TW212785B - - Google Patents

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i£聲 乍i.f si 212,180 Λ6 ___Η 6 _ 五、發明説明（） 本發明换有期於一種迪紙程序，特別是，鼷於去除源 自紙漿及紙材之製造遇程中所排放廢水中的所有顔色。 在迆紙程序之各樣的階段中霈使用大董的水。迪紙程 序包括數傾步例如，樹皮去除，製漿，漂白等等。這 些步β毎鵪皆使用大躉的水。雖然在迪紙程序中保存及再 使用水之方面已有重大改進，但是仍然需要從該条統中排 放一定數景的廢水。 從造紙廠出來的排放廢水中污染有木質素，木質素分 解物及腐植酸等。這些污染物使該排放廢水呈暗黑色並常 被稱之為顔色髖。因為各造紙廠會産生大置的這種深色廢 水，此廢水排放入附近河流中及水體中會使該水呈受反對 的變色。 習知技籙之一般的非生物廢水處理方法你使用石灰來 促進懸浮固醱的沉澱。高分子電解質聚合物或無機金羼鹽 類亦有用於從廢水中去除某些輯色。然而离分子電解霣聚 合物法由於從商業規模的紙漿及迪紙廠産生的廢水數量很 多故為非常昂貴的。同樣地，亦需使用大《的無機金羼蘧 類用於處理逭些大數量的廢水。然而當處理此數量的廢水 而使用大置的無機金屬鹽類所衍生的問題為必然形成的最 終淤渣。該淤渣的處理費用使得這些鹽類的使用不實用。 在某些情況中，使用某些的無機金靨鹽類不會使懸浮 固體在該廢水的ΡΗ值之下沉澱。所以，需有降低該廢水的 ΡΗ值之另外的步明促使逭些鹽類之使用更加不實用。 鑑於前述供造紙廠菝水脱色的各方法之缺陷，此為本 (請先閲讀背面之注意本項再填寫本頁) 裝· 線· 本紙张尺度边用中a Η家櫺準(CNS)甲4規格(210X297公釐) 3 Λ 6 η 6 212783 五、發明説明（） 發明的一偏目的以提供一備有效及實用的方法供廢水脱色 (請先閲讀背面之注意事項#项寫本頁) 〇 本發明之進一步的目的為提供一餹有效的方法供造紙 廢水的脱色而其排放水為有適笛的品質可導入自然界的水 中而不用再加處理。 本發明提供一備方法將來自一癘紙漿廠的排放廢水脱 色，其待徽在於添加一有效數量的包含裤_亞雄及一水溶 性陽離子胺聚合物以從30比1至1比1之分子比例組成的 脱色組成物之步嫌。 本發明亦提供一偵方法將來自一紙漿廠的排放廢水脱 色，其特擞在於下列步驄： a) 添加一有效數董的水溶性陽離子胺聚合物至該排 放廢水中；及 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印51 b) 添加一有效數量的硫酸亞嫌至該排放廢水中，在 其中添加至該排放廢水中之硫酸亞鐵對添加至該 拂放廢水中之水溶性隈離子胺聚合轨的分子比例 為從30比1至1比1 ,且該有效數量的水溶性陽 離子胺聚合物及該有效數董的硫酸亞嫌結合降低 了該排放廢水最少90 %的真正顔色。 本發明再進一步提供一傾方法供來自一紙漿廠的排放 廢水脱色，其恃徽在於添加並結合一亞鐵離子及一水溶性 陽離子胺聚合物至該排放廢水中使得該添加的亞嫌離子在 該排放廢水中的濃度為從60至200 ppm而該添加的水溶性 陽離子胺聚合物在該排放廢水中的濃度為從20至80 ppn, 本紙張尺度边用中國《家樣準(CNS)甲4規格（210x297公釐） 2雜 3?. p,-

