CN111676725A - 一种用于造纸工艺中污泥回用的药剂及其使用方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于造纸工艺中污泥回用的药剂及其使用方法和装置，包括如下步骤：S1、污泥调节，将收集的污泥筛分去除杂质，进入污泥调节池中进行搅拌，并调整好污泥浓度成污泥浆，所述污泥浆泵入污泥储存池中储存备用；S2、药剂制备，将药剂与稀释水按比例混合制得药剂溶液，所述药剂组分为丙烯酰胺22‑26％，聚乙烯胺24‑28％；变性淀粉23‑27％；甲壳素4‑6.5％；硫酸铝和聚合氯化铝14‑17％；S3、絮凝造纸，将污泥储存池中的污泥浆与药剂溶液混合反应后，添加至浆料、白水中混合均匀，抄造成纸；所述药剂的绝干质量、水、污泥浆中的绝干污泥的质量比例为1:23‑26:18‑21。该药剂使用简单，通过与适宜浓度的污泥流动自然混合，适用于造纸生产线的白水循环系统中，方便可控调节。

Description

一种用于造纸工艺中污泥回用的药剂及其使用方法和装置

技术领域

本发明涉及造纸废水处理领域，特别涉及一种用于造纸工艺中污泥回用的药剂及其使用方法和装置。

背景技术

造纸白水(以下简称：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，其中长纤维被抄纸时中页带走，细小纤维是抄纸成型时随网部脱水时白水中带出来的产物，随网部白水流失的是细小纤维。白水中以不溶性COD为主，可生化性较低，其加入的防腐剂有一定的毒性，现在几乎所有的造纸厂造纸车间都采用了部分或全封闭系统以降低造纸耗水量，节约动力消耗，提高白水回用率，减少多余白水排放。

因纸厂白水中的污泥未能合理有效地处理，造成白水循环系统差，生产质量不稳定，环境恶劣，环保处理成本高，纸厂的环保压力越来越大，白水在生产车间不断循环，造成系统中的水质越来越差(白水浓度高，粘度大，且水中含有一股酸臭味)，造成系统混乱，网部脱水困难，直接影响到造纸车间生产的稳定和产品质量的波动：产生的污泥处理困难，且处理成本高，环保压力大。

其中申请号为201310254740.3的中国发明专利，虽将污泥进行了回用，但采用的有机溴类化合物毒性较大，不宜使用于现代化的造纸工艺流程中。申请号为201510822389.2的中国发明专利，涉及一种用于造纸废水处理的药剂，需将各组分在反应釜内制备，操作繁琐，不能将药剂原料直接适用于造纸废水的生产线中，综上所述，需提出一种新的药剂和方法及装置解决相关问题。

发明内容

本发明为了克服现有技术的缺点，提供一种用于造纸工艺中污泥回用的药剂及其使用方法和装置，解决了因纸厂污泥未能合理有效地处理，造成白水循环系统差，生产质量不稳定，环境恶劣，环保处理成本高的系列问题，研发了污泥变性转换处理装置及工艺，把造纸白水系统中的细小纤维、SS等沉淀出来的污泥(75％是细小纤维)，变性处理后，进行回收利用，变废为宝。

本发明是一种用于造纸工艺中污泥回用的药剂，包括如下重量份的组分：

丙烯酰胺22-26％，聚乙烯胺24-28％；变性淀粉23-27％；甲壳素4-6.5％；硫酸铝和聚合氯化铝14-17％。

更进一步地，所述硫酸铝的组分为7-8.5％，所述聚合氯化铝的组分为7-8.5％

更进一步地，药剂包括如下重量份的组分：丙烯酰胺25％；聚乙烯胺28％；变性淀粉25％；甲壳素5％；硫酸铝8.5％；聚合氯化铝8.5％。

根据所述的药剂用于造纸工艺中污泥回用的方法，包括如下步骤：

S1、污泥调节，将收集的污泥筛分去除杂质，进入污泥调节池中进行搅拌，并调整好污泥浓度成污泥浆，所述污泥浆泵入污泥储存池中储存备用；

S2、药剂制备，将药剂与稀释水按比例混合制得药剂溶液，丙烯酰胺22-26％，聚乙烯胺24-28％；变性淀粉23-27％；甲壳素4-6.5％；硫酸铝和聚合氯化铝14-17％；

