CS215605B1 - Způsob recirkulace vod v lepidlovém hospodářství při výrobě dřevotřískových a aglomerovaných desek - Google Patents

Abstract

Vynález řeší zamezení vzniku odpadních vod obsahujících lepivé směsi z výroby dřevotřískových a aglomerovaných desek v nábytkářském a dřevozpracujícím průmyslu. Na vody s obsahem lepivých směsí se působí jednak pro úpravu pl na hodnotu vyšší než pH hodnota = 7 alkalizačními činidly např hydroxidem amonným nebo sodným, jednak pro stabilizaci podmínek reaktivity lepivých součástí případným dávkováním lyofóbních látek, např polymerovaných derivátů kyseliny akrylové, produktů hydrolýzy hlinitých, železitýoh, železnatých nebo barnatých solí, aktivovaná kyseliny křemičité, škrobu nebo přírodních jílovitých látek typu bentonitu

Description

Vynález se týká způsobu reoirkulaoe vod v lepidlovém hospodářství při výrobě dřevotřískových a aglomerovanýoh desek, určeného k současnému kvantitativnímu využití suroviny obsažené v meziproduktech technologického procesu přípravy a dávkování lepivých směsí na bázi aminoaldehydovýoh nebo melaminoaldehydovýoh pryskyřic nebo jejich směsí v původní nebo modifikované formě.

V provozech dřevozpracujícího průmyelu, tj v závodech na výrobu dřevotřískových desek, překližek apod., jsou v teohnologiokém procesu používány lepivé směsi- Přesto, že je manipulace s těmito směsemi, případně jejich jednotlivými součástmi mechanizovaná, dochází k jejich výskytu v odpadech závodu. Za běžného provozu odpadají v důsledku netěsnosti čerpadel, potrubí atd., při čištění potrubí, čerpadel, zásobníoh nádrží, přepravních nádrží, přičemž jejich množství značně kolísá v průběhu pracovního cyklu i v průběhu týdne Zvýšené množství odpadá při provozních haváriích, obvzláště pak tehdy, je-li třeba vypouštět celé dávky již připravených činidel. Lepivé směsi jsou smíchány s vodou, takže jsou několikanásobně nařeďovány a jsou odváděny do odpadu

Lepivé směsi jsou tvořeny vlastní lepivou složkou, tužidly a vodou použitou k doředění na provozní koncentraci V řadě provozů se spolu s lepivými směsemi vyskytují i hydrofobizační činidla Používaná lepidla jsou močovino-formaldehydová, fenolhormaldehydová a raelaminová Jejich lepivá účinnost je zapříčiněna průběhem kondenzačních reakcí přibíhajících za přesně stanovených podmínek po přidání do lepených materiálů Kondenzační reakce je irrebersibilní. Pro urychlení jejich reakcí jsou do směsí přidávána tužidla Hejěastěji jsou používány anorganické soli, např. síran amonný Hydrofobizační činidla, např parafín, mají za cíl zmenšit náchylnost mateirálu k napadání vodou Všechny tyto složky se tudíž mohou vyskytovat v odpadajícíoh vodách a jejich vzájemný poměr je rozdílný v závislosti na zdroji. Rozbory ukazují, že základní a podstatnou součástí jsou lepidla, jejichž obsah kolísá mezi 0,1 až 0,3 % při výrobě dřevotřískových desek a 2 až 3 při výrobě překližek.

Lepidla jsou obsažena v rozpuštěné formě a s ohledem na rozměr molekul mají roztoky charakter koloidních disperzí, které odpovídají vlastnostmi disperzím lyofilním. Molekuly jsou řetězovlté polykondeazáty, které jsou v závislosti na podmínkách v prostředí víoe či méně reaktivní. Tak např. močovino-formaldehydová lepidla obsažená ve vodě při neředění hydrolyzují, samovolně kondenzují a vznikají produkty ve formě sraženin. Ryohlost hydrolýzy roste se vzrůstem hodnoty pH, rychlost kondenzace s jejím poklesem. V neutrální oblasti pH jsou rychlosti hydrolýzy i kondenzace z hlediska provozu zanedbatelné. Přítomnost jemně dispergovaných sraženin napomáhá samovolné kondenzaci, kteřá probíhá v blízkosti povrchu jednotlivých částic Kondenzace je též urychlována zvýšenou turbulencí vyvolanou intenzivním mícháním.

