Szybka odpowiedź: Celulozownia i papiernia wytwarza trzy bardzo różne rodzaje osadów: osad pierwotny (włókna i wypełniacze z klarownika, łatwy do odwodnienia), osad wtórny (biologiczny, z etapu napowietrzania, trudny do odwodnienia) oraz, w zakładach przetwarzających makulaturę, osad z odbarwiania (włókna, atrament, glinka i węglan wapnia). Prasy śrubowe i prasy taśmowe dobrze radzą sobie z włóknistym osadem pierwotnym; prasa komorowa lub membranowa jest lepszym wyborem dla osadu z odbarwiania o wysokiej zawartości popiołu, dla mieszanego osadu pierwotnego i wtórnego, gdy wymagany jest placek o zawartości powyżej 35–40% substancji stałych do spalania w kotle lub składowania na wysypisku, oraz dla szlamu wapiennego i osadów z zielonego ługu w celulozowniach siarczanowych.
Trzy osady z papierni
Jakiekolwiek omówienie osadów z przemysłu celulozowo-papierniczego musi rozpocząć się od rozdzielenia strumieni, ponieważ niewłaściwy wybór urządzeń do odwadniania wynika zwykle z traktowania ich jako jednego materiału.
| Osad | Źródło | Co zawiera | Zachowanie się podczas odwadniania |
|---|---|---|---|
| Osad wstępny | Osadnik wstępny lub DAF na ściekach z zakładu | Krótkie włókna, drobne cząstki, wypełniacze (glinka, węglan wapnia, talk), pewna ilość skrobi i zaklejacz | Łatwy: włóknisty, tworzy otwarty placek, wysoka odwadnialność |
| Osad wtórny (biologiczny) | Oczyszczalnia osadu czynnego, laguna napowietrzana, MBBR lub MBR oczyszczające ścieki | Kłaczek bakteryjny, polimer zewnątrzkomórkowy, woda związana | Twardy: ściśliwy, galaretowaty, wysokie zapotrzebowanie na polimer |
| Odkłady z procesu odbarwiania | Etapy flotacji i prania w linii włókien wtórnych (DIP) | Atrament, glina powłokowa i węglan, krótkie włókna, substancje lepkie; 40–60% popiołu | Umiarkowany: wysoka zawartość popiołu czyni go gęstym, ale drobne cząstki zatykają tkaninę |
| Wapno szlamowe i osady | Kraft rekautycyzacja: węglan wapnia z klarownika ługu białego; osady ługu zielonego | Drobne nieorganiczne ciała stałe, alkaliczne, gorące | Nieorganiczne i łatwe do filtracji na prasie filtracyjnej; osady są lepkie i alkaliczne |
Większość zakładów miesza osad wstępny i wtórny przed odwadnianiem, zazwyczaj w stosunku od 2:1 do 4:1 w przeliczeniu na suchą masę, ponieważ włókno w osadzie wstępnym działa jak środek wspomagający filtrację i porywa ze sobą osad biologiczny. Ten stosunek jest pojedynczym najważniejszym czynnikiem decydującym o tym, jak dobrze odwadnia się mieszany osad, a projekt oczyszczania ścieków w zakładzie go ustala. Nasz przewodnik po gdy potrzebny jest DAF obejmuje etap podstawowy oraz MBR vs MBBR vs SBR etap biologiczny.
To, do czego przeznaczone jest ciasto, decyduje o celu
Osad z celulozy i papieru ma więcej zastosowań końcowych niż większość osadów przemysłowych, a każde z nich ma docelowy poziom wilgotności:
- Paliwo kotłowe w kotle na korę lub biomasę w młynie: osad musi być wystarczająco suchy, aby dostarczać ciepło, a nie je pochłaniać. Poniżej około 35% suchej masy osad stanowi stratę netto energii w kotle; 40–50% suchej masy to zwykle cel, a wyższa wartość jest lepsza.
- Składowisko odpadówW większości jurysdykcji wymagany jest placek, który przechodzi test filtra farby i jest wystarczająco stabilny, aby można go było transportować, w praktyce 25–35% substancji stałych dla osadu mieszanego. Opłaty za składowanie pobierane są za mokrą tonę, więc każdy punkt substancji stałych to pieniądze.
- Zastosowanie na lądzie i kompostowanie20–30% suchej masy wystarczy; ograniczeniem są zanieczyszczenia, a nie suchość.
- Piece klinkierowe, produkcja cegieł i płyt: szlam z odbarwiania o wysokiej zawartości składników mineralnych jest surowcem; piec lub zakład ustala specyfikację wilgotności, zwykle 40–60% substancji stałych.
Wybór urządzenia wynika z celu. Prasa taśmowa bez problemu osiąga 20–30% suchej masy na osadzie mieszanym; prasa ślimakowa osiąga 25–35% na osadzie włóknistym; prasa filtracyjna komorowa osiąga 35–45%; prasa filtracyjna membranowa osiąga 40–55% na osadach z odbarwiania i mieszanych. Jeśli placek ma trafić do kotła lub pieca, prasa filtracyjna jest zasadniczo jedynym urządzeniem, które osiąga ten cel bez suszenia termicznego.
