CN106868913B - 二元阳离子助留体系的助滤方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及二元阳离子助留体系的助滤方法，在原白水中先后加入阳离子型的高分子量低电荷密度的聚丙烯酰胺和低分子量高电荷密度的阳离子型有机微粒，聚丙烯酰胺和阳离子型有机微粒组成二元阳离子助留体系，聚丙烯酰胺和阳离子型有机微粒添加量少，经过二元阳离子助留体系助滤后的白水浓度在0.5%以下，有效维持整个湿部系统的白水平衡。

Description

二元阳离子助留体系的助滤方法
技术领域
本发明涉及造纸技术领域，尤其涉及二元阳离子助留体系的助滤方法。
背景技术
随着环保的要求越来越严格，治理造纸产生的白水所需的成本也越来越高，这要求我们尽量减少外排水。白水即抄纸工段废水，它来源于造纸车间纸张抄造过程。白水主要含有细小纤维、填料、涂料和溶解了的木材成分，以及添加的胶料、湿强剂、防腐剂等，以不溶性COD为主，可生化性较低，其加入的防腐剂有一定的毒性。白水水量较大，但其所含的有机污染负荷远远低于蒸煮黑液和中段废水。这对我们的白水系统提出了很高的要求，必须使用封闭白水，而封闭白水系统容易随着细小纤维的增多易导致整个湿部系统崩溃。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了二元阳离子助留体系的助滤方法，具体技术方案如下：
二元阳离子助留体系的助滤方法，包括以下步骤：
步骤一、在白水池中加入质量分数为2%的聚丙烯酰胺溶液，白水池中的原白水与质量分数为2%的聚丙烯酰胺溶液之间的质量比为(4900~6567):100，在80~90转/分的转速下搅拌10~15分钟后使用隔膜式压滤机进行过滤，得到第一滤液；
步骤二、往第一滤液中加入阳离子型有机微粒，第一滤液与阳离子型有机微粒之间的质量比为(15285~19900):100；加入阳离子型有机微粒后，第一滤液在100Hz振动频率和25~35℃下超声分散2~3分钟，再次使用隔膜式压滤机进行过滤，得到第二滤液，第二滤液即为助滤后的白水。
作为上述技术方案的改进，所述阳离子型有机微粒是由聚乙烯胺、甘油、双酚A型环氧树脂按照质量比1:97.5:1.5的比例组成。
作为上述技术方案的改进，所述阳离子型有机微粒的制作方法，按照配比量称取聚乙烯胺、甘油、双酚A型环氧树脂，聚乙烯胺、甘油、双酚A型环氧树脂加入高剪釜，开启高剪釜搅拌桨，将分散电机调至50HZ，乳化电机调至50HZ，搅拌30分钟得到半成品，将半成品在120Hz振动频率和35~40℃下超声分散1~2小时即得所述阳离子型有机微粒。
作为上述技术方案的改进，所述双酚A型环氧树脂的平均分子量为5000~7000。
作为上述技术方案的改进，所述助滤后的白水浓度小于0.5%。
在原白水中，纤维本身带有负电荷，选用阳离子型的高分子量低电荷密度的聚丙烯酰胺和低分子量高电荷密度的阳离子型有机微粒组成二元阳离子助留体系。
二元阳离子助留体系作用机理：
1）、浆料和大部分的填料都是呈电阴性的，加入二元阳离子助留体系后可中和整个浆料的Zeta电位，当电位趋向等电点时，能减少纤维和填料之间的排斥力，有效提高助留性能，并且能改变纤维和填料表面定向排列的水分子，使其更容易释放出来，加快滤水。
2）、高电荷密度的阳离子型有机微粒会抢先吸附部分纤维或者填料，形成局部区域性阳电荷，这些纤维或者填料的局部阳电荷可和其他的纤维或者填料结合而产生嵌镶，使细小纤维和填料得到保留。
3）、高分子量的聚丙烯酰胺因其分子链长，可在纤维，填料粒子等空隙间架桥，并形成絮聚，可有效地拦截纤维或者填料随脱水而脱离。
4）、细小纤维和填料的絮聚能有效地减少其比表面积，加速脱水作用。
本发明的有益效果：在原白水中先后加入阳离子型的高分子量低电荷密度的聚丙烯酰胺和低分子量高电荷密度的阳离子型有机微粒，聚丙烯酰胺和阳离子型有机微粒组成二元阳离子助留体系，聚丙烯酰胺和阳离子型有机微粒添加量少，经过二元阳离子助留体系助滤后的白水浓度在0.5%以下，有效维持整个湿部系统的白水平衡。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
1）、在白水池中加入质量分数为2%的聚丙烯酰胺溶液，白水池中的原白水与质量分数为2%的聚丙烯酰胺溶液之间的质量比为4900:100，在80~90转/分的转速下搅拌10~15分钟后使用隔膜式压滤机进行过滤，得到第一滤液；
2）、将1Kg聚乙烯胺、97.5Kg甘油、1.5Kg平均分子量为5000~7000的双酚A型环氧树脂加入高剪釜，开启高剪釜搅拌桨，将分散电机调至50HZ，乳化电机调至50HZ，搅拌30分钟得到半成品，将半成品在120Hz振动频率和35~40℃下超声分散1~2小时即得所述阳离子型有机微粒。
3）、往第一滤液中加入阳离子型有机微粒，第一滤液与阳离子型有机微粒之间的质量比为15285:100；加入阳离子型有机微粒后，第一滤液在100Hz振动频率和25~35℃下超声分散2~3分钟，再次使用隔膜式压滤机进行过滤，得到第二滤液，第二滤液即为助滤后的白水，所述助滤后的白水浓度为0.46~0.47%。
实施例2