S3、絮凝造纸，将污泥储存池中的污泥浆与药剂溶液混合反应后，添加至浆料、白水中混合均匀，抄造成纸；所述药剂的绝干质量、水、污泥浆中的绝干污泥的质量比例为1:23-26:18-21。

具体地，步骤S1中，所述污泥浆的浓度为1-3％。

具体地，步骤S3中，与药剂溶液混合反应后的污泥与浆料、白水中的混合比例为1-2:9-10:88.5-89.5。

更进一步地，步骤S3中，与药剂溶液混合反应后的污泥与浆料、白水中的混合比例为1.5:9.5:89。

更进一步地，步骤S1中，污泥浆泵入污泥储存池后进一步搅拌，所述污泥调节池与污泥储存池的搅拌速率为45-60r/min。

更进一步地，所述污泥与药剂溶液混合反应后，进行取样验证，达标后添加至浆料、白水中混合。

进一步地，取样验证不达标，将污泥泵入污泥储存池中，进入步骤S3，达标后添加至浆料、白水中混合均匀，抄造成纸。

根据所述的方法用于造纸工艺中污泥回用的装置，包括污泥调节单元、药剂混合单元、污泥混合单元；

所述污泥调节单元包括依次连通的污泥沉淀池、振筛、污泥调节池、污泥储存池，所述污泥调节池、污泥储存池中设有搅拌装置；

所述药剂混合单元包括加药泵、稀释水管道、静态混合器，所述静态混合器上设有第一入口端、第二入口端、出口端，所述加药泵通过加药管道与第一入口端连通，所述稀释水管道与第二入口端连通；

所述污泥混合单元包括污泥混合器，所述污泥混合器上设有混合入口管道和混合出口管道，所述混合入口管道与污泥储存池、出口端连通。

进一步地，所述混合出口管道上设有取样口。

进一步地，所述污泥储存池的底部外侧设有污泥泵，所述污泥泵上设有泵入管道和泵出管道，所述泵入管道与污泥储存池的底部连通，所述泵出管道与混合入口管道连通，所述泵出管道上设有污泥取样口。

更进一步地，所述泵出管道上设有污泥流量计。

更进一步地，所述污泥混合器上还设有排污阀，所述排污阀连通至污泥调节单元。

进一步地，所述出口端安装有出口端管道，所述出口端管道与混合入口管道连通，所述出口端管道上设有止回阀。

进一步地，所述稀释水管道上设有管浮子流量计，所述加药管道上设有电磁流量计。

具体地，所述振筛为高频振筛或压力筛。

本发明一种用于造纸工艺中污泥回用的药剂及其使用方法和装置有以下特点：

1、本发明的药剂无毒、无杂质，降低了二次污染的风险，不会对操作人员身心健康造成不利影响；

2、该药剂使用简单，药剂原料可直接按比例配制后，通过与适宜浓度的污泥浆流动自然混合，适用于造纸生产线的白水循环系统中，方便可控调节；

3、将白水循环系统中的污泥进行沉淀分离后，再将污泥中大片或大颗粒的杂质清理出来，利于车间正常生产及质量稳定；

4、在药剂和装置的综合反应下，让白水中的污泥产生变性反应，污泥中的细小纤维由原来的阴离子变成带阳离子氢键的细小纤维，会自动吸附到长纤维上，污泥中的残余细小纤维回用到生产车间，同时提高了纸页的匀度；

5、通过本发明的药剂及其使用方法和装置，使污泥中残余纤维(细小纤维)得以回收利用，且利用率达95％以上，达到变废为宝的目的，降低了生产成本，提高了产品质量，增加了生产的效益。

