[發明專利]利用造紙污泥生產高密度硬質模塑包裝材料的方法

有效

• 申請號: 201010133543.2
• 申請日: 2010-03-24
• 公開（公告）號: CN101830686A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 杜進
• 申請（專利權）人: 杜進
• 主分類號: C04B32/00
• 分類號: C04B32/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及利用造紙污泥生產高密度硬質模塑包裝材料的方法。

技術背景

造紙業是當今我國為數不多的，產品供不應求且市場潛力巨大的產業。2008年，我國紙及紙板生產企業約有3500家，全國紙及紙板生產量7980萬噸，消費量7935萬噸，產量、總消費量僅次于美國居世界第二位。造紙污泥是指用物理法、化學法、物理化學法和生物法等處理造紙廢水時產生的沉淀物、顆粒物和漂浮物。是介于液體和固體之間的濃稠物，可以用泵輸送，但它很難通過沉降進行固液分離。造紙工業在制漿造紙的過程中，從不同工段產生大量的造紙廢水。經廢水處理系統后產生的污泥分為初級污泥、二級污泥和三級污泥三種。初級污泥主要包括初級沉淀物(纖維和填料)與廢紙制漿過程中產生的細小渣子；二級污泥常稱為生物污泥，它是由廢水生物處理后沉淀的污泥，主要是由蛋白質組成；三級污泥為三級廢水處理沉淀的污泥。在造紙工業中，所有的造紙固態廢棄物中，污水處理所產生的污泥占38％，大量污泥給環境帶來了嚴重的污染。

污泥的處理傳統上采用焚燒和填埋的方法，焚燒法既污染環境又耗能，已逐漸淘汰。填埋法是最常用的方法，但填埋法需首先將污泥自然蒸發干化，然后再外運填埋，自然蒸發干污泥不但占地面積大，污染周邊環境，且易受天氣影響，還需考慮污泥運輸問題，成本較高。特別是近年來，人們意識到填埋還可能會造成地下水的污染，使得填埋法越來越不被環境友好型企業所采納，研究開發資源化處理利用技術與產品成為解決造紙污泥出路的關鍵和焦點。相關技術報道也不斷出現，如造紙污泥用于化肥(CN200510030125.X、CN200810159425.1)、型材或建材(CN200510104235.6、CN200810115909.6、CN200910099295.1)、填充料(CN03115013.6、CN200810119200.3)等。

發明內容

本發明目的是提供一種造紙污泥為原料生產高密度硬質模塑包裝材料的方法。發明人通過研究發現，造紙污泥特別是造紙初級污泥主要成分為細小纖維和蛋白質，纖維含量高，較適于做模塑材料。但由于初級污泥的含水量也較高(含水量可達70％，固形物含量為30％)，固形物中無機物含量高(無機物占70％)，因此，直接采用初級污泥在模塑成型中，材料均質性和濾水性差，聚合度低，產品成型困難、產品強度低。因此，本發明即是通過對初級造紙污泥進行多步預處理，再配合添加一定量漿渣(主要是粗長纖維)，進一步經化學調質改性，獲得的材料可以滿足模塑加工和產品的性能要求。

本發明以造紙初級污泥(含水量大于60％，固形物中有機物含量小于60％)和漿渣為原料，生產過程包括：(1)以造紙污泥中固形物的重量為100％計，先將造紙初級污泥中依次加入3％～10％的石灰、2％～5％硫酸鋁、0.1％～1％聚合硫酸鐵和0.1％～1％聚丙烯酰胺，混合攪拌30～60分鐘，等泥水分層穩定后，將污泥從水中沉積分離；(2)分離后的污泥中加入一定量的漿渣并充分混合，分離的污泥與漿渣的重量比小于2∶1；(3)再加入季銨鹽陽離子聚合物進行調質處理，季銨鹽陽離子聚合物的用量1％～10％；(4)處理后的污泥漿料成型濃度控制在2％～4％，經真空模塑成型、干燥得到模塑產品。

本發明中，石灰的用量可根據污泥中有機物含量而增減，當污泥固形物中的有機物含量大于60％時，可不用石灰。

季銨鹽陽離子聚合物選自二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)或甲基丙烯酰氧乙基二甲基氯化銨(DMAEMA)其中的一種或其混合物。綜合考慮性能和成本因素，DMDAAC與DMAEMA加入量的比為1∶4～1∶1，優選1∶2。季銨鹽陽離子聚合物中獨特的“橋連”因子能使泥漿纖維形成穩定的立體網狀結構，并與細小纖維、顆粒迅速結合，提高細小纖維留著率，增加纖維間的結合強度，改善泥漿濾水性。

漿渣可以采用廢紙制漿本身在篩選過程中篩出的長纖維廢渣，主要成分是粗長纖維。

本發明中，模塑采用真空吸附成型，成型真空度為-0.2～-0.4MPa。成型后的制品進一步干燥，干燥溫度80～240℃，干燥時間20～50分鐘。

本發明把企業現有的固體廢棄物——造紙污泥通過一種濕法調質改性技術，使其理化性能得以改善，直接加工紙漿模塑制品，變廢為寶，既實現了造紙污泥的再利用，達到企業造紙污泥的零排放，減輕環境污染，又可替代傳統的以廢紙為原料生產模塑包裝材料，提高了資源的利用率，在廢棄物綜合利用方面具有很好的示范作用。

具體實施方式