Porównanie urządzeń do osadów z papierni
| Sprzęt | Osad pierwotny / włóknisty | Mieszany pierwotny + wtórny | Odkłady z procesu odbarwiania | Notatki |
|---|---|---|---|---|
| Prasa śrubowa | 30–40% substancji stałych, doskonałe | 25–35% | 25–35%, zużycie ekranu od popiołu | Niska energia, ciągły, toleruje włókno; słaby na osadzie z małą ilością włókna |
| Prasa taśmowa | 25–35% | 20–30% | 25–35% | Ciągły, niski kapitał; wrażliwy na polimery; bardziej mokry placek |
| Wirówka dekantacyjna | 25–35% | 20–30% | 30–40% | Kompaktowy; duża moc i polimer; włókno może owinąć zwój |
| Filtr komorowy prasowy | 35–45% | 30–40% | 40–50% | Wsad; najsuchszy placek wśród konwencjonalnych urządzeń; zatykanie tkaniny przez drobne cząstki i substancje lepkie musi być kontrolowane |
| Prasa filtracyjna membranowa | 40–50% | 35–45% | 45–55% | Odwadnianie kompensuje ściśliwą frakcję biologiczną; najkrótszy cykl dla docelowej wilgotności |
Typowa konfiguracja w większych zakładach to prasa śrubowa lub prasa taśmowa do rutynowego osadu wstępnego oraz prasa filtracyjna do osadu z flotacji lub osadu mieszanego, który musi trafić do kotła. Zobacz naszą pełną porównanie prasy filtracyjnej, wirówki i prasy taśmowej a nasz prasa śrubowa wielotarczowa strona.
Projektowanie filtra prasowego do osadów z papierni
Kondycjonowanie
Osad pierwotny często nie wymaga polimeru na prasie filtracyjnej lub wymaga go tylko niewiele. Osad mieszany wymaga kationowego polimeru w dawce rosnącej wraz z frakcją biologiczną, typowo 2–6 kg aktywnego polimeru na suchą tonę. Osad z flotacji odbarwiania często reaguje na system dwuskładnikowy: niska dawka nieorganicznego koagulantu (ałun lub polichlorek glinu), a następnie polimer. Testy w zlewkach i test liścia filtracyjnego na własnym osadzie są warte jednego dnia czyjegokolwiek czasu; rozstrzygają one kwestię polimeru, tkaniny i czasu cyklu.
Tkanina
Włókno nie zamyka porów tkaniny; robią to drobne cząstki, glinka powłokowa, węglan i lepkie zanieczyszczenia. W przypadku osadu pierwotnego dobrze sprawdza się tkanina polipropylenowa wielowłóknowa lub igłowana filcowa o dobrej zdolności uwalniania. W przypadku osadu z flotacji deinkingowej należy przejść na tkaninę jednowłóknową lub kombinację jednowłóknową/wielowłóknową z kalendrowaną powierzchnią i niską przepuszczalnością oraz zaplanować regularne mycie tkaniny pod wysokim ciśnieniem, ponieważ lepkie zanieczyszczenia (kleje z papieru z recyklingu) gromadzą się na powierzchni tkaniny. Gorące mycie alkaliczne je usuwa; nasze przewodnik wyboru tkanin a nasz artykuł o tkanina do zasłaniania Podaj szczegóły.
Karmienie i cykl
Osad papierniczy nie jest ścierny, więc wystarczy pompa odśrodkowa lub śrubowa z rampą ciśnienia do 6–8 bar. Włóknisty osad wypełnia i filtruje się szybko: cykle 45–90 minut są typowe dla osadu pierwotnego, dłuższe dla osadu mieszanego z dużą frakcją biologiczną. Wyciskanie membranowe przy 12–15 bar przez 10–20 minut odbiera ostatnie kilka punktów wilgotności, a co ważniejsze, wyrównuje placek, dzięki czemu kocioł otrzymuje jednorodne paliwo.
Obsługa ciast
Ciasto włókniste jest spójne i opada czysto, ale jest objętościowe i może tworzyć mosty w leju zasypowym. Zaprojektuj wylot ciasta z szerokim lejem zasypowym, rozdrabniaczem, jeśli ciasto trafia do przenośnika ślimakowego podającego do kotła, oraz wystarczającą wydajnością przenośnika dla natychmiastowego zrzutu prasy 100-płytowej, która zrzuca kilka ton w ciągu kilku minut. Nasza strona na temat w pełni automatyczne prasy Obejmuje automatyzację wyładunku i prania tkanin.
