CN116323496A - 造纸工序中的含有沥青的被处理水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够将造纸工序中的被处理水所包含的沥青高效地排出至体系外的技术。本发明可提供一种含有沥青的被处理水的处理方法,其特征在于,其为造纸工序中的含有沥青的被处理水的处理方法,前述造纸工序中的含有沥青的被处理水为选自调制工序、抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水,前述被处理水中的悬浮物质浓度为0.3%以上,通过曝气使前述被处理水产生气泡来去除沥青。
Description
技术领域
本发明涉及造纸工序中的含有沥青的被处理水的处理方法和造纸工序中的沥青去除方法、以及含有沥青的被处理水的处理装置等。
背景技术
造纸通过历经抄纸工序来进行,所述抄纸工序中,对使纸浆原料分散于水而得到的原料浆料进行抄纸。在抄纸工序中,从抄纸机等中大量排出包含纸浆等微细纤维和填料的水。从水资源的有效活用和再利用的观点出发,通过水回收工序等,在抄纸工序中循环使用所排出的含有纸浆的水。
此时,通过反复循环使用所排出的含有纸浆的水,从而使该使用水中逐渐包含大量的在造纸工序中产生的沥青。另外,由于旧纸中包含大量沥青的原因成分,因此,在将旧纸用作原料的调制工序及其后续的抄纸工序中,含有纸浆的水容易包含大量沥青。
一般来说,沥青表示源自纸浆的树脂成分、再生旧纸中的合成粘合物质、由源自在造纸工序中使用的添加药剂的有机物作为主体的疏水性粘合性物质。
沥青在水中以胶体的形式分散存在,但当剪切力发生较大变化、pH变化、水温变化、添加药剂等而导致胶体状态被破坏时,会由此在水中发生析出,微细的沥青彼此形成聚集物或者与碳酸钙等填料、微细纤维等形成聚集物。另外,由于沥青的疏水性高,因此容易附着在金属丝、毡等抄纸用具。由此,有时引发源自沥青的聚集物向制品中的混入、榨水不良、断纸等。因此,会产生因沥青所致的制品品质和成品率降低、因停止装备并进行抄纸用具等的清洗所致的生产率降低等问题。将这种由沥青导致制品品质和生产效率降低的故障称为沥青故障。
因此,研究了例如能够抑制造纸工序中的沥青的药剂。例如,作为该沥青抑制剂,使用合成聚合物、无机聚集剂等。对于沥青抑制剂而言,期待具有降低沥青的粘合性或使沥青彼此分散以不形成聚集物的效果,由此不易发生沥青故障。
另外,例如专利文献1中提出了一种控制有机污染物质在造纸系统中从纤维开始堆积的方法,其包括:利用至少1种脂肪酶和至少1种不含过氧化物源的氧化剂,对含有纤维的水性悬浮液进行处理,前述有机污染物质包含1种或多种沥青成分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2015-527497号公报
非专利文献
非专利文献1:金泽毅、与粘合异物去除有关的丝网装置的优化(日文:粘着異物除去に関するスクリーン装置の最適化)、纸技协志、1997年第51卷第1号、p.40-47
发明内容
发明要解决的问题
上述专利文献1那样的技术是通过药剂处理来抑制含有纸浆的水中产生沥青或者使沥青彼此分散的技术,沥青未被排出至体系外。进而,例如非专利文献1中记载了例如大小为400μm、500μm的沥青会穿过丝网装置。
因而,本发明人等针对能够将含有纸浆的水中包含的沥青高效地排出至体系外那样的技术进行了研究。
即,本发明的主要目的在于,提供能够将沥青从造纸工序中的含有沥青的水中高效地排出至体系外的技术。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述课题而着眼于调制工序、抄纸工序和水回收工序中的含有沥青的水的性状,并考虑该性状,针对将沥青从该含有沥青的水中高效地排出至体系外的技术进行了深入研究。其结果,本发明人等发现如下技术:通过利用曝气使含有沥青的水产生气泡,从而能够将沥青从含有沥青的水中高效地排出至体系外,由此完成了本发明。即,本发明如下所示。
本发明可提供一种含有沥青的被处理水的处理方法,其特征在于,其为造纸工序中的所述含有沥青的被处理水的处理方法,
前述造纸工序中的含有沥青的被处理水为选自调制工序、抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水,
前述被处理水中的悬浮物质浓度为0.3%以上,
通过曝气使前述被处理水产生气泡来去除沥青。
本发明可提供一种沥青去除方法,其特征在于,其为从造纸工序中的含有沥青的被处理水中去除沥青的所述沥青去除方法,
前述造纸工序中的含有沥青的被处理水为选自调制工序、抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水,
前述被处理水中的悬浮物质浓度为0.3%以上,
对前述被处理水供给气泡来去除沥青。
本发明可提供一种含有沥青的被处理水的处理装置,其具备:
用于对含有沥青的被处理水进行处理的槽;
以通过曝气使前述被处理水产生气泡的方式构成的曝气装置;
以通过搅拌使前述被处理水产生对流的方式构成的搅拌装置;以及
以通过在同一槽内进行前述曝气和前述搅拌,从而将使沥青附着于气泡而形成的泡沫去除的方式构成的泡沫去除装置。
前述沥青的粒径可以为20μm以上。
前述被处理水可以为丝网处理后的被处理水。
可以将前述沥青附着于气泡而形成的泡沫去除。
可以将泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率设为3以上。
可以向前述被处理水中进一步添加HLB值为12以下的非离子性表面活性剂。
可以为前述含有沥青的被处理水的处理装置,其实施前述造纸工序中的含有沥青的被处理水的处理方法或前述造纸工序中的沥青去除方法。
发明的效果
根据本发明,可提供能够将沥青从造纸工序中的含有沥青的水中高效地排出至体系外的技术。
需要说明的是,本发明的效果未必限定于此处记载的效果,可以是本说明书中记载的任意效果。
附图说明
图1是表示本实施方式所述的造纸工序(调制工序、抄纸工序、水回收工序)的一例的示意图,本实施方式的工序不限定于此。
图2是表示本实施方式所述的装置的设置场所的一例的示意图,图2A是调制工序的一例,图2B和图2C是抄纸工序的一例,本实施方式的装置的设置场所不限定于它们。
具体实施方式
以下,针对用于实施发明的方式进行说明。需要说明的是,以下说明的实施方式中示出本发明的代表性实施方式的一例,但本发明的范围不受其限定性解释。需要说明的是,数值的上限值与下限值可根据期望来任意组合。
1.本发明所述的造纸工序中的含有沥青的被处理水的处理方法
本发明可提供一种含有沥青的被处理水的处理方法,其特征在于,其为造纸工序中的含有沥青的被处理水的处理方法,通过曝气使前述被处理水产生气泡来去除沥青。更适合的是:所去除的沥青是附着于气泡而形成的泡沫。
前述造纸工序中的含有沥青的被处理水适合为选自调制工序、抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水。进而,适合为以除报纸旧纸之外的旧纸作为原料的调制工序的含有沥青的被处理水。