Koloidní charakter si roztoky lepidel zachovávají až do přibližně 10 % koncentrace. Stabilita koloidních součástí je podmíněna existencí stérické bariery na povrohu makromolekul a bariery energetické vznikající rozložením náboje na povrohu makromolekuly. Nejvyšší energetická barieře je v oblasti neutrálního pH. V čerstvě připravovaných provozních rozteoíoh do oblasti pH 6,5 až 7,5 se projevuje stabilizační účinek energetické bariery, zatímco )činek stérické bariery je bezvýznamný. Ten nabývá na významu tehdy, jsou-li k roztoku lepidla přidány látky schopné specifické absorbce na aktivních místech molekuly

L lepidla Stabilizační účinek těchto látek může být využíván při inhibioi lepidla a lepidel

Vody s obsahem lepidla nebo lepidel byly až dosud považovány za vody odpadní a jako balast jsou také likvidovány Ňejčastěji je navrhováno společné čištění vod se splašky, méně často samostatné biologické čištění a ve výjimečných případech také chemické předčíšíování Společným znakem všech těchto metod je omezená a poměrně nízká účinnost jednotlivých navrhovaných čistírenských technologií, která pak musí být nahrazována tím, že vypouštěné vody ze závodu jsou nařeŽovány čistou vodou ve snaze dosáhnout hodnoty přípustné pro danou vodoteč. Tento způsob však vyžaduje náročnou laboratorní techniku a výsledky jsou problematické i vzhledem k chybám měření i použití metod.

Čištění odpadních vod a jejioh vypouštění do vodoteče je nevýhodné i z jiných ekonomických důvodů. Dochází ke ztrátám lepivých složek, které jsou cennou surovinou pro hlavní technologický proces výroby. Z hlediska hospodaření vodou je ztráta vody v technologii ještě dále zvyšována potřebou dořežování pro vypouštění do vodoteče V poslední době byly činěny pokusy na zužitkování lepidel, obsažených v kalu po chemickém předčištění metodou srážení Vzhledem k tomu, že obsah lepidel ve sraženině dosahuje v maximální míře asi 20 % z celkového množství látek obsažených v roztoku a průběhem samovolné kondenzace v důsledku které jsou lepidla takto získaná v podstatě znehodnocena, je tato metoda likvidace cestou relativně málo účinnou pro získání hodnotné suroviny

Současný nepříznivý stav v oblasti odpadních vod z výroby dřevotřískových a ahlomerovaných desek za použití syntetických pryskyřic a jejich směsí beze zbytku odstraňuje způsob recirkulacé vod v lepidlovéra hospodářství při výrobě dřevotřískových a aglomerováných desek obsahujících lepivé směsi na bázi aminoaldehydové nebo melaminoaldehydové pryskyřioe nebo jejich směsi v původní nebo modifikované formě podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na vody odpadající z provozu lepidlového hospodářství se působí jednak pro úpravu pH na hodnotu vyšší než pH = 7 alkalizačními činidly v množství 0,5 až 500 mg/1 recyklované vody, např. hydroxidem amonným nebo sodným, případně dále pro stabilizaoi podmínek reaktivity lepivých součástí dávkováním lyofobníoh látek v množství 50 až 500 mg/1, např. polymerovaných derivátů kyseliny akrylové, produktů hydrolýzy hllnitýoh, železitých, železnatých nebo bamatýoh solí, Uctivované kyseliny křemičité, škrobu nebo přírodních látek jílovitýoh typu bentonitu,

Stabilizační činidla není nutno používat, pokud jsou vody obsahující lepivé součásti bezprostředně po inhibioi využívány v provozu.