附图说明

图1为用于造纸工艺中污泥回用的方法流程示意图；

图2为用于造纸工艺中污泥回用的装置结构示意图；

其中，1-污泥调节单元；2-药剂混合单元；3-污泥混合单元；4-污泥沉淀池；5-振筛；6-污泥调节池；7-污泥储存池；8-搅拌装置；9-加药泵；10-稀释水管道；11-静态混合器；12-第一入口端；13-第二入口端；14-出口端；15-出口端管道；16-止回阀；17-加药管道；18-污泥混合器；19-混合入口管道；20-混合出口管道；21-污泥泵；22-泵入管道；23-泵出管道；24-污泥取样口；25-管浮子流量计；26-电磁流量计；27-排污阀；28-污泥流量计；29-冲浆泵；30-取样口；31-冲浆白水池；32-抄纸压力筛。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明是一种用于造纸工艺中污泥回用的药剂，包括如下重量份的组分：

药剂包括如下重量份的组分：丙烯酰胺25％；聚乙烯胺28％；变性淀粉25％；甲壳素5％；硫酸铝8.5％；聚合氯化铝8.5％。

其中丙烯酰胺中具有阳性基因(－CONH₂)，能于分散于溶液中的悬浮粒子吸咐和架桥，有着极强的絮凝作用，它能够加速悬浮液中的粒子的沉降，有非常明显的加快溶液的澄清，促进过滤等效果；

聚乙烯胺同样对污泥有很好的助留助滤效果；

变性淀粉中的阳离子对纸页有增强的作用；

甲壳素易于溶解，溶解后的氨基(NH²⁺)可通过结合负电子来抑制细菌,同时还具有较好的吸附作用；

硫酸铝和聚合氯化铝吸附能力强，净水效果优于所有传统的无机净水剂；投入污泥浆中后形成的絮凝体大，沉淀速度快，活性高，过滤性好；且对各种原水的适应性强，对污泥浆的PH值影响极小(PH值4-11),不论原水浊度高低，废水污染物浓度大小，其净化效果显著。用量少；对设备、管道腐蚀性小，操作方便，投药量小，净化成本低。

如图1所示，根据所述的药剂用于造纸工艺中污泥回用的方法，包括如下步骤：

S1、污泥调节，将收集的污泥筛分去除杂质，进入污泥调节池中进行搅拌，并调整好污泥浓度成污泥浆，所述污泥浆泵入污泥储存池中储存备用；

S2、药剂制备，将药剂(即图2中的污泥回用剂)与稀释水按比例混合制得药剂溶液，丙烯酰胺25％；聚乙烯胺28％；变性淀粉25％；甲壳素5％；硫酸铝8.5％；聚合氯化铝8.5％；

S3、絮凝造纸，将污泥储存池中的污泥浆与药剂溶液混合反应后，添加至浆料、白水中混合均匀，抄造成纸；所述药剂的绝干质量、水、污泥浆中的绝干污泥的质量比例为1:25:20。

步骤S1中，所述污泥浆的浓度为1.5％。

步骤S1中，污泥泵入污泥储存池后进一步搅拌，所述污泥调节池与污泥储存池的搅拌速率为45-60r/min。本实施例中为55r/min，采用浆式搅拌装置进行搅拌。

所述污泥浆与药剂溶液混合反应后，进行取样验证，达标后添加至浆料、白水中混合。取样验证不达标，将污泥浆泵入污泥储存池中，进入步骤S3，达标后添加至浆料、白水中混合均匀，抄造成纸。本实施例中其反应达标标准通过肉眼观察其反应效果，未达标的污泥和水混合在一起，呈浑浊状态；达标后的污泥和水分离明显，呈细小颗粒状，泥水分离明显，达到泥水分离的目的，同时污泥有细小颗粒状絮聚。再与造纸生产线上冲浆白水池中的浆料、白水混合后，其中与药剂溶液混合反应后的污泥与浆料、白水中的混合比例为1.5:9.5:89，抄造成纸，不会对纸品质量造成不利影响。通常冲浆白水池中的浆料、白水通过冲浆泵泵送至抄纸压力筛，流浆箱后进行抄纸。

