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铜版纸涂料废水在碳酸钙研磨中的应用

中国污水处理工程网 时间:2021-11-10 10:40:00

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  铜版纸是在铜版原纸表面进行施涂,再经过一系列的压光整饰,能够使纸页更适应高档印刷的需求。涂布的主要原料是颜料(高岭土、碳酸钙等),胶黏剂(PVA、丁苯胶乳、淀粉、CMC等)以及各种助剂(分散剂、润滑剂、消泡剂、有机颜料等)。在涂布过程中清洗配料罐或涂布机断纸会产生涂料废水。这些涂料废水的固含量在5%~15%之间,最终收集起来的废水的总固含量在10%左右,为乳白色悬浊液,CODCr在2000~6000mg/l之间。这种废水具有产生量少、污染物浓度高、难沉淀、可生化性差等特点,直接排入中段水会给好氧系统造成一定的障碍,通常涂布厂都采用超滤膜等方式来进行浓缩回用(一般在30%左右)。但随着涂料固含量的升高,如此低的固含量很难在涂料制备过程完全添加。针对这种情况,华泰集团铜版纸公司协同集团技术研发中心共同对涂料废水进行了分析与研究,并成功运用于碳酸钙研磨车间来代替部分清水。废物再利用减少了排放、降低了成本(已申请专利号:2017107228559,一种铜版纸涂料废水的综合利用技术)。

  1、实验

  1.1 原料及仪器

  涂料废水:涂布机断纸清洗废水以及涂料槽罐清洗废水,固含量:5%~15%,乳白色悬浊液,沉降性差,可生化性差;325目碳酸钙矿粉(广西矿粉)。

  仪器:实验室小型研磨机。

  1.2 实验数据及分析

  1.2.1 涂料废水预处理(表1)

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  用325目筛子将涂料废水进行过滤,去掉较大杂质取上述过滤后的涂料废水600ml,备用。

  1.2.2 矿粉研磨

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  按表2所示的研磨条件,分别用涂料废水、清水对同种碳酸钙矿粉进行研磨,研磨过程添加聚丙烯酸钠中性分散剂,添加量为4kg/t绝干矿粉。研磨时间70min。后从卸料口将研磨好浆料倒出,计算流出液体量,然后迅速倒入200目分样筛中进行过滤,记录滤过时间,以此来判断浆料过滤性能是否良好。并检测其pH值、固含量、黏度和粒径。

  1.3 小试结果与讨论

  1.3.1 不同处理条件下浆钙的基本指标(表3)

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  由于涂料废水中存在部分固形物,清水研磨的浆钙固含量稍低,黏度相差不大。从研磨好浆钙在200目筛网过滤时间来看,使用涂料废水来进行矿粉研磨不影响过滤性能。

  1.3.2 不同处理条件下浆钙的粒径

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  由表4可见,用清水和涂料废水对矿粉进行研磨,对浆钙的最终粒径影响不大。

  2、涂料废水在研磨碳酸钙车间中试及正常使用

  2.1 涂料废水在碳酸钙研磨的试用

  根据实验室试验结果,运用涂料废水来进行碳酸钙研磨,过滤性能及研磨指标都可以满足浆钙的要求。为了进一步验证在碳酸钙研磨中的效果,运用20m3罐车将收集好的废水运至碳酸钙车间,每天两车约40m3,经过一个月的运用,研磨效果较好,浆钙的各项指标均在控制范围之内。研磨好的浆钙在运用至纸机湿部和涂料中时,对湿部系统的电荷和留着率没有明显影响。

  2.2 碳酸钙指标对比(表5~表7)

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  注:上述指标中4月份为没有使用废水的指标,8月份为运用部分废水的指标,12月份为全部运用废水的指标。

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  注:上述指标中4月份为没有使用废水的指标,8月份为运用部分废水的指标,12月份为全部运用废水的指标。

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  注:上述指标中4月份为没有使用废水的指标,8月份为运用部分废水的指标,12月份为全部运用废水的指标。

  从表5~表7中4、8、12月份的数据可以看出,试用涂料废水后对不同级别的碳酸钙的粒径、黏度没有产生大的影响,可以满足碳酸钙矿粉研磨的需求。

  2.3 湿部系统PCD电荷的指标对比

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  表8可见,研磨60级浆钙运用至湿部添加时,没有引起湿部系统阴离子垃圾的增多。

  2.4 涂料废水收集及管线改造

  通过2017年6~8月的罐车运输研磨试用,涂料废水用于碳酸钙研磨是可行的。因此,对涂料废水管道进行了改造,并于9月底全部竣工。将涂料废水全部送至碳酸钙研磨使用。使用两个月结果来看,不管是粒径还是固含量、黏度均在控制范围之内;从过滤效果来看,在涂料白水pH值≥7.5的情况下,矿粉研磨时,白水用量多少不会影响研磨和滤过效果。但是当pH低于7后,由于其微生物的过度繁殖,导致酸腐殖质过多,系统会出现发黏发臭的现象,从而影响出磨机的滤过效果,造成浆钙糊筛、难过滤的现象。于是从10月份开始,将收集好的废水用管道输送至GCC车间,并添加适当的100目振动筛对输送过程中纸毛等杂质进行去除,而且每有涂料废水产生,会及时送至碳酸钙研磨车间,保证了废水的新鲜程度。为进一步将产生的废水全部运用于研磨,引进了有机溴快杀型杀菌剂来进行杀菌,能够快速将废水中产生的细菌杀死,然后用异噻唑啉广谱杀菌剂进行防腐,保证了废水的新鲜度,保证了研磨运行性能。

  3、经济效益分析

  根据成功的小试和上机试运用,车间改造管道输送,于9月底完工,实现了涂料废水的零排放,每天减少废水排放100m3,节约清水100m3。废水处理费每吨3.32元,清水1.8元/t,涂料废水含绝干涂料的价格1920元/t,共计创造效益7040元/天,每月21.12万元,年可创效253.44万元。

  4、结论

  4.1 从浆钙的研磨情况来看,利用涂料废水来进行矿粉研磨是可行的,可以降低污染物的排放,降低中段废水的处理负荷,并节约清水。

  4.2 磨好的浆钙运用于纸机生产时没有造成纸机湿部系统阴离子垃圾的增多。

  4.3 利用涂料废水进行碳酸钙研磨不但起至废物利用的作用,还能创造一定的经济效益。(来源:山东华泰纸业股份有限公司)