[發明專利]一種堿性過氧化氫機械制漿廢液低能耗濃縮方法

無效

• 申請號: 201210219731.6
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102897961A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 蘇振華;曹春昱;馮文英;徐明;張升友;王承亮;張羽;曹瀛戈;應廣東;喬軍
• 申請（專利權）人: 中國制漿造紙研究院
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F1/44;C02F1/08;C02F103/28
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技術領域

本發明屬于制漿廢液濃縮及處理方法，特別涉及一種堿性過氧化氫機械制漿廢液的低能耗濃縮及處理方法。

背景技術

近年來，隨著林紙一體化戰略的實施，以堿性過氧化氫機械制漿(APMP)為主的化機漿得到快速的發展，其纖維原料利用率高的特點充分發揮，直接減少了纖維原料的消耗量，并且由于該方法具有制漿得率高，過程排出的廢水污染物負荷相對較低的特點，成為近年來國內新增制漿能力的主要方式之一，目前我國堿性過氧化氫機械漿的總產能已超過300萬t，其將是我國制漿的發展方向并將在未來幾年得到更廣泛的推廣應用。但由于APMP制漿廢水含有多種脂肪酸、樹脂酸等對水生生物有抑制性的物質，且該類廢水的COD和BOD負荷都很高，雖然經科技攻關采用高效的厭氧、好氧等生物技術及化學絮凝和高級氧化技術等使COD和BOD得到了有效的消減，但是仍然存在制漿廢液的處理成本高、達標排放難等問題。而且生化剩余污泥及三級化學污泥二次污染問題也越發突出，同時，生物處理過程中仍存在由于處理系統沖擊等引發的處理效率不穩定，甚至系統失效的風險。

濃縮燃燒是消減制漿高濃有機廢液的有效手段之一，但由于堿性過氧化氫機械制漿化機漿廢液濃度低，固含量僅為1％～2％，要提高到50％以上送燃燒爐燃燒，在該過程中，每噸廢液蒸發掉的水量達0.96噸以上，需要消耗大量的熱能，其中的有機物含量還難以達到堿回收法所需的有效能量自給的程度，因此，必須采取更為節能的濃縮方法對其進行有效的處理。

APMP化機漿制漿產生的廢液主要包括以下幾部分：木片洗滌水，COD大約2500mg/L，濃度低于1％，屬于低濃廢液，一般用常規水處理的方法處理，處理后可以循環使用；化機漿擠壓撕裂機的廢液，因為其中含有大量的碎木屑，故采用圓筒細格篩處理，碎木屑可以回用，COD大約13000mg/L，濃度為1％左右，篩后廢液流到廢液中間池，再經過0.10mm篩孔的壓力過濾篩進行精細過濾，過濾后的濾液進入到廢液貯存塔；螺旋壓榨機的廢液為漂白后廢液，COD大約14000mg/L，濃度在2％左右，因其中含有大量的纖維，所以采用多圓盤過濾機，纖維可以回用到消潛漿池中再利用，廢液到廢液中間池；錐形除渣器和壓力篩處理前渣漿廢液，COD大約7000mg/L，濃度在2％左右，由于濃度較高，則進入到臥式離心機內進行再分離，分離后的渣漿可以送板紙機做芯漿，廢液回到廢液中間池；后3種廢水均經中間池進入廢液貯存塔，此時廢水濃度約為1.5％～1.65％。因其固形物含量和污染程度介于化學漿和機械漿之間，現有廢液處理技術應用于該廢液都存在一定的運行經濟性問題。若將其并入傳統的堿回收系統實現廢液封閉循環，必然存在蒸發能耗過高的問題，而采用普通的中段水三級處理方法，則可能損失大量的可以回收的熱能和化學品。為此，本發明采用化機漿制漿廢液非熱預濃縮技術，即通過膜分離技術對含木片洗滌水化機漿廢液進行預濃縮，在廢液處于低濃狀態時充分發揮膜分離技術分離效率高、無相變及能耗低的優勢，將廢液濃度提高2～3倍，并將其中50％以上的水分分離出來，部分替代熱交換蒸發過程，以達到節能的效果，然后再利用熱泵進一步將廢液濃縮為半濃廢液，充分利用二次蒸汽的熱能，實現節能，最后以板式降膜蒸發器濃縮達到入爐濃度。

之前，中國制漿造紙研究院曹春昱等公開了“一種化機漿制漿廢液濃縮的板式超濾膜裝置”(專利申請號：200910088247.2)，張勇等公開了“一種堿性過氧化氫化學機械制漿廢水的膜濃縮與回用方法”(專利申請號：200910236506.1)，其所用的膜材料均為聚醚砜有機材料，但隨著制漿技術的提升，高濃磨漿技術的采用，使得制漿用水量及廢液量進一步降低，相應的廢液溫度及濃度均得到提升，其中廢液溫度可達到85～90℃，之前只能耐50℃的聚醚砜材料難以滿足實際生產的需求。另外，用超濾膜濃縮堿性過氧化氫機械制漿廢液時，當濃度達到5％以上后膜面會形成一定厚度的凝膠層而引起濃差極化現象，影響膜的截留效率及透過液的質量，同時也會對膜分離系統的運行及使用壽命帶來不良的影響，故采用超濾膜濃縮堿性過氧化氫機械制漿廢液時，控制濃縮液的濃度為5％左右即可，但是制漿廢液的濃度從5％提高到50％以上，采用傳統的蒸發工藝還需大量的蒸汽，最終廢液燃燒所得的熱能仍然難以抵消廢液蒸發增濃過程中所消耗的熱能，為此，本發明還采用機械重復壓縮熱泵對預濃縮后的廢液進行進一步增濃處理。

發明內容