如图2所示，根据所述的方法用于造纸工艺中污泥回用的装置，包括污泥调节单元、药剂混合单元、污泥混合单元；

所述污泥调节单元包括依次连通的污泥沉淀池、振筛、污泥调节池、污泥储存池，所述污泥调节池、污泥储存池中设有搅拌装置；

所述药剂混合单元包括加药泵、稀释水管道、静态混合器，所述静态混合器上设有第一入口端、第二入口端、出口端，所述加药泵通过加药管道与第一入口端连通，所述稀释水管道与第二入口端连通；

所述污泥混合单元包括污泥混合器，所述污泥混合器上设有混合入口管道和混合出口管道，所述混合入口管道与污泥储存池、出口端连通。

所述稀释水管道上设有管浮子流量计，所述加药管道上设有电磁流量计。

所述混合出口管道上设有取样口。便于对反应后的污泥浆进行取样验证。

所述污泥储存池的底部外侧设有污泥泵，所述污泥泵上设有泵入管道和泵出管道，所述泵入管道与污泥储存池的底部连通，所述泵出管道与混合入口管道连通，所述泵出管道上设有污泥取样口。取样口和污泥取样口为常规的管道取样结构，包括分支管道，分支管道上设有阀门。

所述污泥沉淀池、振筛、污泥调节池、污泥储存池均通过管道连通，管道上设有阀门，其中污泥沉淀池的底部通过管道与振筛连通，所述振筛为高频振筛(0.75-1.0mm)或压力筛(0.35-0.5mm)；振筛将污泥中的大片或大颗粒的杂质清理出来，利于车间正常生产及质量稳定；筛分后的污泥由污泥调节池上部投入，进行搅拌调节均匀，使污泥调节为均一性好的污泥浆，再由污泥调节池的底部泵送至污泥储存池上部，污泥储存池中进一步调节污泥浆的均一性，便于后期与药剂溶液充分反应，污泥泵由污泥储存池底部将污泥浆泵送至污泥混合器内，通过污泥泵的泵送，污泥浆具有较快的流速，有利于污泥浆与药剂溶液在污泥反应器内流动自然混合。污泥反应器的上部通过管道连通至冲浆泵，与冲浆白水池中的浆料及白水均匀混合后，进入抄纸工序。

所述泵出管道上设有污泥流量计。便于实时计量污泥泵入污泥反应器内的流量，可对药剂与污泥浆的流量进行把握，保证污泥浆的反应效果。

所述污泥混合器上还设有排污阀，所述排污阀连通至污泥调节单元。便于在药剂溶液与污泥浆混合反应的调试过程中，污泥浆未达到可进行抄造成纸的标准状态下，将污泥浆引流至污泥储存池内再次反应，避免不达标状态下直接抄纸，对整个生产线中纸品质量产生不利影响。

所述出口端安装有出口端管道，所述出口端管道与混合入口管道连通，所述出口端管道上设有止回阀。避免出口端管道内压力过大时，污泥浆回流至出口端管道内。上述方法和装置通过实验验证后，可使污泥的综合利用率达98％，其中污泥中细小纤维约占75％，其他杂质(填料、泥沙等)占约25％。

实施例2

用于造纸工艺中污泥回用的方法流程同实施例1，其区别仅在于药剂为如下重量份的组分：药剂包括如下重量份的组分：丙烯酰胺24％；聚乙烯胺27％；变性淀粉26％；甲壳素6.5％；硫酸铝8％；聚合氯化铝8.5％，在污泥混合器中混合反应，污泥的综合利用率达95％。

实施例3

用于造纸工艺中污泥回用的方法流程同实施例2，其区别仅在于药剂包括如下重量份的组分：丙烯酰胺26％；聚乙烯胺28％；变性淀粉26％；甲壳素4％；硫酸铝8％；聚合氯化铝8％，在污泥混合器中混合反应，污泥的综合利用率达97.2％。

