申请日2010.12.28
公开(公告)日2012.07.11
IPC分类号C02F103/28; C02F1/00
摘要
一种造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技术，通过使造纸生产过程中各台排水设备所排的废水，不经物理、化学、生化等净化处理而直接回用到按工艺流程顺序排列的最近上游用水设备中去(即废水的分段短流程循环回用)，并控制整个造纸系统的清水添加量，使之等于造纸过程的必须耗水量(主要是湿纸页在烘缸表面的蒸发水和制浆时所去除的固体杂质带出的水)，因而使整个造纸生产过程达到进、出水量的动态平衡，不用向外部环境排放废水。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一种造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技术，其特征是通过使 造纸生产过程中各台排水设备所排的废水，不经物理、化学、生化等净化 处理而直接回用到按工艺流程顺序排列的最近上游用水设备中去(即废水 的分段短流程循环回用)，并控制整个造纸系统的清水添加量，使之等于 造纸过程的必须耗水量(湿纸页在烘缸表面的蒸发水量和制浆时所去除的 固体杂质带出的水量之和)，从而使整个造纸生产过程达到进、出水量的 动态平衡，不向外部环境排放废水。
2.按照权利要求1所述的造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技 术，其特征是尽量消除生产系统中各种贮水容器的死角，减少各段回用废 水的存量，使各段废水快速、充分地循环回用。
3.按照权利要求1所述的造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技 术，其特征是整个制浆造纸的循环回用废水系统与自然界降水做到雨污分 流。
4.按照权利要求1所述的造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技 术，其特征是在回用废水的贮存池中设置曝气装置。
说明书 [支持框选翻译]
造纸废水不经净化处理分段短流程封闭循环技术
一、方法领域
本发明涉及一种造纸工业清洁生产方法，特别是涉及使用废纸、商品 纸浆、机械浆及其它种类纤维为原料的造纸生产过程中的废水不经物理、 化学、生化等净化处理而直接封闭循环回用，且不外排废水的清洁生产方 法。
二、背景方法
造纸生产过程中排出的废水中含有各种细小纤维、填料微粒和造纸化 学助剂等物质。目前国内外造纸企业所采用的传统清洁生产方式一般都是 将纸机生产过程中产生的废水按浓度不同分三级循环。第一级循环为纸机 成形部前段过滤出的白水，因纤维浓度大、较少污染，因此不经处理直接 用于稀释上网浆料;第二级循环为网部真空箱吸出白水、水针水及网部冲 洗用水，这部分白水纤维浓度低、一般直接用于稀释纸浆或通过回收设备 处理成低浓白水，用于碎浆、打浆等设备稀释用水或清洗用水。根据纸机 系统及产品品种档次的不同，第二级浓度白水的处理方式也不同;第三级 循环是将第二级循环系统多出来的白水和纸机压榨部的废水合并，用废水 处理设备进行处理，一般的处理方法为絮凝沉淀、气浮、活性污泥曝气及 厌氧发酵等物理、化学和生化方法，直到水质符合造纸用水要求后再回用 或达标后排放，从而减少造纸生产过程的清水用量、废水排放量和废水中 污染物的含量。但这种将废水按浓度不同分三级循环的传统清洁生产方式 中的第三级循环属于末端治理的方法，其缺点是需要设置庞大的废水净化 处理系统、并需要花费大量的日常运行费用，大大增加了造纸企业的设备 投资和生产成本，且在废水处理过程中需加入大量絮凝剂、营养盐等化学 药品，不但产生大量造纸污泥难以处理，而且这些化学药品并不是造纸必 需的原料，它们在处理后的废水循环回用过程中不断积累，达到一定浓度 后就会影响纸页的抄造和纸品的质量，因而不得不将一部分废水排放，这 就使造纸过程难以实现生产用水的封闭循环和废水的“零排放”。