A6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 在其中該排放廢水的全部顔色爲降低了最少80 %。 在本發明的一個較佳具體實施例中，該水溶性陽雔子 胺聚合物為由表氯醇與二甲胺反應所形成的。在本發明的 另一個較佳具體實施例中，該水溶性陽離子胺聚合物爲一 種具有分子量從約10, 000至150,000之聚二烯丙基二甲基 氯化氨聚合物。依照本發明另外的一個較佳具體實施例， 該水溶性陽離子胺聚合物為聚二烯丙基二甲基氯化氨及丙 烯醯胺的共聚物。 圖1爲一摘典型的紙漿廠之代表性廢\水處理糸統的結 構圖。其排放廢水1離開紙漿廠後流注到沉澱槽3中。注 入槽3中之廢水的pH值一般為從pH 9至10。 一旦其懸浮固體已在槽3中沉澱後，該排放廢水流經 溝渠5進入生物分解槽7及9。進入該生物分解槽7及9 中的水流之PH值必須介於pH 7至8之間以防止損害到在該 槽中的撤生物。通常，進入槽7及9中的水流之pH值為由 注入二氧化碳氣體到正流經溝渠5之該水流中Μ降低至pH 7 - 8。注入二氧化碳的費用在一大型紙漿廠中可能高至 每年數十萬美元。然而在另一方面，若在楕3中的排放廢 水PH值已降至低於PH7時，使得金屬鹽類，諸如亞鐵鹽， 可做為沉殿劑，則必須升回至7或8。但是，若無機金屬 鹽類，諸如三價鐵鹽，為在槽3中用於沉澱該懸浮固體， 則這些金颶鹽頚必須在該排放廢水進入生物分解槽7及9 之前予以去除，因為高濃度的金屬離子在槽7及9中對於 徹生物爲有毒的。該排放廢水在離開生物分解槽7 - 9後 衣紙張尺度通用中國國家標爷（CNS)甲4規格（210 X 297么'贫） -----r—i:-------f-------裝------訂----- (請先閱讀背面之注意事項再場寫本頁) 212783 Λ 6 Η 6 r- .f 五、發明説明（） 經由溝渠11進入沉降池13及15中，然後接著排到期，河流 或市鎮下水道中。 在一般造紙程序中，從程序中排放的廢水含有大量的 顔色體。這些顔色醱一般為木質素，木質素分相物或腐植 酸等。此顔色以Pt-Co單位表示並當做其真資顔色。供拥I 量真實顔色的方法已由紙漿及造紙工業的空氣及河流促進 圃家審議會（NCASI)予以槺準化。供測量真實顔色的此方 法為在此中使用以展示本發明的效果。此方法全部述於 An Investigation of I黼proved Procedure for Measure -Bent of Mill Effluent and Receiving Water Color. 1971年12月號之NCASI技術公報第2538號，在此中參考 引用。通常，供測量真實顔色的該HCASI方法為如下列。 取得一排放廢水的樣本並諝整其pH值至pH 7.6。然後經由 一片0.8微米的濾紙過濾該樣本以去除絮凝的或懸浮的固 體。然後在一只分光光度計中以465 η·光源測量此樣本 的吸收度。此吸收度對照以Pt_C〇單位表示的校正曲線。 此樣本的真實顔色即可從此吸收度曲線讀出其Pt_ Co單位 值。 該排放廢水的顔色亦可表示為"視顔色'測定視顔色 通常可不用如同測置真實顔色所霈之處理該樣本。作為本 發明之用途，視顔色為在未調整pH值下之排放廢水的混漘 度之函數。混海度通常為由Hach吸收度方法測量PTUs (Formazin Turbidity Units)。此方法在一只分光光度計 中測量在450 nn光的消失度。 (請先閲讀背面之注意本項再埙寫本頁) 裝· 訂_ 線· 木紙張尺度边用中B國家楳準(CNS)平4規格(210X297公龙) 6 經濟部中央榣準局貝工消费合作社印製 21278b Λ 6 __Π6_ 五、發明説明（） * 一傾供處理紙漿廠之排放廢水的典型程序為示例於圈 1中。如以上所述者，在該排放廢水進入生物分解槽7及 9之前，該排放睡水的pH值必須調整至介於pH7至8之間 。