前述被处理水中的悬浮物质浓度适合为0.3%以上和/或沥青的粒径适合为20μm以上。
前述被处理水适合为丝网处理后的被处理水,更适合为在丝网处理后且后一工序前的被处理水。
作为更优选的方式,适合向前述被处理水中添加非离子性表面活性剂,更适合添加HLB值为12以下的非离子性表面活性剂,进一步适合添加HLB为12以下的聚亚烷基二醇。
关于通过本实施方式的方法来去除沥青的作用机理,本发明人等设想了以下的假说,但依然存在多个不明点,关于本发明的作用机理进一步进行了深入研究。
在用于对含有沥青的处理水进行处理的槽内,通过曝气而产生的气泡与水相比为疏水性。另一方面,沥青也为疏水性的异物。并且,通过利用曝气向特定性状的造纸浆料中吹入气泡,从而使水中所包含的沥青借助疏水性相互作用而从水中转移到泡表面。进而,附着于气泡表面的沥青因气泡的上浮而移动到浆料的水面,并且在水面附近以沥青浓缩了的浮渣的形式存在。
在水面附近,沥青附着于气泡而形成的微细泡浮渣被浓缩而呈现高度密实的状态,因此,能够将该高度密实的泡浮渣随着水面的流动而废弃至体系外,或者,利用刮削器等泡沫去除装置进行回收并排出至体系外。
像这样,通过将特定性状的造纸浆料与曝气加以组合,从而能够将造纸浆料中包含的沥青选择性地排出至体系外。
进而,从含有沥青的被处理水中高效地去除沥青而得到的处理水中的沥青含量得以良好降低,因此,可被移送至调制工序和/或抄纸工序并进行再利用。
由此,体系内的沥青含量降低,能够抑制体系内(尤其是抄纸工序)的源自沥青的故障。
由此,能够将沥青从选自造纸工序中的调制工序、抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水中高效地排出至体系外。
需要说明的是,本发明所述的实施方式的工序可应用于制造、装置或系统。例如,在造纸工序的情况下,可以将造纸工序设为造纸(纸的制造)、造纸装置或造纸系统。
1-1.造纸工序的概要
使用本实施方式的方法的造纸工序没有特别限定,本实施方式的方法可应用于公知的造纸工序或将来可能出现的造纸工序。
本实施方式中的造纸工序中,适合包括调制工序、抄纸工序和水回收工序。作为一例,示出图1,但本实施方式的工序不限定于此。
调制工序可以是一般的调制工序,可以以例如调整和配混抄纸中使用的原料(纸浆等)来制造造纸原料的方式构成。抄纸工序可以是一般的抄纸工序,也可以以利用抄纸机对造纸原料进行抄制的方式构成。水回收工序可以是一般的水回收工序,也可以以例如将调制工序和/或抄纸工序中产生的水进行回收、循环或排出的方式构成,进而,优选为将抄纸工序中产生的水回收的工序。
本实施方式的方法适合对造纸工序之中的选自调制工序、抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水进行处理。
以下,针对本实施方式中的调制工序、抄纸工序和水回收工序进行详细说明(例如参照图1),但本实施方式的各工序不限定于此。
1-1-1.调制工序
调制工序没有特别限定,可以为通常的调制工序,可列举出例如制备化学纸浆、机械纸浆或旧纸纸浆的工序。
本实施方式的方法中的调制工序中,优选以旧纸作为原料的调制工序。旧纸包含成为沥青来源的成分,但本实施方式的方法能够将沥青从以旧纸作为原料的调制工序中的含有沥青的水中高效地排出至体系外。
在调制工序中,作为原料所使用的旧纸,没有特别限定,可列举出例如报纸旧纸、波纹纸旧纸(纸壳箱旧纸和衬垫旧纸等)、白旧纸和优质旧纸(原浆100%的白纸、在原料中使用了旧纸的白纸、普通纸、优质纸等)、次品旧纸(杂质旧纸、杂旧纸、地契旧纸、再生纸等)等,可以使用选自它们中的1种或2种以上。
作为在旧纸调制工序中得到的旧纸纸浆,可列举出例如报纸旧纸纸浆、波纹纸旧纸纸浆、白旧纸纸浆、优质旧纸纸浆、次品旧纸纸浆等。可以将选自这些旧纸纸浆中的1种或2种以上用作用于造纸的纸浆原料,也可以包含旧纸纸浆且进一步包含化学纸浆和/或机械纸浆。
旧纸调制工序中使用的旧纸优选为除报纸旧纸之外的旧纸。本实施方式的方法中,优选相对于旧纸总量而言实质上不含报纸旧纸,可列举出例如报纸旧纸为旧纸总量的5%、3%、1%或0.5%以下。需要说明的是,抄纸工序和水回收工序中的含有沥青的被处理水可以包含旧纸纸浆,该旧纸纸浆可以包含报纸旧纸纸浆。
本实施方式的方法优选使用以除报纸旧纸之外的旧纸作为原料来制造造纸原料的调制工序中的含有沥青的被处理水,在该调制工序之中,优选去除以报纸旧纸作为原料的报纸旧纸的调制工序。
作为调制工序,可列举出例如基于碎浆机装置等的溶解工序、基于捏合机装置等的离解工序、基于清洁器装置和/或丝网装置等的除尘工序、基于浓缩剂装置等的清洗和/或浓缩工序、基于匀浆机装置等的叩解工序等和它们的组合等。
除尘工序中的清洁器工序是以利用清洁器装置等分离装置对混入至原料中的砂砾、订书器的针等大异物进行分离的方式构成的工序。
除尘工序中的丝网工序是以将无法通过丝网装置所设置的狭缝宽度的异物加以去除的方式构成的工序。作为丝网方式,可列举出狭缝丝网方式和孔丝网方式等,但不限定于它们。作为一例,在具有规定(例如400μm或500μm)的狭缝宽度的狭缝丝网的情况下,例如使含有沥青的被处理水通过规定狭缝宽度的狭缝丝网时,含有沥青的被处理水中包含的规定(例如400μm或500μm)大小以上的异物无法通过该狭缝宽度而是被去除。
本实施方式的方法中,优选为如下顺序:在除尘工序中进行将大异物去除的清洁器工序,接着,进行将小异物去除的丝网工序。
作为调制工序,优选按照离解工序、除尘工序、浓缩工序和叩解工序的顺序来进行,在这些工序之前,可以在使原料溶解的溶解工序、除尘工序的基础上,按照溶解工序、除尘工序、以及离解工序、除尘工序、浓缩工序和叩解工序的顺序来进行。
本实施方式的方法中,优选对调制工序之中的除尘工序中的丝网工序及以后的含有沥青的水进行处理。需要说明的是,“及以后”是指丝网工序及以后的调制工序、抄纸工序和水回收工序。本实施方式中,作为更适合的方式,对选自清洗和/或浓缩工序、叩解工序、进而抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上的含有沥青的水进行处理。
如果是本实施方式的方法,则即便是穿过丝网等除尘装置那样的大小的沥青也能够高效地排出至体系外,因此,更优选对除尘处理后(适合为丝网处理后)的含有沥青的被处理水进行处理。由此,从提供沥青得以降低的处理水、抑制后续工序和随后的沥青故障的观点出发更为优选(例如参照图2A)。
一般来说,在脱墨纸浆制造工序的情况下,可列举出解离工序、第一除尘(粗选)工序、脱墨工序、第二除尘(精选)工序、清洗工序、基于晒制塔等的漂白工序、基于箱子等的贮留工序,有时依次进行这些工序。
本实施方式的方法的主要目的在于,将以往在造纸工序中无法应对的沥青高效地排出至体系外,进而,对于如上所述那样穿过丝网的沥青也能够加以应对。因此理想的是:本实施方式的方法不使用脱墨工序中的含有沥青的水,而是使用除脱墨工序之外的其它工序中的含有沥青的被处理水。
本实施方式的方法如上所述那样地即便对穿过丝网的沥青也能够加以应对,因此,在包括脱墨工序在内的造纸工序的情况下,优选对抄纸工序或水回收工序的含有沥青的被处理水进行处理。由此,能够对穿过丝网工序的沥青更良好地加以处理,由此能够提供沥青得以降低的处理水。