实施例4

用于造纸工艺中污泥回用的方法流程同实施例3，其区别仅在于药剂为如下重量份的组分：药剂包括如下重量份的组分：丙烯酰胺25％；聚乙烯胺28％；变性淀粉25％；甲壳素6％；硫酸铝8％；聚合氯化铝8％，污泥的综合利用率达96％。

实施例5

用于造纸工艺中污泥回用的方法流程同实施例4，其区别仅在于药剂为如下重量份的组分：药剂包括如下重量份的组分：丙烯酰胺24％；聚乙烯胺27％；变性淀粉27％；甲壳素5.5％；硫酸铝8.5％；聚合氯化铝8％，污泥的综合利用率达96.7％。

Claims (10)

1.一种用于造纸工艺中污泥回用的药剂，其特征在于包括如下重量份的组分：

丙烯酰胺22-26％，聚乙烯胺24-28％；变性淀粉23-27％；甲壳素4-6.5％；硫酸铝和聚合氯化铝14-17％。

2.根据权利要求1所述的用于造纸工艺中污泥回用的药剂，其特征在于包括如下重量份的组分：丙烯酰胺25％；聚乙烯胺28％；变性淀粉25％；甲壳素5％；硫酸铝8.5％；聚合氯化铝8.5％。。

3.根据权利要求1-2任一项所述的药剂用于造纸工艺中污泥回用的方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、污泥调节，将收集的污泥筛分去除杂质，进入污泥调节池中进行搅拌，并调整好污泥浓度成污泥浆，所述污泥浆泵入污泥储存池中储存备用；

S2、药剂制备，将药剂与稀释水按比例混合制得药剂溶液，所述药剂组分为丙烯酰胺22-26％，聚乙烯胺24-28％；变性淀粉23-27％；甲壳素4-6.5％；硫酸铝和聚合氯化铝14-17％；

S3、絮凝造纸，将污泥储存池中的污泥浆与药剂溶液混合反应后，添加至浆料、白水中混合均匀，抄造成纸，所述药剂的绝干质量、水、污泥浆中的绝干污泥的质量比例为1:23-26:18-21。

4.根据权利要求3所述用于造纸工艺中污泥回用的方法，其特征在于步骤S1中，污泥浆泵入污泥储存池后进一步搅拌，所述污泥调节池与污泥储存池的搅拌速率为45-60r/min。

5.根据权利要求4所述用于造纸工艺中污泥回用的方法，其特征在于所述污泥浆与药剂溶液混合反应后，进行取样验证，达标后添加至浆料、白水中混合。

6.根据权利要求3-5所述的方法用于造纸工艺中污泥回用的装置，其特征在于包括污泥调节单元、药剂混合单元、污泥混合单元；

所述污泥调节单元包括依次连通的污泥沉淀池、振筛、污泥调节池、污泥储存池，所述污泥调节池、污泥储存池中设有搅拌装置；

所述药剂混合单元包括加药泵、稀释水管道、静态混合器，所述静态混合器上设有第一入口端、第二入口端、出口端，所述加药泵通过加药管道与第一入口端连通，所述稀释水管道与第二入口端连通；

所述污泥混合单元包括污泥混合器，所述污泥混合器上设有混合入口管道和混合出口管道，所述混合入口管道与污泥储存池、出口端连通。

7.根据权利要求6所述用于造纸工艺中污泥回用的装置，其特征在于所述污泥储存池的底部外侧设有污泥泵，所述污泥泵上设有泵入管道和泵出管道，所述泵入管道与污泥储存池的底部连通，所述泵出管道与混合入口管道连通，所述泵出管道上设有污泥取样口。

8.根据权利要求7所述用于造纸工艺中污泥回用的装置，其特征在于所述出口端安装有出口端管道，所述出口端管道与混合入口管道连通，所述出口端管道上设有止回阀。

9.根据权利要求8所述用于造纸工艺中污泥回用的装置，其特征在于所述稀释水管道上设有管浮子流量计，所述加药管道上设有电磁流量计。

10.根据权利要求6所述用于造纸工艺中污泥回用的装置，其特征在于所述振筛为高频振筛或压力筛。

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