銅版紙涂料廢水在碳酸鈣研磨中的應用
銅版紙是在銅版原紙表面進行施涂,再經(jīng)過一系列的壓光整飾,能夠使紙頁更適應高檔印刷的需求。涂布的主要原料是顏料(高嶺土、碳酸鈣等),膠黏劑(PVA、丁苯膠乳、淀粉、CMC等)以及各種助劑(分散劑、潤滑劑、消泡劑、有機顏料等)。在涂布過程中清洗配料罐或涂布機斷紙會產(chǎn)生涂料廢水。這些涂料廢水的固含量在5%~15%之間,最終收集起來的廢水的總固含量在10%左右,為乳白色懸濁液,CODCr在2000~6000mg/l之間。這種廢水具有產(chǎn)生量少、污染物濃度高、難沉淀、可生化性差等特點,直接排入中段水會給好氧系統(tǒng)造成一定的障礙,通常涂布廠都采用超濾膜等方式來進行濃縮回用(一般在30%左右)。但隨著涂料固含量的升高,如此低的固含量很難在涂料制備過程完全添加。針對這種情況,華泰集團銅版紙公司協(xié)同集團技術研發(fā)中心共同對涂料廢水進行了分析與研究,并成功運用于碳酸鈣研磨車間來代替部分清水。廢物再利用減少了排放、降低了成本(已申請專利號:2017107228559,一種銅版紙涂料廢水的綜合利用技術)。
1、實驗
1.1 原料及儀器
涂料廢水:涂布機斷紙清洗廢水以及涂料槽罐清洗廢水,固含量:5%~15%,乳白色懸濁液,沉降性差,可生化性差;325目碳酸鈣礦粉(廣西礦粉)。
儀器:實驗室小型研磨機。
1.2 實驗數(shù)據(jù)及分析
1.2.1 涂料廢水預處理(表1)
用325目篩子將涂料廢水進行過濾,去掉較大雜質取上述過濾后的涂料廢水600ml,備用。
1.2.2 礦粉研磨
按表2所示的研磨條件,分別用涂料廢水、清水對同種碳酸鈣礦粉進行研磨,研磨過程添加聚丙烯酸鈉中性分散劑,添加量為4kg/t絕干礦粉。研磨時間70min。后從卸料口將研磨好漿料倒出,計算流出液體量,然后迅速倒入200目分樣篩中進行過濾,記錄濾過時間,以此來判斷漿料過濾性能是否良好。并檢測其pH值、固含量、黏度和粒徑。
1.3 小試結果與討論
1.3.1 不同處理條件下漿鈣的基本指標(表3)
由于涂料廢水中存在部分固形物,清水研磨的漿鈣固含量稍低,黏度相差不大。從研磨好漿鈣在200目篩網(wǎng)過濾時間來看,使用涂料廢水來進行礦粉研磨不影響過濾性能。
1.3.2 不同處理條件下漿鈣的粒徑
由表4可見,用清水和涂料廢水對礦粉進行研磨,對漿鈣的最終粒徑影響不大。
2、涂料廢水在研磨碳酸鈣車間中試及正常使用
2.1 涂料廢水在碳酸鈣研磨的試用
根據(jù)實驗室試驗結果,運用涂料廢水來進行碳酸鈣研磨,過濾性能及研磨指標都可以滿足漿鈣的要求。為了進一步驗證在碳酸鈣研磨中的效果,運用20m3罐車將收集好的廢水運至碳酸鈣車間,每天兩車約40m3,經(jīng)過一個月的運用,研磨效果較好,漿鈣的各項指標均在控制范圍之內(nèi)。研磨好的漿鈣在運用至紙機濕部和涂料中時,對濕部系統(tǒng)的電荷和留著率沒有明顯影響。
2.2 碳酸鈣指標對比(表5~表7)
注:上述指標中4月份為沒有使用廢水的指標,8月份為運用部分廢水的指標,12月份為全部運用廢水的指標。
注:上述指標中4月份為沒有使用廢水的指標,8月份為運用部分廢水的指標,12月份為全部運用廢水的指標。
注:上述指標中4月份為沒有使用廢水的指標,8月份為運用部分廢水的指標,12月份為全部運用廢水的指標。
從表5~表7中4、8、12月份的數(shù)據(jù)可以看出,試用涂料廢水后對不同級別的碳酸鈣的粒徑、黏度沒有產(chǎn)生大的影響,可以滿足碳酸鈣礦粉研磨的需求。
2.3 濕部系統(tǒng)PCD電荷的指標對比
表8可見,研磨60級漿鈣運用至濕部添加時,沒有引起濕部系統(tǒng)陰離子垃圾的增多。
2.4 涂料廢水收集及管線改造
通過2017年6~8月的罐車運輸研磨試用,涂料廢水用于碳酸鈣研磨是可行的。因此,對涂料廢水管道進行了改造,并于9月底全部竣工。將涂料廢水全部送至碳酸鈣研磨使用。使用兩個月結果來看,不管是粒徑還是固含量、黏度均在控制范圍之內(nèi);從過濾效果來看,在涂料白水pH值≥7.5的情況下,礦粉研磨時,白水用量多少不會影響研磨和濾過效果。但是當pH低于7后,由于其微生物的過度繁殖,導致酸腐殖質過多,系統(tǒng)會出現(xiàn)發(fā)黏發(fā)臭的現(xiàn)象,從而影響出磨機的濾過效果,造成漿鈣糊篩、難過濾的現(xiàn)象。于是從10月份開始,將收集好的廢水用管道輸送至GCC車間,并添加適當?shù)?00目振動篩對輸送過程中紙毛等雜質進行去除,而且每有涂料廢水產(chǎn)生,會及時送至碳酸鈣研磨車間,保證了廢水的新鮮程度。為進一步將產(chǎn)生的廢水全部運用于研磨,引進了有機溴快殺型殺菌劑來進行殺菌,能夠快速將廢水中產(chǎn)生的細菌殺死,然后用異噻唑啉廣譜殺菌劑進行防腐,保證了廢水的新鮮度,保證了研磨運行性能。
3、經(jīng)濟效益分析
根據(jù)成功的小試和上機試運用,車間改造管道輸送,于9月底完工,實現(xiàn)了涂料廢水的零排放,每天減少廢水排放100m3,節(jié)約清水100m3。廢水處理費每噸3.32元,清水1.8元/t,涂料廢水含絕干涂料的價格1920元/t,共計創(chuàng)造效益7040元/天,每月21.12萬元,年可創(chuàng)效253.44萬元。
4、結論
4.1 從漿鈣的研磨情況來看,利用涂料廢水來進行礦粉研磨是可行的,可以降低污染物的排放,降低中段廢水的處理負荷,并節(jié)約清水。
4.2 磨好的漿鈣運用于紙機生產(chǎn)時沒有造成紙機濕部系統(tǒng)陰離子垃圾的增多。
4.3 利用涂料廢水進行碳酸鈣研磨不但起至廢物利用的作用,還能創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益。(來源:山東華泰紙業(yè)股份有限公司)
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