需要说明的是,进行调制工序的调制体系或调制装置只要以制造造纸原料的方式构成即可,可以使用一般的调制体系或调制装置。
1-1-2.抄纸工序
抄纸工序没有特别限定,可以是通常的抄纸工序。
抄纸工序包括:利用金属丝构件将调制的造纸原料(精选纸料)流入网上并进行过滤而形成纸层的纸层形成工序;利用加压构件将所得湿纸与毛毯(毛毡)一同在2根辊之间通过来进行压榨脱水的湿纸脱水工序;以及针对由这些工序产生的水,利用贮留部和流路(筒仓、凹坑、配管等)等来回收水(尤其是含有纸浆的水),并使其在种箱、箱子等中循环的一次循环水工序,该抄纸工序的水除了包含纸浆之外还包含沥青。需要说明的是,抄纸工序中,在湿纸脱水工序之后,可以包括利用干燥机构件将湿纸干燥的湿纸干燥工序。
本实施方式的方法中,优选对抄纸工序之中的选自纸层形成工序、湿纸脱水工序和一次循环水工序等中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水进行处理。
本实施方式的方法中,抄纸工序中产生的水和/或回收的水包含沥青,因此,可以将这些含有沥青的水作为含有沥青的被处理水来进行处理。作为更适合的方式,可列举出例如金属丝构件中的喷淋水、金属丝和毛毡等的清洗水、从密封凹坑、白水筒仓和回收水罐等中回收的水或滤液等,可以对选自它们中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水进行处理。
进行抄纸工序的抄纸体系或抄纸装置只要以能够抄纸的方式构成即可,可以使用一般的抄纸体系或抄纸装置。
作为抄纸体系或抄纸装置,例如具备金属丝构件、加压构件和干燥器构件等,但不限定于它们,进而,可以进一步具备选自丝网等除尘装置、箱子(例如混合箱、机器箱等)、匀浆机、种箱和入口、白水筒仓、密封凹坑、回收水罐、白水回收水流路等中的1种或2种以上。
1-1-3.水回收工序
水回收工序没有特别限定,通常以为了将由造纸工序的各工序(更适合为调制工序和/或抄纸工序)产生的水(例如喷淋水、清洗水、多余水、白水、滤液等)在调制工序和/或抄纸工序中进行再利用而将水回收并循环的方式构成。该水回收工序具备例如选自丝网等除尘装置、加压上浮装置、塑料盘过滤器、水贮留部、箱子、配管、流路、泵等中的1种或2种以上,它们优选以符合目的的方式以能够对水进行回收、循环或处理的方式连结成网。
本实施方式的方法中,在水回收工序中回收、循环、再利用的水包括沥青,因此,优选将水回收工序中的含有沥青的水作为含有沥青的被处理水并进行处理。
本实施方式中的水回收工序优选包括一次循环水工序和二次循环水工序。通常,将抄纸工序内的水循环称为一次循环,将在抄纸工序中产生并被移送至该工序外进行循环的水循环称为二次循环。
作为一例,一次循环水工序优选将抄纸工序中产生的水回收,并将回收的水在抄纸工序中循环并再利用。
作为一例,二次循环水工序优选以将抄纸工序中产生的水回收,并将回收的水移送至调制工序加以再利用或者排出至体系外的方式构成。
进行水回收工序的水回收体系或水回收装置以回收由各工序产生的水或者向目标设备移送水或者水能够循环的方式构成,可以以例如包括水贮留部、箱子、配管、流路、泵、丝网等除尘装置等且根据目的连结成网的方式构成。
1-2.含有沥青的被处理水
本实施方式中使用的含有沥青的被处理水如上述“1-1.”中说明的那样,适合为造纸工序中的含有沥青的水,该含有沥青的水可以包含纸浆,该纸浆可以为原浆、旧纸纸浆或它们的混合物中的任一者。
另外,作为适合方式,造纸工序中的含有沥青的被处理水是选自调制工序、抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水。
另外,关于本实施方式中的含有沥青的被处理水的性状的测定方法,示于后述〔实施例〕的<本实施方式中使用的测定方法>。
关于本实施方式中使用的含有沥青的被处理水的性状,以下进行说明,可以以成为适合数值范围内的方式进行稀释(例如水稀释)和/或浓缩(例如热、膜、减压),该稀释或浓缩可以通过以将含有沥青的被处理水进行稀释和/或浓缩的方式构成的装置来进行。该被处理水的pH没有特别限定,优选为pH5~13、更优选为pH5~10。
1-2-1.含有沥青的被处理水的纸浆浓度
含有沥青的被处理水中包含的纸浆浓度没有特别限定,作为更适合的下限值,优选为1000mg/L以上、更优选为2000mg/L以上、进一步优选为3000mg/L以上,作为更适合的上限值,优选为35000mg/L以下、更优选为30000mg/L以下、进一步优选为25000mg/L以下,作为其适合的数值范围,更优选为1000~35000mg/L、进一步优选为3000~30000mg/L。由此,能够将沥青从调制工序、抄纸工序和水回收工序中的含有沥青的水中更高效地排出至体系外,因此能够降低体系内的沥青量,能够抑制沥青故障。
需要说明的是,纸浆浓度(mg/L)可根据悬浮物质重量(mg/L)-灰分重量(mg/L)-沥青重量(mg/L)来计算。
1-2-2.含有沥青的被处理水的悬浮物质浓度(SS浓度)
含有沥青的被处理水中包含的悬浮物质浓度没有特别限定,作为更适合的下限值,优选为0.3%以上、更优选为0.4%以上,另外,作为更适合的上限值,优选为10%以下、更优选为5%以下、进一步优选为4%以下、更进一步优选为3%以下。作为其适合的数值范围,更优选为0.3~10%、进一步优选为0.4~5%。需要说明的是,悬浮物质浓度可根据后述<本实施方式中使用的测定方法>“(1)悬浮物质浓度”来求出。
由此,能够将沥青从调制工序、抄纸工序或水回收工序中的至少任一者的含有沥青的水中更高效地排出至体系外,因此,能够降低体系内的沥青量,进而能够抑制体系内的沥青故障。
本发明人等发现:在本实施方式的方法中,如后述〔实施例〕所示那样,若含有沥青的被处理水中的悬浮物质浓度成为0.1%~0.2%,则泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率略微降低,但若超过0.2%则急剧跳升至0.5%,显示高的浓缩倍率。
进而,含有沥青的被处理水中的悬浮物质变成高浓度而不是低浓度时,通常设想要增加沥青抑制剂等药剂的量。然而,在本实施方式的方法中,在造纸工序中,即便是悬浮物质为高浓度的含有沥青的被处理水,也能够将沥青更高效地排出至体系外。而且,本实施方式的方法中使用机械曝气,因此,与使用需要调整浓度的药剂相比,能够更容易地将沥青从含有沥青的被处理水中排出至体系外。进而,在本实施方式的方法中,即便是在丝网中穿过那样的大小的沥青,即便含有沥青的被处理水中的悬浮物质浓度为规定以上的高浓度,也能够将沥青更高效地排出至体系外。像这样,在本实施方式的方法中,即便在难以去除沥青的情况下,也能够将沥青从含有沥青的被处理水中高效地排出至体系外。由此,能够降低体系内的沥青含量,进而,能够抑制体系内(尤其是抄纸工序)的沥青故障。
1-2-3.含有沥青的被处理水的沥青的大小(粒径)
