Краткий ответ: Целлюлозно-бумажный комбинат производит три совершенно разных типа осадка: первичный осадок (волокно и наполнитель из осветлителя, легко обезвоживается), вторичный осадок (биологический, из стадии аэрации, трудно обезвоживается) и на заводах по переработке макулатуры — осадок от обесцвечивания (волокно, краска, глина и карбонат кальция). Шнековые прессы и ленточные прессы хорошо справляются с волокнистым первичным осадком; камерный или мембранный фильтр-пресс — лучший выбор для осадка от обесцвечивания с высоким содержанием золы, для смешанного первичного и вторичного осадка, когда требуется кек с содержанием сухих веществ выше 35–40% для использования в качестве топлива для котлов или захоронения, а также для известкового шлама и шлама зелёного щелока на сульфат-целлюлозных заводах.
Три вида осадка целлюлозно-бумажного завода
Любое обсуждение осадка целлюлозно-бумажного производства необходимо начинать с разделения потоков, поскольку неправильный выбор оборудования для обезвоживания обычно связан с тем, что их рассматривают как единый материал.
| Осадок | Источник | Что он содержит | Поведение при обезвоживании |
|---|---|---|---|
| Первичный осадок | Первичный отстойник или DAF на сточных водах мельницы | Короткое волокно, мелкая фракция, наполнитель (глина, карбонат кальция, тальк), немного крахмала и проклейки | Лёгкий: волокнистый, образует рыхлый кек, высокая водоотдача |
| Вторичный (биологический) ил | Завод по очистке активным илом, аэрируемый пруд, MBBR или MBR, обрабатывающие сточные воды | Бактериальный флок, внеклеточный полимер, связанная вода | Твёрдый: сжимаемый, желатинообразный, высокие требования к полимерам |
| Шлам удаления краски | Стадии флотации и промывки линии переработанного волокна (DIP) | Чернила, покровная глина и карбонат, короткое волокно, липкие загрязнения; 40–60% золы | Умеренно: высокое содержание золы делает его плотным, но мелкие частицы забивают ткань |
| Известковый шлам и отходы | Крафт-рекаустизация: карбонат кальция из осветлителя белого щелока; шлам зелёного щелока | Тонкие неорганические твердые вещества, щелочные, горячие | Неорганический и легко фильтруется на фильтр-прессе; осадок липкий и щелочной |
Большинство целлюлозно-бумажных заводов смешивают первичный и вторичный ил перед обезвоживанием, обычно в соотношении от 2:1 до 4:1 по сухой массе, поскольку волокно в первичном иле действует как фильтрующий материал и увлекает за собой биологический ил. Это соотношение является главным определяющим фактором того, насколько хорошо обезвоживается смешанный ил, и оно задаётся конструкцией очистных сооружений завода. Наше руководство по когда требуется DAF охватывает начальный этап, и MBR против MBBR против SBR биологическая стадия.
Для чего предназначен торт, определяет целевую аудиторию
Целлюлозно-бумажный шлам имеет больше вариантов конечного использования, чем большинство промышленных шламов, и для каждого из них существует целевой показатель влажности:
- Котельное топливо В корьевом или биомассовом котле завода: шлам должен быть достаточно сухим, чтобы отдавать тепло, а не поглощать его. При содержании твёрдых веществ ниже примерно 35% шлам даёт чистую потерю энергии в котле; обычная целевая величина — 40–50% твёрдых веществ, и чем выше, тем лучше.
- ПолигонВ большинстве юрисдикций требуется кек, который проходит тест на фильтрацию краски и достаточно стабилен для транспортировки, на практике 25–35% сухих веществ для смешанного ила. Плата за захоронение взимается за влажную тонну, поэтому каждый процент сухих веществ — это деньги.
- Внесение в почву и компостирование20–30% сухих веществ достаточно; ограничение связано с загрязнителями, а не со степенью сухости.
- Цементные печи, производство кирпича и плитОбезвоженный шлам от удаления краски с высоким содержанием минеральных веществ является сырьём; печь или завод устанавливают требования к влажности, обычно 40–60% сухих веществ.
Выбор оборудования следует из целевого показателя. Ленточный пресс легко достигает 20–30% сухого вещества на смешанном осадке; шнековый пресс достигает 25–35% на волокнистом осадке; камерный фильтр-пресс достигает 35–45%; мембранный фильтр-пресс достигает 40–55% на осадках от удаления типографской краски и смешанных осадках. Если кек направляется в котел или печь, фильтр-пресс, как правило, является единственным оборудованием, которое позволяет этого достичь без термической сушки.