因此，大 多数造纸企业对这种将废水按浓度不同分三级循环回用的传统清洁生产方 式缺乏积极性，为降低生产成本，即使设置了废水净化处理系统，企业对 造纸废水还是尽可能不加净化处理而偷偷排放。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种可以克服上述将废水按浓度不同分三级循 环回用的传统造纸清洁生产方法缺点的，既可以实现造纸生产过程各段废 水的封闭循环和不外排废水;又无需依赖废水净化处理系统对生产废水进 行物理、化学、生化等净化处理，且能大幅度提高造纸原料利用率的清洁 生产新方法。
本发明是这样实现的：通过使造纸生产过程中各台排水设备所排的废 水，不经物理、化学、生化等净化处理而直接回用到按工艺流程顺序排列 的最近上游用水设备中去(即废水的分段短流程循环回用)，并控制整个造 纸系统的清水添加量，使之等于造纸过程的必须耗水量(主要是湿纸页在 烘缸表面的蒸发水和制浆时所去除的固体杂质带出的水)，因而使整个造纸 生产过程达到进、出水量的动态平衡，不用向外部环境排放废水。从而从 源头上消除了造纸生产过程的废水外排，既可实现造纸废水“零排放”，同 时又无须进行废水的净化处理。
造纸生产过程的实质就是在水这种介质中，将纤维、填料、化学助剂 等造纸原料均匀分散成纸浆，经过制浆去除其中不适合造纸的杂质成分后 成为合格纸浆，再使合格纸浆中的纤维在成形网上过滤浓缩、交织成形， 填料及化学助剂填充在纤维之间或吸附在纤维上，经真空抽吸脱水成为质 地均匀的湿纸页，再经压榨脱水和烘干成为成品纸。从造纸过程的本质看， 在进入造纸系统的所有原料质量合格的前提下，只要制造方法合理，就可 以将原料100%转化为产品，水在生产中只起了分散、输送原料的作用，完 全可以在生产过程中不经物理、化学、生化等净化处理而直接循环回用。 只要回用废水的水质不腐败，且加入造纸系统的水量等于生产过程必需消 耗的水量，这种生产废水不经净化处理的分段短流程封闭循环回用就可以 长期进行下去，从而实现造纸废水“零排放”，且不向外排放污泥、废水等 污染物。
在造纸生产系统各段废水中，绝大多数物质如细小纤维、填料、助剂 等都是纸品生产所必需的，但也有极少量纸浆中残留的杂质如油墨、塑料、 泥砂和胶粘物等对纸品生产是有害的，在不经净化处理的生产废水分段短 流程封闭循环回用过程中，这些有害物质的浓度会因逐渐积累而提高，但 在循环回用了一段时间后，废水中所含各种物质的浓度提高到某一个水平 后就会趋向于稳定，即建立起回用废水中各种物质浓度的一种动态平衡， 此时，加入造纸生产系统的纸浆中各种物质的量就等于所生产纸品中各种 物质的量(在纸机烘缸上蒸发掉的水分除外)。因此，只要生产所用的各种 原料及制浆工段所制的纸浆质量符合所生产纸种的要求，则这种废水不经 净化处理的分段短流程封闭循环回用就不会影响所生产纸品的质量。
在造纸废水分段短流程封闭循环回用的过程中，由于能量的积累，整 个生产系统回用废水的温度会逐渐上升到一个较高的水平，使细小纤维浓 度较高的回用废水易于因厌氧发酵而腐烂变质、发黑发臭。为防止回用废 水水质恶化而影响产品质量，就应将整个造纸生产过程按工艺流程中的顺 序划分成尽可能短的多个段进行分段循环回用，同时还须尽量消除生产系 统中各种贮水容器的死角，减少各段回用废水的存量，使各段废水能快速、 充分地循环回用，以保持各段循环回用废水的水质稳定;还应使各段循环 回用废水与自然界降水做到“雨污分流”，防止因自然界降水进入循环回用 废水系统而破坏系统的用水平衡;在回用废水贮存池中还须设置曝气装置、 鼓入空气搅拌以防止贮存的回用废水厌氧发酵和废水中细小纤维、填料的 沉淀，使细小纤维和填料随着废水的循环回用而进入所生产的纸品，避免 造纸原料的流失和产生难以处理的造纸污泥。因此，本发明的造纸废水不 经净化处理分段短流程封闭循环技术可从源头上消除造纸废水的外排和造 纸生产过程对废水净化处理工艺的依赖，使大多数纸种的生产都能够简单 有效地实现造纸废水的“零排放”，并大大降低生产成本和吨纸耗水量。