含有沥青的被处理水中包含的沥青的大小(粒径)没有特别限定,作为其适合的下限值,优选为10μm以上、更优选为15μm以上、进一步优选为20μm以上,作为其适合的上限值,优选为1000μm以下、更优选为800μm以下、进一步优选为600μm以下、更进一步优选为500μm以下、更优选为425μm以下,作为更适合的数值范围,更优选为20μm以上且500μm以下、进一步优选为20μm以上且425μm以下。需要说明的是,沥青的大小可以如后述<本实施方式中使用的测定方法>“(2)沥青粒径”中记载那样的通过筛分来求出。
一般的沥青抑制剂等药剂能够对大小为数10μm以下的沥青进行有效处理,但不适合于数10μm以上、尤其是超过100μm以上那样的沥青的处理。进而,沥青通常使用丝网来去除,但沥青的柔软性高,因此可确认:变更形状、大小为狭缝宽度以上的沥青、例如大小为400μm或500μm的沥青会穿过丝网(非专利文献1)。在被处理水中包含这样大的沥青的情况下,即便使用以往的药剂处理或机械处理,也存在难以充分排出至体系外这一技术困难性。
然而,通过使用本实施方式的方法,即便是含有沥青大小为10μm以上的大沥青的被处理水也能够良好地进行处理,能够从该被处理水中良好地去除沥青。像这样,根据本实施方式,即便是大沥青也能够高效地排出至体系外,因此能够降低体系内的沥青量,能够抑制沥青故障。另外,能够将降低了大沥青的处理水在调制工序和/或抄纸工序中进行再利用。
1-2-4.含有沥青的被处理水的灰分
作为含有沥青的被处理水中包含的灰分量,没有特别限定,作为其适合的下限值,优选为100mg/L以上、更优选为300mg/L以上、进一步优选为400mg/L以上,另外,作为其适合的上限值,优选为10000mg/L以下、更优选为7000mg/L以下、进一步优选为5000mg/L以下。作为其适合的数值范围,更优选为300~7000mg/L、进一步优选为400~5000mg/L。由此,能够将沥青从调制工序、抄纸工序和水回收工序中的含有沥青的水中更高效地排出至造纸体系外。
1-3.沥青去除工序
本实施方式的方法可通过曝气使前述含有沥青的被处理水产生气泡来去除沥青。通过使用曝气,能够选择性地使沥青附着于气泡而形成泡沫,并上浮到水面附近。如此操作,能够使沥青上浮分离并向体系外排出沥青。
作为更具体的说明,通过利用曝气来产生气泡,使存在于水中的沥青与气泡接触,由此使沥青附着于气泡并上浮到水面附近,在水面附近进行浓缩,由此形成泡沫。由于泡沫中的沥青浓度变为高度致密,因此,通过对该水面附近进行处理,从而能够高效且容易地回收在泡沫中高度致密地含有的沥青。所回收的泡沫能够简便地排出至体系外。如此操作,能够将沥青从造纸工序中的含有沥青的被处理水中高效地排出至体系外且能够降低体系内的沥青含量。由此,还能够抑制体系内的沥青故障。另外,所得处理水中的沥青含量得以降低,源自沥青的故障也得以降低,因此,能够在调制工序和/或抄纸工序中更良好地进行再利用。
在本实施方式的沥青去除工序中,优选具备通过曝气和/或搅拌而产生气泡的气泡发生工序,优选在气泡发生工序后还具备将由气泡形成的包含沥青的泡沫排出至体系外的泡沫去除工序。本实施方式的沥青去除工序中,更优选包括气泡发生工序和泡沫去除工序。
1-3-1.含有沥青的被处理水的曝气方法
作为曝气方法,没有特别限定,可以使用公知的曝气方法。在曝气方法中,也可以向含有沥青的被处理水中供给气泡。
作为曝气方法,可以采用例如使用散气装置或搅拌装置等的方法。通过利用以能够曝气的方式构成的搅拌装置以裹夹空气的方式剧烈搅拌,也能够使其曝气,但散气时容易调整气泡的大小、方向、量等,故而优选。
进而,从能够稳定且连续地进行曝气的观点出发,优选采用使用散气装置(例如浮选等)的方法,所述散气装置具备能够利用散气管和散气板等散气构件来产生气泡的气泡发生部。作为使用散气装置的方法,作为更适合的方式,通过在槽的底部设置气泡发生部(或可以是装置),将微细气泡从底部向下方和/或上方吹起,提高含有沥青的被处理水与气泡的接触效率,从而能够高效地进行曝气。
气泡发生部没有特别限定,优选采用使用以能够产生微细气泡的方式构成的气泡发生部的方法。气泡发生部输送气泡的方向可以是槽的底面方向、侧面方向或上方中的任一者,由此,能够朝着下向、侧面方向或上方喷洒气泡而产生对流。
本实施方式的方法中产生的泡的粒径没有特别限定,优选为微细气泡,作为其适合的下限值,优选为0.5mm以上、更优选为1mm以上,作为其适合的上限值,优选为10mm以下、更优选为5mm以下、进一步优选为3mm以下,作为其适合的数值范围,更优选为1~3mm。
本实施方式的方法中进行曝气的气体量没有特别限定,相对于每1L试样水,作为更适合的下限值,优选为0.5L/分钟以上、更优选为0.7L/分钟以上、进一步优选为1L/分钟以上、更进一步优选为1.2L/分钟以上,上限值没有特别限定,可根据所使用的曝气装置的性能来适当设定。该气体优选为空气。另外,本实施方式的方法中,曝气时间没有特别限定,可根据所使用的曝气装置的性能或所使用的槽尺寸等来适当设定。
本实施方式的方法中进行曝气时的含有沥青的被处理水的水温没有特别限定,作为其适合的下限值,优选为20℃以上、更优选为30℃以上、更优选为35℃以上,另外,作为其适合的上限值,优选为50℃以下、更优选为45℃以下。作为其适合的数值范围,更优选为20~50℃。由此,在沥青与气泡接触时容易形成泡沫,因此,能够将沥青从含有沥青的被处理水中高效地排出至体系外。
需要说明的是,后述“1-3-2.包含沥青的泡沫的去除方法”中进行处理时的含有沥青的被处理水的水温可以采用上述“曝气时的含有沥青的被处理水的水温”的温度条件,更优选为20~50℃。
本实施方式的方法中,优选在曝气的基础上,以使含有沥青的被处理水产生对流的方式进行搅拌。对流更优选为铅直对流或水平对流。由此,能够使气泡均匀地接触槽内的含有沥青的被处理水,且在沥青与气泡接触时容易形成泡沫,因此,能够将沥青从含有沥青的被处理水中高效地排出至体系外。
搅拌方法没有特别限定,优选采用使用以使含有沥青的被处理水产生对流的方式构成的搅拌装置的方法。作为搅拌装置,可列举出例如具备单个或多个搅拌叶片式、喷射式等的水中搅拌装置等,但不限定于此。
1-3-2.包含沥青的泡沫的去除方法
作为泡沫去除方法,没有特别限定,可以采用通常的使用泡沫去除装置的方法。作为泡沫去除方法,可以采用使用下述机构或装置等的方法:以使处于水面附近的泡沫随着水面附近的水流而排出的方式构成的机构或装置;以刮取处于水面附近的泡沫的方式构成的机构或装置。通过前述曝气方法,在槽内的水面附近存在高度密度地浓缩的泡沫,因此,即便采用简便的装置或机构,也能够将沥青从含有沥青的被处理水中更高效地且容易地排出至体系外。需要说明的是,去除泡沫时的条件可适当采用上述“1-3-1.”的条件(例如水温)。
作为用水面附近的水流来排出泡沫的方法,更具体而言,优选采用例如使用下述机构或装置的方法,所述机构或装置使水面附近的泡沫靠近而落入到设置于比水面略高或略低的位置处的排水口而将其去除。
另外,作为刮取水面附近的泡沫的方法,更具体而言,优选采用例如使用下述装置的方法,所述装置为:刮取板的移动或旋转装置(KROFTA)、收集机器人(浮游物自动回收装置)、微型撇渣器(超小型浮游物回收装置)等撇渣器等。可以使用选自它们中的1种或2种以上。