此經常由在溝渠5中注入高價的二氣化碩到該排放廢水 中來逹成。本發明的一届重大優點為本發明的組成物實質 降低了該排放菝水的視顔色及真實顔色，且同時降低了該 排放廢水的pH值從pH 9—10至供生物分解槽所需之約pH 7_8的pH值。本發明的此項優點排除了須注入高價的二 氣化碩到溝渠5中以降低其pH值之需要。 本發明提供一偁方法藉由添加包含硫酸亞鐵及一水溶 性陽離子胺聚合物之脱色組成物供排放廢水脱色。這些組 成份可預混合為現成組成物或可匍別地添加至排放廢水中 。然而，其為本發明的一個重要面為這些組成份同時地存 在於排放廢水中使得它們可相乘地反應以降低排放廢水的 全部及視顔色。 依照本發明的一傾具體實施例，該有效數、量的硫酸亞 鐵及該有效數量的水溶性陽離子胺聚合物為製成為包含該 硫酸亞鐵及該水溶性陽離子胺聚合物以從30比1至1比1 之分子比例組成之預包裝的現成品。更佳為，其分子比例 為從約20比1至約5比1。作為本發明之用途，逭些分子 比例視為代表Fe++對該有活性的水溶性陽離子胺聚合物的 分子比例。 依照本發明的另一個具體實施例，該硫酸亞鐵及水溶 性陽離子胺聚合物為分開準備地添加至該排放廢水中。依 (請先閲讀背面之注意事項再艰寫本頁) 裝. 訂- 線- 本紙張尺度逍用中《國家標準(CNS)甲4規格（210X297公tf·) -7 - Λ 6 Π 6 2127S5 五、發明説明（） 照本發明的這一镝具體實施例，添加逭些組成份使它們與 包含在排放廢水中的顔色體同時地反應。較佳為所添加入 排放廢水中的硫酸亞鐵為包含在一 60至200 ppn Fe++ 的濃度中且該所添加入排放廢水中的水溶性陽離子胺聚合 物的濃度為從20至80 ppr的活性聚合物。 依照本發明的試驗，本發明的組成物當以上述之分子 比例或濃度添加時呈現另人驚奇地及意外地降低了該排放 廢水的真實顔色高至95 %。這是供降低排放廢水中的全部 顔色勝過習知技藉組成物之一値重大的改良。 硫酸亞鐵組成份以添加硫酸亞鐵七水合物為隹。硫酸 亞鐵t水合物提供了 20%的Fe++並由Van Water & Rogers 化學公司以商業级乾粉未供應。在此中所述之例子為使用 此形式之硫酸亞鐵。準備供本發明使用之有用的硫酸亞鐵 亦可為提供5% Fe++之硫酸亞鐵溶液及提供17.5% Fe++ 之硫酸亞鐵t水合物溼拼。 在本發明的組成物中包含硫酸亞鐵提供了數項優點。 其第一個及最戯劇化的優點為該硫酸亞鐵與該水溶性陽離 子胺聚合物相乘地反應以降低該排放廢水的真實及視顔色 至另人驚奇地低程度。此戯刺化及未意料到的效果註記在 此中所述之例子中。硫酸亞鐵亦提供了在從9至10之pH值 下保時其脱色活性之另外的優點。其他的金屬鹽類，諸如 亞鐵鹽，在此pH值之下並不會使顔色體沉澱且在述於圖1 之排放水處理条統中並不會有作用或活性。為了使一亞鐵 鹽有活性，排放廢水的pH值必須低至約pH4 — 5。再者， 本紙張尺度逍用中國Η家楳準(CNS)甲4規格(210父29’/公史) (請先閱讀背而之注意事項再填寫木頁) 裝- 線· 經濟部中央楳準局貝工消f合作社印製 —8 —

五、發明説明（） 經濟部中央標準局EK工消t合作社印製 如上所述，其pH值必須接著再回升K供該排放廢水進入生 物分解槽中。 本發明的水溶性陽離子胺聚合物類稱之爲凝集劑或凝 聚劑。有一較佳等级之水溶性陽離子胺聚合物為聚二烯丙 基二甲基氯化氨聚合物類其適於供本發明之用途者為具有 最少3,000的分子量而上至不超過1,000,000之平均分 子量者。一更佳的分子量範圍為10, 〇〇〇至150, 000平均 分子量。這些分子量為重量平均分子量。