Se zřetelem na skutečnost, že dosavadní způsoby likvidace adpadních toxických vod vznikají při zpracování syntetickými lepidel v nábytkářském průmyslu, ale i jiném dřevozpracujícím průmyslu nesplňují zákonné požadavky na úseku životního prostředí a čistoty vod, znamená předmět vynálezu pokrok jednak v tom, že v zásadě zamezuje vzniku těchto vod což ve svém důsledku se projevuj ve vysoké úspoře užitkové vody, jejíž množství je nezanedbatelné. Dále dochází k vysoké úspoře lepidel a tužidel, jež voda obsahuje.

Inhibioi prooesu kondenzace, který jinak probíhá samovolně v neředěných vodách je možno zužitkovat pryskyřici jako plnohodnotnou lepidlovou surovinu kvantitativně. Ekonomické i ostatní aspekty takového postupu jsou vzhledem k výrobě zcela zřejmé.

Průběžná sledování množství odpadníoh technologických vod v průmyslovém provozu střední velikosti na výrobu dřevotřískových a aglomerovanýoh desek a překližek ukázala,

O že se průměrná produkce vod pohybuje okolo 3 m/den. Tato voda obsahuje převážně lepidla, tužidla a parafinovou emulzi, přičemž poměr sležek se značně odlišuje v průměru směny i dne. Z toho vyplývá, že odpadní vody technologické obsahují vysoký podíl lepivýoh součástí, při 3 nP/den je 15 g/l ekvivalentní 45 kg 100 % lepidla, přičemž 80 % je v rozpuštěném stavu a 20 % v nerozpuštěná formě a že jejioh množství není s ohledem na vysoké množství spotřebované vody nezanedbatelné.

Výrazný celospolečenský význam vynálezu pak spočívá v tom, že je prakticky likvidován problém odpadních vod z hlavního zdroje výroby, tj. z lepidlového hospodářství a tím je vyřešena i otázka likvidace negativního vlivu dané výroby na životní prostředí, kterážto otázka činí v poslední době projekčním organizacím a investorům při rekonstrukcích a výstavbě výrobních kapacit v označené průmyslové činnosti řadu obtíží.

Princip metod používaných a metody podle vynálezu vyplývá z následujícího. Lyofóbní koloidy jsou vytvořeny minerálními částicemi, molekulami nebo shluky molekul, které nesou na svém povrohu náboj zapříčiňující vznik elektrické dvojvrstvy obklopující oelou částici Lyofilní koloidy jsou naproti tomu tvořeny složitými organickými molekulami a náboj, který nesou, je koncentrován v místech funkčních skupin Lyofilní částice se adsorbují zpravidla na lyofóbníoh a v závislosti na poměru obou vznikají víoe či méně stabilní systémy Meze jsou určený stupněmi destabllizace, tj. sohpností tvořit vzájemně agregáty, anebo úplnou destabilizaoí. Přídavky lyofóbního koloidu lyofilní koloid nejprve stabilizují, potom destabilizují a opšt restabilizují

Z hlediska porovnání principů čistírenské technologie je zřejmé, že lyofilní částice, např. melaminové pryskyřice, jsou malými dávkami lyofóbního koloidu, např hydroxopolymeru vznikajícího hydrolýzou AI soli stabilizovány, vyššími dávkami destabilizovány a extrémně vysokými dávkami restabilizovány. Stabilizace spočívá v tom, že aktivní skupiny pryskyřice, které se při vytvrzování spojují se skupinami sousedních částio, se obalí částicemi hydroxopolymerů kombinací energetické a stérioké bariery a tím je odizolují Při vyšších dávkách dojde k potlačení energetické bariery, tekže sé částice setkají a vytvoří sraženiny. Při extrémně vysokých dávkách dojde k takévé vysoké adsorboi, že všechny funkční skupiny změní náboj a vytvoří se nová energetická bariera.