这些机构或装置具备例如装置(刮取装置、回收装置、移送泵等)、槽、流路等,可以以能够向体系外排出沥青的方式构成。例如,可以为以将使沥青附着于气泡而形成的泡沫去除的方式构成的泡沫去除装置。该机构或装置可以与其它部分(例如装置(泵等)、槽、流路等)连接,以最终将沥青排出至体系外的方式构成。
1-3-3.泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率
本实施方式的方法中,通过利用曝气使前述含有沥青的被处理水产生气泡来去除沥青,从而能够提高泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率。
进而,本实施方式的方法中,通过进行含有沥青的被处理水的处理以使得泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率提高,从而能够将沥青从含有沥青的被处理水中高效地排出至体系外。
另外,从含有沥青的被处理水中高效地去除沥青后的处理水中的沥青含有大幅降低,其能够被移送至调制工序和/或抄纸工序中进行再利用。通过使用该处理水,从而能够降低在造纸工序中产生的沥青故障。
关于本实施方式的方法中的泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率,作为更适合的下限值,优选为2以上、更优选为3以上、进一步优选为4以上、更进一步优选为5以上、更优选为5.5以上、更优选为6以上。关于该泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率的上限值,如果是本实施方式的方法,则能够进行两阶段、三阶段的连续处理,因此没有特别限定,例如可以设为500以下、250以下或100以下,另外,也可列举出10以下、20以下、50以下等。在含有沥青的被处理水中的悬浮物质浓度为0.5%以上时,泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率急剧变高,因此,在本实施方式的方法中,更优选用于悬浮物质变为高浓度的工序。
1-3-4.药剂的使用
作为本实施方式的方法的适合方式,在进行上述曝气时,出于提高沥青对于泡的吸附选择性的目的或者进一步提高沥青去除率的目的,优选使含有沥青的被处理水进一步含有药剂。
药剂可用于提高沥青对于泡的吸附选择性或者用于提高沥青去除率的用途,或者用于该用途的组合物或制剂,可以制成包含该药剂的用于提高沥青对于泡的吸附选择性或者用于提高沥青去除率的组合物或制剂。该药剂可用于制造用于提高沥青对于泡的吸附选择性或者用于提高沥青去除率的组合物或制剂。为了用于提高沥青对于泡的吸附选择性的方法或提高沥青去除率的方法而可以添加该药剂。需要说明的是,本实施方式中使用的药剂可通过公知的制造方法来获得并使用,也可以使用市售品。
1-3-4-1.HLB值
药剂的HLB值没有特别限定,作为其适合的上限值,优选为14以下、更优选为13以下、进一步优选为12以下,通过组合使用HLB值低、疏水性高的药剂,从而能够进一步提高回收时的沥青的浓缩效果。另外,关于药剂的HLB值,作为其适合的下限值,优选为6以上、更优选为8以上、进一步优选为10以上,由此,容易与被处理水中的沥青接触,且使其曝气时容易使沥青附着于气泡并从被处理水中分离、上浮。
HLB值作为由小田等人提出的HLB计算方法,是本领域技术人员公知的(小田良平等人著、“表面活性剂的合成及其应用”、槙书店(1964)),其利用下述(数学式1)进行计算。下述(数学式1)中的“无机性值”和“有机性值”是根据化合物各自预先确定的值,HLB是通过使用这些值并针对化合物整体进行合计而算出的。
HLB=(Σ无机性值/Σ有机性值)×10…(数学式1)
1-3-4-2.表面活性剂
作为药剂,优选为表面活性剂,更具体而言,优选为具有疏水基团的表面活性剂。该疏水基团优选为烷基和/或亚烷基,它们可以是直链、支链或环状中的任一者,更优选为直链或支链。更具体而言,可列举出例如甲基、丙基、丁基等碳原子数1~4的烷基;亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基等碳原子数1~4的亚烷基,可以为选自它们中的1种或2种以上。它们可以是单独的聚合物,也可以是与其它单体的共聚物。
进而,作为药剂的适合方式,优选为非离子性表面活性剂,进一步优选为聚亚烷基二醇,该聚亚烷基二醇可以用下述(化学式1)表示。
HO-(R-O)n-H…(化学式1)
前述(化学式1)中,R优选为碳原子数1~4的直链或支链的亚烷基,n为整数,优选n≥450(适合为n≥20)。
前述(化学式1)中的“亚烷基”优选与上述“亚烷基”的定义相同,其中,更优选为碳原子数1~3,进一步优选为亚乙基,该“n”优选为5~20左右,更优选为5~10。
1-3-4-3.数均分子量
本实施方式中使用的药剂(聚合物)的数均分子量没有特别限定,作为其适合的下限值,优选为100以上、更优选为200以上、进一步优选为300以上,另外,作为其适合的上限值,优选为3000以下、更优选为2000以下、进一步优选为1000以下。
本实施方式中使用的“聚合物”或水溶性高分子聚合物的数均分子量可以以标准聚苯乙烯作为标准物质,并通过GPC(凝胶渗透色谱)分析进行测定。
1-3-4-4.药剂用量
本实施方式中使用的药剂的用量没有特别限定,相对于含有沥青的被处理水,作为其适合的下限值,优选为0.1mg/L以上、更优选为0.5mg/L以上、进一步优选为1mg/L以上,另外,作为其适合的上限值,优选观察泡沫发生状况来适当添加,没有特别限定,优选为50mg/L以下、更优选为20mg/L以下、进一步优选为10mg/L以下、更进一步优选为5mg/L以下。
进而,药剂优选在对含有沥青的被处理水进行处理的工序或去除沥青的工序中添加。
作为使用药剂的场所,更优选为进行含有沥青的被处理水的处理或沥青去除的场所或装置、或者其上游。作为该上游,可适合地列举出与进行该处理或去除的场所或装置相连接的配管或流路等。
作为更适合的方式,优选在曝气场所或其上游添加药剂。更具体而言,优选在以通过曝气而产生气泡的方式构成的槽或该槽之前的工序或流路中添加药剂。作为该槽之前的工序或流路,优选为与该槽连接并且即将流入该槽之前的配管或流路。
1-3-5.本实施方式的例子
在实施方式的含有沥青的被处理水的处理方法中,作为更具体方式,例如如图1和2所示,但不限定于此。造纸工序1包括调制工序2、抄纸工序3、以及将从这些各工序中产生的水回收的水回收工序4。
调制工序2包括溶解工序21、解离工序22、除尘工序(清洁器工序、丝网工序)23、浓缩工序24、叩解工序25,在该调制工序2中,旧纸等原料10可以在溶解工序21~叩解工序25中制成造纸原料。
抄纸工序3包括除尘工序31、纸层形成工序32、湿纸脱水工序33、湿纸干燥工序34,在都外抄纸工序中最终制成纸5。抄纸工序3(各工序31~34)连接至在抄纸时回收清洗水等所产生的水(例如含有沥青和纸浆的水等)的一次循环水41和/或二次循环水42的水回收工序。