聚二烯丙基二甲 基氣化氨聚合物類及它們的製備方法已述於美國專利公報 第3, 288, 770號’文中，所揭露者為在此中參考引用。依照 本發明的另一個較佳具體實施例，該聚二烯丙基二甲基氯 化氨聚合物為與丙稀醯胺的行共聚合。此種類的共聚物及 它們的製備方法已述於美國專利公報第3 , 920 , 599號文中 ，所揭露者為在此中參考引用。較佳為，這些共聚物為具 有最少3,0 00的分子量而上至不超過1,000,000之平均 分子量者。一更佳的分子量範圍為10,000至1 50,000平 均分子量。這些分子量為重量平均分子量。 水溶性陽離子胺聚合物類之另一個較佳等级為那些由 鹵醇化反應所形成的聚合物，諸如表氯醇與低级烷基二胺 類反應。此種類的產物已述於美國專利公報第3 , 7 38 , 9 4 5 號文中，所揭露者為在此中參考引用。由此專利公報所 述之最佳的聚合物族為由表氣醇與二甲胺的反應所形成者 (Epi-DMA)。 ， 依照本發明的一個真體實施例，本發明的脫色組成物 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） -9 - -------A---------^-------裝------ir-----^ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 經濟部中央櫺準局貝工消費合作社印製 212783 Λ 6 ..…_____ Η 6 五、發明説明（） 較好為在其進入溝渠5之前加至含有顔色體的紙漿廠廢水 中。其下藥量為基於存在於廢水中的结懸浮固體量及硫酸 亞鐵所使用的數量而定。因此，有作用的水溶性陽離子胺 聚合物的下藥量可少至1 - 2 ppm高至200 pp·。 較佳 的下藥量為約50 ppB。在以下的例子中，下藥董為由使 用Epi/DMA的例行實驗所決定。 下列各例子為展示說明各較佳的具體實施例及本發明 的應用但並不打算限制本發明的範圍除非在此所附之各申 請專利範圍中有另外陳述。 例芊1 各餹廢水樣本皆由某些或全部的下列分析記述其特徴 pH值一以一玻璃/參考電棰的組合測量；真實顔色一由 NCASI方法使用一 Hach DR2000型分光光度計測童；比電 導或電導度一以一電導池/計（以微歐姆/公分表示）測 量；總懸浮固髏量-依照述於Stand Methods,for the Exaa i nat ion of Water and Wastewater , Method 208D, APHA-AWWA-WPCF, 14th Ed.，1975,p94 中的方法在過濾混 合良好的廢水樣本之後測量其殘留在一檫準玻璃纖維過濾 盤上的總殘留量；總有機碩一在預處理廢水樣本以除去碩 酸鹽類及由氣化有機物成二氣化磺所産生之二氣化硪後以 適當的儀器测量•，總可溶鐵量一由Hach化學TPTZ方法 測量；混濁度（視顔色）一由使用Hach吸光計方法在450 nm波長的光消失下測量其FTUs (Formazin Turbidity (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 裝- ,ιτ_ 線. 本紙張尺度边用中困Η家楳毕(CNS)肀4規格(210X297公弩)

Λ G _ η 6_ 五、發明説明（）

