CN107935230A - 一种复合密封材料纸机白水陶瓷膜处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种复合密封材料纸机白水陶瓷膜处理方法。将复合密封材料纸机白水进行絮凝预处理，降低部分悬浮物含量，选择常用絮凝剂并进行絮凝效果影响因素分析，确定絮凝剂为聚合氯化铝铁(PAFC)并复配高分子有机絮凝剂，将絮凝后白水经20nm孔径的陶瓷膜进行膜处理，其最优运行条件为：温度25℃、压差2bar、膜面流速4.8m/s。在此条件下，渗透液中CODCr、SS和浊度去除率在絮凝预处理基础上进一步提高到93.8％、100％和100％。经膜处理后的白水其各项指标均达到工业废水回用要求，完全可以代替新鲜水回用于生产中。对使用后的膜进行通量恢复，组合清洗效果最好，膜通量恢复高达98％。
Description
技术领域
本发明属于制浆造纸工业的环境保护技术领域，提供了一种复合密封材料纸机白水的陶瓷膜处理方法，适用于使用造纸法生产复合密封材料纸机白水的处理和回用。
背景技术
膜分离技术是近30年在工业上大规模应用的技术。其原理是利用膜对化合物中各组分的选择性渗透作用，以外界能量或化学位差为推动力对混合物进行分离、浓缩、提纯等的方法。具有高效、节能、工艺简单的特点。目前膜分离技术已发展成为一种重要的分离方法。其主要应用于化工、食品、制糖、医药、纯水、环境工程领域等方面。
将膜分离技术应用于制浆造纸工业是目前国际上膜科学与造纸科学领域的研究热点，是极具挑战性的研究领域之一。膜分离在APMP制浆废液浓缩方面，用于化机浆制浆废液的浓缩，取代部分蒸发过程，取得较好的结果。膜分离技术在造纸工业废水处理中的应用可进一步拓展，且随着环境治理重视，污染排放标准的严格执行，排污成本会进一步增加，膜分离的应用前景会越来越好。
复合密封材料纸机白水中主要为化学纤维、植物纤维及矿物纤维的细小纤维，并含有大量的填料及胶乳，以某纸厂为例，t产品网下浓白水、冲网洗毯水、真空密封水总量在100t左右，对应的新鲜水消耗量也在100t左右，而纸厂新鲜水价格为5元/t，意味着t产品仅新鲜水耗的成本就高达500元。网下白水总排口实测COD浓度为400mg/L左右，必须在厂内进行适当的治理，普通处理后出水水质可以达到排放标准，但是难以替代新鲜水实现节水；膜分离有着占地面积小、分离效率高的优势，是个合适的选择。我院设计加工的中试膜分离装置，初步实验结果显示该系统处理复合密封材料浓白水能力在60t/d以上，单独处理冲网洗毯水能力可能会更高，通过系统的实验优化及改造可以用于复合密封材料白水的厂内治理。膜处理出水替代部分新鲜水回用，降低生产成本。
目前，尚未找到膜处理复合密封材料纸机白水的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于：形成包括白水预处理、膜分离操作条件及膜污染清洗恢复的复合密封材料白水膜分离处理工艺，使处理后的白水实现回用。
首先将复合密封材料纸机白水进行絮凝预处理，降低部分悬浮物含量。选择常用絮凝剂并进行絮凝效果影响因素分析，确定絮凝剂为聚合氯化铝铁(PAFC)并复配高分子有机絮凝剂。将絮凝后白水经20nm孔径的陶瓷膜进行膜处理，其最优运行条件为：温度25℃、压差2bar、膜面流速4.8m/s。在此条件下，渗透液中CODCr、SS和浊度去除率在絮凝预处理基础上进一步提高到93.8％、100％和100％。经膜处理后的白水其各项指标均达到工业废水回用要求，完全可以代替新鲜水回用于生产中。对使用后的膜进行通量恢复，组合清洗效果最好，膜通量恢复高达98％。