1）、在白水池中加入质量分数为2%的聚丙烯酰胺溶液，白水池中的原白水与质量分数为2%的聚丙烯酰胺溶液之间的质量比为5500:100，在80~90转/分的转速下搅拌10~15分钟后使用隔膜式压滤机进行过滤，得到第一滤液；
2）、将1Kg聚乙烯胺、97.5Kg甘油、1.5Kg平均分子量为5000~7000的双酚A型环氧树脂加入高剪釜，开启高剪釜搅拌桨，将分散电机调至50HZ，乳化电机调至50HZ，搅拌30分钟得到半成品，将半成品在120Hz振动频率和35~40℃下超声分散1~2小时即得所述阳离子型有机微粒。
3）、往第一滤液中加入阳离子型有机微粒，第一滤液与阳离子型有机微粒之间的质量比为18500:100；加入阳离子型有机微粒后，第一滤液在100Hz振动频率和25~35℃下超声分散2~3分钟，再次使用隔膜式压滤机进行过滤，得到第二滤液，第二滤液即为助滤后的白水，所述助滤后的白水浓度为0.41~0.44%。
实施例3
1）、在白水池中加入质量分数为2%的聚丙烯酰胺溶液，白水池中的原白水与质量分数为2%的聚丙烯酰胺溶液之间的质量比为6567:100，在80~90转/分的转速下搅拌10~15分钟后使用隔膜式压滤机进行过滤，得到第一滤液；
2）、将1Kg聚乙烯胺、97.5Kg甘油、1.5Kg平均分子量为5000~7000的双酚A型环氧树脂加入高剪釜，开启高剪釜搅拌桨，将分散电机调至50HZ，乳化电机调至50HZ，搅拌30分钟得到半成品，将半成品在120Hz振动频率和35~40℃下超声分散1~2小时即得所述阳离子型有机微粒。
3）、往第一滤液中加入阳离子型有机微粒，第一滤液与阳离子型有机微粒之间的质量比为19900:100；加入阳离子型有机微粒后，第一滤液在100Hz振动频率和25~35℃下超声分散2~3分钟，再次使用隔膜式压滤机进行过滤，得到第二滤液，第二滤液即为助滤后的白水，所述助滤后的白水浓度为0.39~0.42%。
在上述实施例中，由于聚丙烯酰胺的产品性能决定了它随着时间的推移，助留助滤的效果增长大大慢于其对纤维絮聚的影响，过度的絮聚会导致成纸匀度差；为尽量减少絮聚的影响，聚丙烯酰胺加在阳离子型有机微粒的前面。经过大量实验发现，加入200PPM左右的聚丙烯酰胺时，白水浓度控制不住，会升高到0.8%-0.9%，此时尽管阳离子型有机微粒的质量浓度提升至300PPM，白水浓度仍旧得不到改善。但在加入300~400PPM的聚丙烯酰胺时，阳离子型有机微粒只需很少的添加量就能控制住白水的浓度，在本发明中聚乙烯胺的质量浓度控制在50~65PPM，聚丙烯酰胺和阳离子型有机微粒形成二元阳离子助留体系能够显著助滤原白水，助滤后的白水浓度保持在0.5%以下。阳离子型有机微粒主要起助滤效果，对保留影响较小。
聚乙烯胺是带有可电离基团的长链高分子，其在水中会发生电离，使高分子链上带上电荷，聚乙烯胺电离后成为阳离子高分子；聚乙烯胺直接加入到水中需要长时间的搅拌才能够缓慢形成阳离子型有机微粒，聚乙烯胺能够溶于甘油，双酚A型环氧树脂又不溶于甘油，在高速分散以及超声分散下，聚乙烯胺能够在甘油中以双酚A型环氧树脂为介质微粒形成阳离子型有机微粒，其中，超声分散能够显著提高双酚A型环氧树脂的分散效果，阳离子型有机微粒在超声分散下能够迅速溶于水中，甘油与水互溶，双酚A型环氧树脂也不溶于水，在水中电离的聚乙烯胺会迅速以双酚A型环氧树脂为介质吸附部分纤维、填料，有助于后续过筛和分离。此二元阳离子助留体系可有效维持整个湿部系统的白水平衡。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.二元阳离子助留体系的助滤方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、在白水池中加入质量分数为2%的聚丙烯酰胺溶液，白水池中的原白水与质量分数为2%的聚丙烯酰胺溶液之间的质量比为(4900~6567):100，在80~90转/分的转速下搅拌10~15分钟后使用隔膜式压滤机进行过滤，得到第一滤液；
步骤二、往第一滤液中加入阳离子型有机微粒，第一滤液与阳离子型有机微粒之间的质量比为(15285~19900):100；加入阳离子型有机微粒后，第一滤液在100Hz振动频率和25~35℃下超声分散2~3分钟，再次使用隔膜式压滤机进行过滤，得到第二滤液，第二滤液即为助滤后的白水；
所述阳离子型有机微粒是由聚乙烯胺、甘油、双酚A型环氧树脂按照质量比1:97.5:1.5的比例组成；
所述阳离子型有机微粒的制作方法，按照配比量称取聚乙烯胺、甘油、双酚A型环氧树脂，聚乙烯胺、甘油、双酚A型环氧树脂加入高剪釜，开启高剪釜搅拌桨，将分散电机调至50Hz，乳化电机调至50Hz，搅拌30分钟得到半成品，将半成品在120Hz振动频率和35~40℃下超声分散1~2小时即得所述阳离子型有机微粒。
2.根据权利要求1所述的二元阳离子助留体系的助滤方法，其特征在于：所述双酚A型环氧树脂的平均分子量为5000~7000。
3.根据权利要求1所述的二元阳离子助留体系的助滤方法，其特征在于：所述助滤后的白水浓度小于0.5%。
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