Units)。所使用的Epi-DMA聚合物溶液為得自Halco化 學公司，Naperville, Illinois,該聚合物溶液包括50wt?i 的線性，作用聚合物具有一從0.08 - 0.12 dL/g的搔性 粘度。商業級乾粉未的硫酸亞鐵t水合物，FeS04 ·7Η2〇 ，20.¾ Fe++ 為得自 Van Waters and Rogers 化學公司。 水合的石灰，Ca(0H)3為得自Halco化學公司。 經濟部中央樣準局員工消费合作社印製 列於下面之表1的試驗1 一 30皆依如下進行。將一傾 得自一紙漿廠排放水的廢水樣本1200 Bl置入一只1500 ml的燒杯中。再將一只兩吋的鐵弗龍包覆的攪拌棒置入 該燒杯中。該樣本以一電磁攪拌器攪拌。持缠監测該樣本 溶液的pH值。在一秤重盤上秤乾硫酸亞鐵的重量。再將此 硫酸亞鐵倒入混合中廢水的浚渦中。迅速溶解。600 ppm 的FeS〇4 ·7Η20之典型的pH降低值為1.5 - 2.0 pH 單位。一些適當數置的水合石灰以2¾泥漿加入到該廢水 中以諝整pH到9 -10。用於供pH 10.2的廢水以600 ppb的FeS(U · 7H2 0處理的典型石灰為120 ppm的 Ca(OH) 2。然後加入Epi-DMA到廢水中。加快攪拌速度 以快速混合15秒鐘然後降慢以慢速混合5分鐘。在慢速混 合時間終了時，將攙拌速度提升以使混凝液混合完全。以 一支大吸管抽出60 «1的液體；此樣品為用來做绝懸浮固 體置的測量。再抽出另外的140 b1並移至一個小燒杯中 。待靜置10分鐘之後測量其pH值，混濁度，電導度及真實 顔色。剩下的1000 ml的處理過廢水移至一只Imhoff 錐瓶中供沉降研究。此錐瓶留置了24小時的沉降時間。然 本紙張尺度逍用中國《家標準(CNS)甲4規格(210X297公史) Μ 五、發明説明（） 後記錄下在該Imhoff錐瓶中的泥渣體積。抽出60b1的 上浮液接著做總懸浮固體量試驗。再抽出另外50*1的上 浮液並测置其pH值，混濁度，真實顔色，電導度，可溶鐵 量及總有機物含量。上浮液的pH值典型為降低了 0.5單位 ，混濁度降低了很多，但真實顔色之讀數與前一天所取樣 者相同。 表1 (略） (請先間讀背面之注意事項#塡寫本頁) 經濟部中央櫺準局貝工消t合作社印製 本紙張尺度逍用中國國家樣準(CNS)甲4規格(210X297公处) 修正 A 6 B6 五、發明説明（）

經濟部中央標準局印裝 ί: iV g. 5 v~* Lf f— *v G ί*~ c U： C： - σ ο· 1 — ο ο 〇 cr> o o cr> o U' o CJ o o o o O <3 o o i_l o c·· «-Λ ο ο ό ο -ο ο» V r: ο INJ o o o o 〇 〇 o I J o cr» cr< <3 丄 NJ C' o 〇 c*> o <-> l_J -〇 Or C7> 〇 ·〇 o ο <τ> ο ο ο ο XS ΓΤ Ο 0 G D y-> W m 尝 ,NJ 〇 o o σ 1 ΓΌ o J 〇l Ί o u o c、 K> 〇 cs ~-4 C ο 1-0 ι.·' ο LJ 3 C3 链 ί« 〇 Ο 〇 o o c o o o 〇 «Τ' o o 〇 o o o o Cl 〇 〇 o o o o o o o O o o o o o o o o o 〇 c·' O o o丨 1 ο 0 1 O 1 ο ο ο ο Ο Ο 。 *T] Ih a 么 -Ο g 5 ,¾ γτΞ NL Μ 〇 〇 Ο 〇 o 。-' o C' o o «Λ o o «-Λ o w·' o o 〇-> o 匕·' o <_< o 1-Λ o o 1·Λ o o o . o I--' o c·' o C/' o o M ' ;; i if °! i° ! i ! i Γ> ο C ο -η ο ο C m •Z tr? j： 〇 >»Λ Λ. .SJ C o o LJ o 〇 Jt. u’ 1 J 1 o o LJ -J -J o isJ ° C ΛΟ ·=» o o o o o —J o r^i 〇 » --4 C"· o : C_J z t-·· o ο ο ο C C3 1 〇Ι。 