在水回收工序4中,回收在抄纸工序3中产生的水。能够再利用的水在调制工序2和/或抄纸工序3中循环,不要的水以排水6的形式而被排出至体系外。
本实施方式中的含有沥青的被处理水的处理方法100可以用于造纸工序,可适合地用于选自调制工序2、抄纸工序3和水回收工序4中的1种或2种以上的工序。进而,本实施方式中的处理方法100可以对选自调制工序2、抄纸工序3和水回收工序4中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水进行处理。
例如,如图2A所示那样,本实施方式中的含有沥青的被处理水的处理方法100可以在调制工序2中的除尘(适合为丝网)工序23与浓缩工序24之间使用。
本实施方式中的处理方法100可以对调制工序2中的除尘(适合为丝网)工序23及之后且浓缩工序24之前的含有沥青的被处理水进行处理。
通过本实施方式的处理方法100,能够将沥青含量得以降低的处理水移送至浓缩工序24,并将包含沥青的水以排水6的形式排出至体系外。
另外,例如,如图2B和图2C所示那样,本实施方式中的含有沥青的被处理水的处理方法100可以在抄纸工序3中的包含多余白水的白水43与调制工序2和/或抄纸工序3之间使用。
通过本实施方式的处理方法100,将沥青含量得以降低的处理水移送至调制工序2和/或抄纸工序3,该处理水的移送目的地可以为多个部位。另外,处理后的包含沥青的水历经二次循环水工序42而以排水6的形式排出至体系外。
另外,本实施方式中的含有沥青的被处理水的处理方法100可以反复进行,直至达到规定(例如规定的“泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率”)为止。
需要说明的是,在本发明的实施方式所述的含有沥青的被处理水的处理方法中,后述“2.”、“3.”等的说明也适用于本实施方式,可以适当采用该说明。
2.本发明所述的从造纸工序中的含有沥青的被处理水中去除沥青的方法
本发明的实施方式所述的从造纸工序中的含有沥青的被处理水中去除沥青的方法中,针对与上述“1.”、下述“3.”等构成重复的沥青、被处理水、曝气等各构成等的说明进行适当省略,但该“1.”、“3.”等的说明也适用于本实施方式,可以适当采用该说明。
本实施方式可提供一种沥青去除方法,其特征在于,其为从造纸工序中的含有沥青的被处理水中去除沥青的沥青去除方法,
对前述被处理水供给气泡来去除沥青。更适合而言,通过利用曝气而产生气泡,从而供给气泡(例如参照图1和图2)。
前述造纸工序中的含有沥青的被处理水适合为选自调制工序、抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水。进而,适合为以除报纸旧纸之外的旧纸作为原料的调制工序的含有沥青的被处理水。
前述被处理水的悬浮物质浓度适合为0.3%以上。
前述被处理水中的沥青的粒径适合为20μm以上。
前述被处理水适合为丝网处理后的被处理水。
前述被处理水适合还包含HLB为13值以下的表面活性剂。
前述去除适合去除沥青附着于气泡而形成的泡沫。
前述去除适合以将泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率设为3以上的方式进行去除。
作为更适合的方式,本实施方式中的沥青去除方法可以在调制工序中的除尘(适合为丝网)工序与浓缩工序之间使用,或者,可以在抄纸工序中的包含多余白水的白水与调制工序和/或抄纸工序之间使用。
另外,作为更适合的方式,在本实施方式的沥青去除方法中,可以对调制工序中的除尘(适合为丝网)工序及之后且浓缩工序之前的含有沥青的被处理水进行处理,或者,可以对抄纸工序中的白水筒仓、多余白水和/或其回收水的含有沥青的被处理水进行处理。
根据本实施方式的沥青去除方法,能够从含有沥青的被处理水中选择性地向体系外排出沥青。进而,从含有沥青的被处理水中高效去除沥青后的处理水中的沥青含量得以良好降低,其可被移送至调制工序和/或抄纸工序来进行再利用。由此,体系内的沥青量降低,能够抑制抄纸工序中的源自沥青的故障。
需要说明的是,本实施方式的方法也可以通过用于实施或管理上述含有沥青的被处理水的处理方法或沥青去除方法等方法(例如上述“1.”和“2.”中记载的方法)的装置或该装置所具备的控制部(该控制部包括CPU等)来实现,可提供这些装置或控制部。作为用于该实施或管理的装置,可列举出例如计算机、笔记本电脑、台式电脑、平板PC、PLC、服务器、云服务等。进而,用于前述实施或管理的装置等可以适当具备触摸面板、键盘等输入部;各部之间的信息收发部、网络、网络存取部等通信部;触摸面板、显示器等显示部等。由此能够实施本实施方式的方法。
另外,本实施方式的方法也可以以程序的形式收纳在具备存储介质(不挥发性存储器(USB存储器等)、SSD(Solid State Drive)、HDD(Hard Disk Drive)、CD、DVD、蓝光等)等的硬件资源中,并通过前述控制部来实现。可以以程序的形式来提供本实施方式的方法。可以提供存储有本实施方式的方法的存储介质。由此,能够实施本实施方式的方法。
另外,可提供以包括前述控制部、前述存储介质或前述程序等且控制含有沥青的被处理水的处理或沥青去除的方式构成的含有沥青的被处理水的处理体系或沥青去除体系等系统等。由此能够实施本实施方式的方法。
另外,作为本实施方式的一例,可提供用于使计算机等实现含有沥青的被处理水的处理的程序,所述处理包括:通过曝气和/或搅拌使规定工序中的含有沥青的被处理水产生气泡的功能;以及,将通过使含有沥青的被处理水中的沥青与气泡发生接触而形成的泡沫排出至体系外的功能,但不限定于此。由此能够实施本实施方式的方法。
另外,作为本实施方式的一例,优选为具备以通过曝气和/或搅拌使规定工序中的含有沥青的被处理水产生气泡的方式构成的控制部的装置,该控制部更优选进一步以将通过使含有沥青的被处理水中的沥青与气泡发生接触而形成的泡沫排出至体系外的方式构成。由此,能够更良好地实施本实施方式的方法。
3.本发明所述的造纸工序中的含有沥青的被处理水的处理装置
本发明所述的造纸工序中的含有沥青的被处理水的处理装置中,针对与上述“1.”、“2.”等的构成重复的沥青、被处理水、曝气等各构成等的说明,进行适当省略,但该“1.”、“2.”等的说明也适用于本实施方式,可适当采用该说明。
本发明可提供一种含有沥青的被处理水的处理装置,其具备用于对含有沥青的被处理水进行处理的槽,前述槽以将通过进行曝气而使沥青附着于气泡而形成的泡沫去除的方式构成(例如参照图1和图2)。前述槽更优选为以在同一槽内进行曝气和/或搅拌的方式构成。
进而,适合具备以添加药剂的方式构成的装置。
进而,适合还具备以实行本实施方式的方法(例如上述“1.”和“2.”中记载的方法)的方式构成的控制部。
作为本实施方式的适合方式,是一种含有沥青的被处理水的处理装置,其具备:
用于对含有沥青的被处理水进行处理的槽;
通过曝气使该被处理水产生气泡的曝气装置;和/或
通过搅拌使该被处理水产生对流的搅拌装置;以及