Klasické čistírenské technologie mají za oíl tvorbu separovatelné suspenze a aplikují tudíž dávky vedoucí k destabilizaoí. Technologie podle vynálezu naproti tomu omezuje tvorbu suspenze na nejmenší možnou míru.

Difuzní pochody, kterými vstupují lyofóní částice do okolí funkčních skupin jsou ovlivněny počtem a druhem iontů v roztoku, tj. iontovým obsahem. Jsou-li ionty rozměrné, nebo je-li jloh mnoho, jsou difuzní pochody pomalejší a potřebná dávka jak pro stabilizaci, tak pro destabilizaoí je vyšší.

Konkrétní alternativy podle uvedenýoh kriterií.

Příklad 1

Do vod s obsahem oea 7 % lepivýoh směsí na bázi močovinofoxmaldehydové pryskyřioe je dávkován louh sodný se střední hodnotou dávky 24 mg/1 reoyklované vody Stabilizaoo je >15 605 prováděna polyakrylamidem dávkou do 17 mg/1. Popsaný způsob je vhodný pro zpracování oplaohových vod technologických'zařízení, při kterém se dosahuje účinku plné návratnosti vody do hlavního prooesu výroby dřevotřískových desek.

Příklad 2

Voda s obsahem cca 3 % lepivýoh směsí na bázi močovinoformaldehydové pryskyřioe a melaminoaldehydové pryskyřeoe se dávkuje čpavkovou vodou střední hodnotou 17 mg/1 recyklované vody. Stabilizace se provádí aktivovanou kyselinou křemičitou v množství do 65 mg/1.

Popsaný způsob je vhodný při společné výrobě dřevotřískových nebo aglomerovanýoh desek se zuŠlechtěným povrohem, případně i pro tvarové lisování. Aplikaoí uvedeného způsobu se dosahuje plné návratnosti vody zpět do hlavního procesu výroby.

Příklad 3

Úprava pH i stabilizace u vody s obsahem ooa 1 % močovinoformaldehydové pryskyřioe se provádí současně dávkováním alkallzovaným roztokem Škrobu v množství dávek 60 mg/1 recyklované vody. Popsaný způsob je vhodný pro běžné účely recyklování napadajících vod z výroby dřevotřískových desek v plném množství zpět do prooesu hlavní výroby.

Příklad 4

Upravuje se voda β obsahem 1 % močovinoformaldehydové pryskyřioe. Úprava pH se provádí dávkou 125 mg/1 hydroxidem amonným a stabilizace se provádí dávkováním síranu železnatého v množství 95 mg/1 recyklované vody Popsaný způsob úpravy se používá při výrobě dřevotřískových a aglomerovanýoh desek s účinkem,při kterém se dosahuje plné návratnosti vod z lepidlového hodpodářství do prooesu hlavní výroby s množstvím 3 až 5 m^/den.

Příklad 5

Upravuje se voda z výroby dřevotřískových a aglomerovanýoh desek s obsahem 0,7 % močovinofoxmaldehydové pryskyřioe. Úprava pH se provádí hydroxidem amonným dávkou 10 mg/1 recyklované vody a stabilizace se provádí síranem železitým v množství do 80 mg/1 recyklované vody Popsanou úpravou se dosahuje plná návratnost vody do výrobního procesu.

Příklad 6

Voda s obsahem 1,5 % močovinoformaldehydové a melaminofonaaldehydové pryskyřeoe z výrobního procesu dřevotřískových a aglomeroyaných desek ee za účelem úpravy pH dávkuje hydroxidem amonným v množství 12 mg/1 recyklované vody a stabilizaoe se provádí chloridem železitým v množství do 110 mg/ recyklované vody Při popsaném způsobu se dosahuje plné návratnosti vod z lepidlového hospodářství.