Wapno szlamowe i zielone osady ługu w zakładach siarczanowych
W zakładzie celulozowym siarczanowym instalacja rekaustyzacji wytwarza dwa nieorganiczne ciała stałe. Szlam wapienny (węglan wapnia) jest normalnie odwadniany na filtrze bębnowym z warstwą pomocniczą przed piecem wapiennym, ale gdy piec jest wyłączony lub szlam jest sprzedawany, prasa filtracyjna wytwarza placek o zawartości 65–75% substancji stałych bez warstwy pomocniczej. Osady z ługu zielonego, ciemna pozostałość z klarownika ługu zielonego, są lepkie, alkaliczne i gorące i stanowią jedno z trudniejszych zadań filtracji ciśnieniowej w przemyśle: należy oczekiwać prasy komorowej z wysokotemperaturowymi płytami polipropylenowymi, tkaniny wybranej pod kątem łatwości wyładunku, a nie klarowności, oraz dokładnego przemywania. Placki osadów o zawartości 50–60% substancji stałych są składowane na wysypiskach lub, coraz częściej, wykorzystywane do ulepszania gleby. Nasz Filtr prasowy przemysłu chemicznego strona obejmuje materiały na płyty do zastosowań w wysokiej temperaturze i środowisku alkalicznym.
Ponowne wykorzystanie wody i związany z tym osad
Zamykanie obiegów wodnych w zakładach papierniczych, czy to w celu spełnienia limitów zrzutu, czy ograniczenia poboru świeżej wody, powoduje zagęszczenie rozpuszczonych substancji stałych i drobnych cząstek w wodzie technologicznej. Dodatkowe etapy uzdatniania, które następują (DAF, filtracja membranowa, odparowywanie), każdy z nich produkuje więcej osadu lub koncentratu, a system odwadniania musi być do tego dostosowany. Nasze artykuły na temat zerowy zrzut cieczy i dalej ile osadu produkuje oczyszczalnia ścieków Podaj metodę szacowania tego obciążenia.
Najczęściej zadawane pytania
Jaki jest najlepszy sposób odwadniania osadu z papierni?
To zależy od osadu i od tego, gdzie trafia placek. Prasy śrubowe i taśmowe są odpowiednie dla włóknistego osadu wstępnego kierowanego na składowisko lub do zastosowań na gruncie. W przypadku osadu z flotacji odbarwiania, osadu mieszanego kierowanego do kotła oraz wszelkich zastosowań wymagających placka o zawartości powyżej 35–40% substancji stałych, zwykle wybiera się prasę filtracyjną komorową lub membranową.
Jaką suchość ciasta osiąga prasa filtracyjna na osadzie papierniczym?
Typowo 35–45% suchej masy na osadzie wstępnym lub mieszanym przy prasie komorowej i 40–55% przy prasie membranowej; osad z odbarwiania, ze względu na wysoką zawartość popiołu, osiąga górny zakres tych wartości.
Dlaczego osad wtórny jest tak trudny do odwodnienia?
Jest to biologiczny klaczek z dużą ilością wody związanej w polimerze zewnątrzkomórkowym. Jest ściśliwy, więc samo wyższe ciśnienie niewiele daje. Zmieszanie go z włóknistym osadem wstępnym w stosunku 2:1 do 4:1, dozowanie kationowego polimeru i zastosowanie prasy membranowej to praktyczne rozwiązania.
Jak suchy musi być osad, aby można go było spalać w kotle młyna?
Poniżej około 35% suchej masy osad pochłania więcej ciepła podczas odparowywania wody, niż uwalnia podczas spalania; 40–50% suchej masy lub więcej to zwykle cel dla uzyskania dodatniego bilansu energetycznego. Filtracja membranowa jest powszechnym sposobem osiągnięcia tego bez suszarki.
Czym jest osad z procesu odbarwiania i jak jest odwadniany?
Odpady z etapów flotacji i prania w linii papieru z makulatury: atrament, glinka powłokowa, węglan wapnia, krótkie włókna i lepkie zanieczyszczenia, o zawartości popiołu 40–60%. Dobrze się odwadnia w prasie filtracyjnej z tkaniną monofilamentową poddaną kalandrowaniu i regularnym praniem tkaniny, a placek jest często wykorzystywany w piecach cementowych lub do produkcji płyt.
Czy prasa filtracyjna może obsługiwać szlam wapienny i osady z zielonego ługu?
Tak. Szlam wapienny łatwo filtruje się do 65–75% substancji stałych. Zanieczyszczenia są lepkie, gorące i alkaliczne, wymagają płyt odpornych na wysoką temperaturę, tkaniny o właściwościach przeciwprzyczepnych i dokładnego przemywania, osiągając około 50–60% substancji stałych.
Proszę podać rodzaje osadów, ich proporcje, tonaż oraz miejsce docelowe placka, a my zaproponujemy prasę, tkaninę i kondycjonowanie dla nich: poproś o propozycję odwadniania osadu z papierni.
Referencje: US EPA — Wytyczne dotyczące ścieków z przemysłu celulozowo-papierniczego i produkcji tektury, 40 CFR Part 430, US EPA — Arkusz informacyjny sektora celulozowo-papierniczego, Europejskie Biuro IPPC — Dokument referencyjny dotyczący najlepszych dostępnych technik w produkcji masy włóknistej, papieru i tektury.
Ten artykuł jest częścią naszego przewodnika po wastewater sludge dewatering.