以通过在同一槽内进行该曝气和/或该搅拌,从而将使沥青附着于气泡而形成的泡沫去除的方式构成的泡沫去除装置。
另外,本实施方式中的含有沥青的被处理水的处理装置可用作沥青去除装置(例如参照图2)。
进而,本实施方式中的装置(例如处理装置和去除装置等)可以为含有沥青的被处理水的处理体系统或沥青去除系统(例如参照图1和图2)。
另外,成为本实施方式中的装置构成的各种装置可以制成部,例如,曝气装置可以制成曝气部。
另外,槽可以以含有沥青的被处理水能够从其它部流入的方式构成,进而,也可以以能够将处理水从槽移送至作为目标的其它部的方式构成,另外,还可以以能够将回收的沥青排出至体系外的方式与其它部(例如装置、槽、流路等)连接。槽的形状、大小没有特别限定。
另外,关于本实施方式的装置,在造纸工序的设置场所或使用场所没有特别限定,可以在任意工序中设置或使用,此时,可以将本实施方式的装置设置单个或多个(例如参照图2)。作为本实施方式的装置中的适合方式,更适合在选自调制工序、抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上设置或使用单个或多个。作为本实施方式的装置的更适合方式,期望在丝网处理后。例如,如图2所示那样,本实施方式的装置100可以在调制工序2中的除尘(适合为丝网)工序23与浓缩工序24之间设置或使用。另外,本实施方式的装置100可以在抄纸工序3中的包含多余白水的白水43与调制工序2和/或抄纸工序3之间设置或使用。此时,设置或使用的本实施方式的装置可以为单个或多个。
根据本实施方式的装置,可以从含有沥青的被处理水中高效且选择性地去除沥青,能够最终将沥青排出至体系外。进而,能够制造从含有沥青的被处理水中高效去除沥青后的处理水,该处理水中的沥青含量得以良好降低,因此,能够移送至调制工序和/或抄纸工序进行再利用。由此,体系内的沥青量降低,能够抑制抄纸工序中的源自沥青的故障。
需要说明的是,作为适合方式,本实施方式的装置可以实施上述“1.”的含有沥青的被处理水的处理方法、上述“2.”的沥青去除方法。
另外,作为适合方式,本实施方式的装置可以为以能够实施上述“1.”的含有沥青的被处理水的处理方法、上述“2.”的沥青去除方法的方式构成的装置。
本发明也可以采用以下的构成。
〔1〕一种含有沥青的被处理水的处理方法,其特征在于,其为造纸工序中的含有沥青的被处理水的处理方法,
前述造纸工序中的含有沥青的被处理水为选自调制工序、抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水,
前述被处理水中的悬浮物质浓度为0.3%以上,
通过曝气使前述被处理水产生气泡来去除沥青。
前述调制工序中的含有沥青的被处理水适合为以除报纸旧纸之外的旧纸作为原料的调制工序的含有沥青的被处理水。
〔2〕一种沥青去除方法,其特征在于,其为从造纸工序中的含有沥青的被处理水中去除沥青的沥青去除方法,
前述造纸工序中的含有沥青的被处理水为选自调制工序、抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水,
前述被处理水中的悬浮物质浓度为0.3%以上,
对前述被处理水供给气泡来去除沥青。
前述调制工序中的含有沥青的被处理水适合为以除报纸旧纸之外的旧纸作为原料的调制工序的含有沥青的被处理水。
〔3〕根据前述〔1〕或〔2〕所述的方法,其中,前述沥青的粒径为20μm以上。
〔4〕根据前述〔1〕~〔3〕中任一项所述的方法,其中,前述被处理水为丝网处理后的被处理水。
前述被处理水的pH优选为pH5~13、更优选为pH5~10。
〔5〕根据前述〔1〕~〔4〕中任一项所述的方法,其中,将前述沥青附着于气泡而形成的泡沫去除。
〔6〕根据前述〔1〕~〔5〕中任一项所述的方法,其中,将泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率设为3以上。
〔7〕根据前述〔1〕~〔6〕中任一项所述的方法,其中,向前述被处理水中进一步添加HLB值为13以下(适合为12以下)的表面活性剂。
适合为非离子性表面活性剂,更适合为HLB值为13以下(适合为12以下)的聚亚烷基二醇。
〔8〕一种含有沥青的被处理水的处理装置,其具备用于对含有沥青的被处理水进行处理的槽,前述槽以将通过进行曝气使沥青附着于气泡而形成的泡沫去除的方式构成。
前述含有沥青的被处理水的处理装置可以为沥青去除装置。
适合的是:前述槽具备以在同一槽内进行曝气和/或搅拌的方式构成的槽。
进而,适合的是:具备以添加药剂的方式构成的装置。
〔9〕根据前述〔8〕所述的含有沥青的被处理水的处理装置,其具备:
用于对含有沥青的被处理水进行处理的槽;
以通过曝气使前述被处理水产生气泡的曝气装置;
以通过搅拌使前述被处理水产生对流的搅拌装置;以及
以通过在同一槽内进行前述曝气和前述搅拌,从而将使沥青附着于气泡而形成的泡沫去除的方式构成的泡沫去除装置。
〔10〕一种用于实施或管理下述方法的装置或者前述〔8〕或〔9〕所述的装置,其还具备以实行前述〔1〕~〔7〕中任一项所述的方法的方式构成的控制部。
〔11〕根据前述〔8〕~〔10〕中任一项所述的装置,其中,前述处理装置在选自调制工序、抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上中设置。
前述装置可以为单个或多个。
〔12〕一种用于实施或管理下述方法的装置或者前述〔8〕~〔11〕中任一项所述的装置,其实施前述〔1〕~〔7〕中任一项所述的方法。
〔13〕根据前述〔1〕~〔7〕中任一项所述的方法,其使用前述〔8〕~〔11〕中任一项所述的装置。
实施例
列举出以下的实施例和比较例等,针对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,本发明的范围不限定于实施例等。
〔试验例1:浮选试验〕
如以下那样,制备实施例1~5和比较例1~2的试样(包含沥青和波纹纸旧纸纸浆的被处理水)。对各试样进行浮选,利用刮削器(刮取板)对浮在水面附近的附着有沥青而形成的微细泡浮渣(泡沫)进行刮取。
<本实施方式中使用的测定方法>
本实施方式中使用的测定方法如下所示。
(1)悬浮物质浓度
关于被处理水和处理水的悬浮物质(SS)浓度,按照JIS K0102对试样进行测定。
(2)沥青粒径
关于被处理水和处理水中的沥青粒径,通过使用网眼筛的筛分,对试样进行测定。
(3)沥青浓度
被处理水和处理水中的沥青浓度如下测定:通过网眼筛对试样进行筛分,然后向经筛分的试样中添加尼罗红(1.25mg/L)并使用AquaFluor手持式荧光计(TURNER DESIGNS制)来测定吸光度。标准曲线是通过标准品使用水性EVA系粘接剂EL-105(REGITEX公司制)、在0~250mg/L的范围内制作了EL-105的浓度。
(4)灰分
关于被处理水和处理水中的灰分,按照JIS K0102进行测定。
(5)SS绝干质量
被处理水和处理水中的SS绝干质量是将试样在温度为105±5℃的干燥器内干燥至达到恒定质量后,在室温调整至23℃、湿度调整至50%的室内进行冷却、调湿时的质量。
(6)pH