、丨S i in °l 3![? ·—- s 〇 cr <_*< -J u o Kl ►o ΛΟ 〇 o •o o c· o n -SJ Ξ 产J o J. c : o o o .·%,· o ^j 入 C3 ο ο 1 I ! ! ^j；K ,!l if .¾ "1 •_J r> 'J o o .'J o o M 1-Λ o o 〇 NJ L 1 C~I >- c> o — o KJ o o •J ISJ o ◦ -o fj Λ0 a o o NJ >： .* j .*〇 — ο ο ί ?! 1 II Λ__ .— '丨ci ΊΊ 3 L3 Λ C4 ...................................................装...............................訂….·j ...................線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 甲 4(210X297 公潑） -12-1 -

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 第8 1 106 0 7 8號申請專利範圍修正本 修正日期：8 2年6月 1 ·將來自一個紙漿廠的排放廢水脫色的一種方法，其特 擻在於添加一有效數量的包含硫酸亞鐵及一水溶性陽 離子胺聚合物以從30比1至1比1之分子比例組成的脫 色組成物之步驟。 2 ·依據申請專利範圍苐1項之方法，其特戡在於該水溶性 陽離子胺聚合物為由表氯醇與二甲胺反應所形成的。 3 ·依據申請專利範圍第1項之方法，其特擞在於該水溶性 陽離子胺琴合物為具有從10,000至150,000之分 '子量的聚二烯丙基二甲基氯化氨聚合物類。 4 ·依據申請專利範圍第1項之方法#待擞在於其莫耳比 例為從20比1至5比1。 5 ·將來自一個紙漿廠的排放廢水脫色的一種方法，其特 徵在於下列步驟： a) 添加一有效數量的水溶性陽離子胺聚合物至該排 ---,----t-l—-------^-------裝-----；一.玎-----^線 (請先閲讀背面之注意事項再項寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在該例離了 恃聚 ,至bb陽低 其胺 中加子性降 ，子 水添分溶合 法離 廢對的水結 方陽 放鐵物的鐵 種性 排亞合量亞。一溶 該酸聚數酸色的水 至硫胺效硫顔色 一 鐵之子有的正脫及 亞中離該量真水子 酸水陽且數的廢離 硫廢性 效 ％ 放鐵 的放溶 b 有90排亞 童排水比該少的 一 及數該之S1及最廠合 ;效至中15物水漿結 中有加水比合廢紙並 水一添廢30聚放個加 廢加中放從胺排一添 放添其排為子該自於 來在 b)將徵 6 一 13 — 本纸張尺度適用中硇國京標準（CNTS)甲4規格<210 X 297公釐） _i] AT B7 六、申請專利範圍 合物至該排放廢水中使得該添加的亞鐵離子在該排放 廢水中的濃度為從60至200ppm而該添加的水溶性 陽離子胺聚合物在該排放廢水中的濃度為從20至80 PPB,在其中該排放廢水的總顔色為降低了最少80%。 (-先閲請背面之注意事項再填商本百 •^. •打· 經浒部中央榡準局貝工消背合作社印31 .綠· 14