本发明的优点在于：与传统的分离过程如沉淀、过滤、砂滤、蒸发、结晶、重结晶、吸附、脱色等相比，本发明具有操作简单，操作环境安全，设备占地少，能耗较低和没有相变，化学试剂用量少，对环境无污染等特点。
具体实施方式
本发明具体的实施和操作方式为：
第一步，白水的预处理技术研究
研究白水预过滤技术，对包括沉淀、预过滤、絮凝等白水预处理技术进行研究，有效去除白水中对膜污染堵塞影响较大的重质颗粒，保证后续膜过滤的顺利进行。将复合密封材料纸机白水分别进行粗滤、自然静置和絮凝预处理。通过考察CODCr、SS和浊度去除率，粗滤用时最短但效果最差，自然静置虽操作简单，但处理效果一般，絮凝预处理去除率最高，效果也最好。故选择絮凝预处理。
第二步，膜分离条件的优化研究
在复合密封材料白水性质的研究基础上，通过对膜孔径的优选，采用不同跨膜压力、膜面流速、操作温度等参数下对白水进行膜分离研究，考察对膜通量以及分离后水质的影响，形成透过液回用/达标排放、截留物回用相关的技术方案。选择常用絮凝剂并进行絮凝效果影响因素分析，确定絮凝剂为聚合氯化铝铁(PAFC)并复配高分子有机絮凝剂。优化工艺为：PAFC和高分子有机絮凝剂用量分别为60ppm和3ppm，絮凝温度为25℃，絮凝沉降时间为5min，絮凝后白水中CODCr、SS和浊度去除率分别达到76.2％、62.4％和93.8％。将絮凝后白水经1.4μm、0.8μm、0.2μm、50nm及20nm等5种不同孔径的实验室陶瓷膜进行处理，通过考察膜通量和透过液水质，认为20nm孔径的膜效果最好，其最优运行条件为：温度25℃、压差2bar、膜面流速4.8m/s。在此条件下，透过液中CODCr、SS和浊度去除率在絮凝预处理基础上进一步提高到93.8％、100％和100％。经膜处理后的白水其各项指标均达到工业废水回用要求，完全可以代替新鲜水回用于生产中。
第三步，膜污染预防及清洗通量恢复研究
研究陶瓷膜过滤复合密封材料的清洗通量恢复技术，分析造成膜污染的因素，针对过滤过程中堵塞膜孔的污染物质的具体成分，对陶瓷膜管线上的污染物及膜表面的沉积物的预清洗，膜、陶瓷支撑层污染物的清洗等过程所用的化学药剂配方进行对比，优化出适合于过滤复合密封材料白水的陶瓷膜分离工艺的清洗方案。单一清洗剂效果最好为2％NaOH，65℃，膜通量恢复84％；组合清洗效果最好为2％NaOH、65℃+1％HNO3、30℃+1％SDBS、30℃，膜通量恢复高达98％。
第四步，生产应用
采用实验室研究结果应用于复合密封材料车间白水的处理中，在9m2陶瓷膜分离系统中进行中试验证，并针对中试系统进行进一步的优化改进。中试试验结果与实验室基本一致。处理后的白水CODCr、SS和浊度去除率分别达到97％、100％和100％。中试出水也完全满足纸机网部喷淋及真空泵密封用水的水质要求。
Claims (1)
1.一种复合密封材料纸机白水陶瓷膜处理方法，其特征步骤是：
复合密封材料纸机白水60ppm聚合氯化铝复配3ppm阳离子聚丙烯酰胺絮凝预处理，絮凝温度为25℃，絮凝沉降时间为5min，絮凝后白水中CODCr、SS和浊度去除率分别达到76.2％、62.4％和93.8％；将絮凝后白水经20nm孔径的陶瓷膜进行膜处理，温度25℃、压差2bar、膜面流速4.8m/s，渗透液中CODCr、SS和浊度去除率93.8％、100％和100％；对使用后的膜进行通量恢复，2％NaOH、65℃+1％HNO3、30℃+1％SDBS、30℃组合清洗，膜通量恢复98％。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180420 |