关于被处理水和处理水中的pH(40℃),使用一般的pH计(例如株式会社堀场制作所制的“便携式pH计D-54(pH/mV(ORP)/COND/电阻率/盐分/TDS)”或其后续机种),对试样进行测定。
(7)纸浆浓度(纸浆重量)
关于被处理水和处理水中的纸浆浓度(纸浆重量)(mg/L),根据“纸浆重量+灰分重量+沥青重量=悬浮物质浓度(SS重量)”进行计算。
(8)沥青浓度和泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率
关于沥青去除效果,根据在泡沫中被去除的SS浓度和沥青的比率,利用下述(式2)和(式3),求出沥青浓度和泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率。
(式2)沥青浓度=(425μm过滤后的滤液中的沥青浓度)-(20μm过滤后的滤液中的沥青浓度)
(式3)泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率=(泡沫中的沥青浓度/原水中的沥青浓度)/(泡沫中的SS浓度/原水中的SS浓度)
更详细而言,如下所示。
实施例1~5和比较例1~2的各试验用浆料通过利用自来水将购买后未经使用的波纹纸以悬浮物质(SS)浓度成为规定浓度的方式进行离解来制备。此时,以加拿大标准游离度成为300mL的方式进行制备。将它们用作试验用浆料(SS浓度为1%时,pH为6.5(水温为40℃))。
以成为表2所示的悬浮物质浓度的方式制备调整至40℃的各试验用浆料(实施例1~5和比较例1~2),将它们作为各试样。需要说明的是,关于实施例4和5的调整至40℃的试验用浆料,在进行浮选之前,分别以相对于试样水成为1.4mg/L的方式添加沥青去除药品A和B。
相对于各试样,使用小型台式浮选装置(石川岛产业公司制、MT-5L),将空气量(空气)设为6L/分钟,使其产生气泡(气泡的粒径为1~2mm),边在适度搅拌条件(旋转速度相当于3800rpm)下产生水平对流,边浮选3分钟。小型台式浮选器是通过将基本气泡与高速旋转的涡轮接触而破碎成1~2mm的气泡,朝着360度方向曝气,且进行发生水平对流的搅拌。
作为泡沫,回收使小型台式浮选装置所附带的刮削器每30秒在水面附近移动而刮取的物质。
将所使用的沥青去除药品总结示于表1。表1中的数均分子量和HLB值可通过上述<1-3-3.添加药剂>中记载的方法来计算。
[表1]
表1沥青去除药品一览
药品名 | 组成 | 数均分子量 | HLB值 |
药品A | 酯化聚乙二醇 | 400 | 11.8 |
药品B | 酯化聚乙二醇 | 600 | 13.7 |
其后,按照JIS K0102来测定通过浮选处理而回收的泡沫中所含有的SS浓度。另外,关于泡沫中的沥青浓度,针对利用网眼为425μm或20μm的筛进行过滤时的滤液,以浓度成为1.25mg/L的方式添加尼罗红,使用AquaFluor手持式荧光计(TURNER DESIGNS制)来测定吸光度。
沥青去除效果根据泡沫中所去除的SS浓度和沥青的比率来进行判断。根据上述“(7)沥青浓度和泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率”来求出泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率。
将实施例1~5和比较例1~2的相关结果总结示于表2。
<结果>
本发明人等发现:如实施例1~5那样,使用浮选,在原水的SS浓度为0.5%以上时,泡沫中的沥青显示出比SS高的浓缩倍率。这表示:与SS相比,沥青选择性吸附至泡而得以被上浮分离。如比较例1~2那样,若原水的SS浓度从0.1%变为0.2%,则浓缩倍率减少,但如实施例1~5那样,若原水的SS浓度变为0.5%以上,则浓缩倍率反转而急剧上升。本发明人等发现:此时的沥青是粒径为20μm以上且425μm以下的较大粒径,因此,能够从具有大粒径沥青的含有沥青的水中更高效地去除沥青。
进而,本发明人等发现:组合使用药品A的实施例4与实施例5相比,显示出高的沥青浓缩倍率,因此,通过将HLB值低(HLB值适合为12以下)、即疏水性高的药品与浮选组合使用,从而能够进一步提高浓缩效果。
[表2]
附图标记说明
1:造纸工序、10:原料、2:调制工序、21:溶解工序、22:解离工序、23:除尘工序(清洁器工序、丝网工序)、24:浓缩工序、25:叩解工序、3:抄纸工序、31:除尘工序、32:纸层形成工序、33:湿纸脱水工序、34:湿纸干燥工序、4:水回收工序、41:一次循环水工序、42:二次循环水工序、43:白水、5:纸、6:排水、100:本实施方式的含有沥青的被处理水的处理工序(沥青去除工序)或装置
Claims (9)
1.一种含有沥青的被处理水的处理方法,其特征在于,其为造纸工序中的所述含有沥青的被处理水的处理方法,
所述造纸工序中的含有沥青的被处理水为选自调制工序、抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水,
所述被处理水中的悬浮物质浓度为0.3%以上,
通过曝气使所述被处理水产生气泡来去除沥青。
2.根据权利要求1所述的含有沥青的被处理水的处理方法,其中,所述沥青的粒径为20μm以上。
3.根据权利要求1或2所述的含有沥青的被处理水的处理方法,其中,所述被处理水为丝网处理后的被处理水。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的含有沥青的被处理水的处理方法,其中,将所述沥青附着于气泡而形成的泡沫去除。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的含有沥青的被处理水的处理方法,其中,将泡沫中的沥青的选择性浓缩倍率设为3以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的含有沥青的被处理水的处理方法,其中,向所述被处理水中进一步添加HLB值为12以下的非离子性表面活性剂。
7.一种沥青去除方法,其特征在于,其为从造纸工序中的含有沥青的被处理水中去除沥青的所述沥青去除方法,
所述造纸工序中的含有沥青的被处理水为选自调制工序、抄纸工序和水回收工序中的1种或2种以上的含有沥青的被处理水,
所述被处理水中的悬浮物质浓度为0.3%以上,
对所述被处理水供给气泡来去除沥青。
8.一种含有沥青的被处理水的处理装置,其具备:
用于对含有沥青的被处理水进行处理的槽;
以通过曝气使所述被处理水产生气泡的方式构成的曝气装置;
以通过搅拌使所述被处理水产生对流的方式构成的搅拌装置;以及
以通过在同一槽内进行所述曝气和所述搅拌,从而将使沥青附着于气泡而形成的泡沫去除的方式构成的泡沫去除装置。
9.根据权利要求8所述的含有沥青的被处理水的处理装置,其中,实施权利要求1~6中任一项所述的含有沥青的被处理水的处理方法或权利要求7所述的沥青去除方法。
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