Příklad 7

Voda s obsahem 2,5 % močovinoformaldehydové pryskyřice se za účelem úpravy pH dávkuje hydroxidem amonným v množství 25 mg/1 recyklované vody a stabilizace se provádí chloridem baraatým v množství do 210 mg/1 recyklované vody Postup je vhodný pro likvidaci nárazových množství a při výskytu provozních havarii při výrobě dřevotřískových a aglomerovanýoh desek, jakož 1 při tvarovém lisování. Účinek, kterého se podle způsobu dosahuje se projevuje v plné návratnosti vod do hlavního výrobního prooesu

Příklad 8

Voda s obsahem lepivé látky na bázi močovinoformaldehydové pryskyřice v množství ooa 5 % z výroby dřevotřískových desek a tvarového lisování napadající při výskytu havarii provozu se upravuje za účelem její plné návratnosti do výrobního prooesu. Alkalizaoe se provádí hydroxidem vápenatým dávkovaným v množství 25 mg/1 recyklovaná vody a stabilizace se provádí 5 až 10 % disperzí bentonitu v množství do 90 mg/1 reoyklované vody, směsným dávkováním.

Příklad 9

Voda s obsahem 2,5 % močovinoformaldehydové pryskyřice se dávkuje hydroxidem amonným v množství do 125 mg/1 za účelem inhibioe a kondenzace pochodů a je bezprostředně po nadávkování kvantitativně využita v provozu výroby dřevotřískových a aglomerovaných desek. Účinek dosažený z aplikovaného způsobu se projevuje ve 100 % návratnosti vod do výrobního prooesu a to v množství 2,5 bP/24 hod.

Příklad 10

Voda s obsahem 1,5 % lepivých směsí na bázi močovinoformaldehydové a melamlnofoemaldehydové pryskyřice se dávkuje pro úpravu pH a lnfibioi kondenzačních pochodů dávkou 25 mg/1 rooyklované vody hydroxidem amonným a takto upravený sol se bezprostředně vrací zpět do přípravy lepivých směsí. Dosahovaný účinek z provedeného způsobu se projevuje plnou návratností vod do hlavního výrobního procesu v množství 5 sP/24 hod.

Společným požadavkem věeoh uvedených příkladů variant použití činidel ve směsném nebo odděleném dávkování je dokonalá homogenizace nadávkovaného sólu v celém obsahu.

Z hlediska provozní spolehlivosti zařízení využívajících recyklovanou vodu je vhodné klidové oddělaní fáze kapalné od sedimentu.

Uvedené příklady provedení nevyčeypávají možné varianty úpravy a způsob podle vynálezu, jako technologii úpravy odpadních vod lze s výhedou použit jak při úpravě vod běžného provozu, tak i pro nárazový výskyt vod obsahujíeíoh lepivé směsi, jako je vyplaohování a mytí přepravníoh nádob, nebo jako technologii pro likvidaci většiny havarijních vod, které mohou vzniknout při provozu hlavní výroby s účinkem reoirkulace těohto vod a tedy i jejioh návratnosti do výrobního prooesu.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob reoirkulace vod v lepidlovém hospodářství při výrobě dřevotřískových a aglomerovaných desek obsahujících lepivé směsi na bázi aminoaldehydové nebo melaminoaldehydové pryskyřice nebo jejioh směsi v původní nebo modifikované formě vyznačený tím, že na vody odpadajioí z provozu lepidlového hospodářství se působí jednak pro úpravu pH na hodnotu vyšší než pH » 7 alkallzačními činidly v množství 0,5 až 500 mg/1 reoyklované vody, např. hydroxidem amonným nebo sadným, případně dále pro stabilizaci podmínek reaktivity lepivých součástí dávkováním lyofóbníoh látek v množství 50 až 500 mg/1, např polymerovaných derivátů kyseliny akrylové, produktů hydrolýzy hlinitých, železítých, železnátýoh nebo baraatýoh solí, aktivované kyseliny křemičité, škrobu nebo přírodních jílovitých látek typu bentonitu.