物或过滤物中的磷的方法，所述过程包括用绿液沉渣滤器过滤绿液沉渣的阶段和条件为酸性的至少一个阶段，所述过程是化学制浆过程，其中所述方法包括以下步骤：
a1)从条件为酸性的阶段中获取流出物或过滤物的第一部分，所述流出物或过滤物是酸性漂白流出物或酸性漂白过滤物；
a2)从条件为酸性的相同或不同阶段中获取流出物或过滤物的第二部分，所述流出物或过滤物是酸性漂白流出物或酸性漂白过滤物，所述流出物或过滤物的第一部分具有比第二部分更高的磷含量；
b)用碱性试剂将所述流出物或过滤物的所述第一部分的pH调节为碱性；
c)允许磷以磷酸盐的形式沉淀；
d)分离所述沉淀以产生纯化的流出物或过滤物和含所述沉淀的污泥；
e)用绿液沉渣滤器过滤获自步骤d)的含所述沉淀的污泥；和
f)将纯化的流出物或过滤物与所述流出物或过滤物的所述第二部分合并。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述沉淀在步骤d)中通过倾析、澄清、漂浮、沉降或过滤进行分离。
3.如权利要求1所述的方法，其中获自步骤d)的含所述沉淀的污泥在步骤e)中过滤以获得含所述过滤的沉淀的滤饼；并且所述方法还包含回收所述滤饼的步骤g)。
4.如权利要求1所述的方法，其中获自步骤d)的含所述沉淀的污泥和绿液沉渣在步骤e)中过滤以获得含所述沉淀和绿液沉渣的滤饼；并且所述方法还包含回收所述滤饼的步骤g)。
5.如权利要求1所述的方法，其中获自步骤d)的含所述沉淀的污泥在步骤e)中使用预涂敷有石灰泥层的绿液沉渣滤器进行过滤。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述流出物或过滤物从化学浆料厂的纤维流水线操作中流出。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述流出物或过滤物获自条件为酸性的过程的第一阶段。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述流出物或过滤物的所述第一部分获自条件为酸性的第一阶段；并且所述流出物或过滤物的所述第二部分获自条件为酸性的第二阶段。
9.如权利要求1所述的方法，其中获自步骤a1)和/或a2)的所述流出物或过滤物的pH低于7。
10.如权利要求1所述的方法，其中获自步骤a1)和/或a2)的所述流出物或过滤物的pH低于6。
11.如权利要求1所述的方法，其中获自步骤a1)和/或a2)的所述流出物或过滤物的pH低于3。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述酸性漂白过滤物或酸性漂白流出物是获自第一酸性漂白阶段的酸性漂白过滤物或酸性漂白流出物。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述流出物或过滤物的所述第一部分的pH在步骤b)中调节至8–14。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述流出物或过滤物的所述第一部分的pH在步骤b)中调节至8–12。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述流出物或过滤物的所述第一部分的pH在步骤b)中调节至9–10。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述流出物或过滤物的所述第一部分的pH在步骤b)中调节至9.5–9.8。
17.如权利要求1所述的方法，其中所述碱性试剂是
CaO；
碱金属氢氧化物；
Ca(OH)2；
NH4OH；
碱性流出物或过滤物；或其任何混合物。
18.如权利要求1所述的方法，其中所述碱性试剂是
NaOH；
碱性漂白流出物或过滤物；或
其任何混合物。
19.如权利要求1所述的方法，其中所述流出物或过滤物的所述第一部分由所述流出物或过滤物总体积的2–95％(v/v)组成。
20.如权利要求1所述的方法，其中所述流出物或过滤物的所述第一部分由所述流出物或过滤物总体积的5–50％(v/v)组成。
21.如权利要求1所述的方法，其中所述流出物或过滤物的所述第一部分由所述流出物或过滤物总体积的10–40％(v/v)组成。
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