Сравнение оборудования для осадка целлюлозно-бумажного производства
| Оборудование | Первичный / волокнистый осадок | Смешанный первичный + вторичный | Шлам удаления краски | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| Шнековый пресс | 30–40% сухих веществ, отлично | 25–35% | 25–35%, износ сита от золы | Низкая энергия, непрерывный процесс, устойчив к волокну; плохо работает с осадком с малым содержанием волокна |
| Ленточный фильтр-пресс | 25–35% | 20–30% | 25–35% | Непрерывный, низкие капитальные затраты; чувствителен к полимерам; более влажный кек |
| Декантерная центрифуга | 25–35% | 20–30% | 30–40% | Компактный; высокая мощность и полимер; волокно может обернуть свиток |
| Камерный фильтр-пресс | 35–45% | 30–40% | 40–50% | Партия; самый сухой кек среди традиционного оборудования; засорение ткани мелочью и липкими веществами необходимо контролировать |
| Мембранный фильтр-пресс | 40–50% | 35–45% | 45–55% | Отжим компенсирует сжимаемую биологическую фракцию; кратчайший цикл для целевой влажности |
В крупных целлюлозно-бумажных производствах распространена конфигурация, при которой для обычного первичного осадка используется шнековый пресс или ленточный пресс, а для осадка от обесцвечивания или смешанного осадка, который должен направляться в котел, — фильтр-пресс. См. наши полные Сравнение фильтр-пресса, центрифуги и ленточного пресса и наши мультидисковый шнековый пресс страница.
Проектирование фильтр-пресса для осадка целлюлозно-бумажного производства
Кондиционирование
Первичный осадок часто не требует полимера на фильтр-прессе или требует лишь небольшого количества. Смешанный осадок нуждается в катионном полимере в дозе, которая возрастает с увеличением биологической фракции, обычно 2–6 кг активного полимера на сухую тонну. Осадок от декаутинга часто реагирует на двухкомпонентную систему: низкая доза неорганического коагулянта (квасцы или полиалюминия хлорид), затем полимер. Лабораторные тесты в банках и тест с фильтровальным листом на вашем собственном осадке стоят того, чтобы потратить на них день; они определяют полимер, ткань и время цикла.
Ткань
Волокно не забивает сукно; это делают мелкое волокно, покрывающая глина, карбонат и липкие загрязнения. Для первичного осадка хорошо отделяется многофиламентная или иглопробивная полипропиленовая ткань. Для осадка от деинкинга переходите на монофиламентную или комбинированную моно/многофиламентную ткань с каландрированной поверхностью и низкой проницаемостью, и планируйте регулярную высоконапорную промывку сукна, поскольку липкие загрязнения (клеи из переработанной бумаги) накапливаются на поверхности сукна. Горячая щелочная промывка удаляет их; наши руководство по выбору ткани и наша статья о засорение ткани дай подробности.
Кормление и цикл
Бумажный шлам неабразивен, поэтому достаточно центробежного или винтового насоса с постепенным повышением давления до 6–8 бар. Волокнистый шлам быстро заполняет и забивает фильтр: циклы продолжительностью 45–90 минут обычны для первичного шлама, более длительные — для смешанного шлама с высокой биологической фракцией. Мембранный отжим при 12–15 бар в течение 10–20 минут удаляет последние несколько процентов влаги и, что важнее, выравнивает кек, чтобы котел получал однородное топливо.
Обработка кека
Волокнистый кек связный и чисто отваливается, но он объёмный и может образовывать своды в бункере. Проектируйте выгрузку кека с широким бункером, измельчителем, если кек направляется в шнековый питатель котла, и достаточной пропускной способностью конвейера для мгновенной выгрузки 100-плитного пресса, который сбрасывает несколько тонн за несколько минут. Наша страница о полностью автоматические прессы охватывает автоматизацию разгрузки и стирки ткани.
Известковый шлам и зелёный щёлок в сульфат-целлюлозных заводах
В целлюлозном заводе установка каустизации производит два неорганических твёрдых вещества. Шлам извести (карбонат кальция) обычно обезвоживается на барабанном фильтре с предварительным покрытием перед известковой печью, но когда печь остановлена или шлам продаётся, фильтр-пресс производит кек с содержанием твёрдых веществ 65–75% без предварительного покрытия. Зелёные щелока отбросы, тёмный остаток из осветлителя зелёного щелока, липкие, щелочные и горячие, и являются одной из более сложных задач фильтр-пресса в отрасли: ожидайте камерный пресс с высокотемпературной полипропиленовой плитой, ткань, выбранную для высвобождения, а не для прозрачности, и тщательную промывку. Кеки отбросов с содержанием твёрдых веществ 50–60% отправляются на полигон или, всё чаще, используются для улучшения почвы. Наш Фильтр-пресс для химической промышленности страница охватывает материалы плит для горячих, щелочных условий эксплуатации.
Повторное использование воды и образующийся при этом осадок
Закрытие водных контуров на мельницах — будь то для соблюдения норм сброса или для сокращения забора свежей воды — приводит к концентрации растворённых твёрдых веществ и мелких фракций в технологической воде. Дополнительные этапы обработки, которые за этим следуют (DAF, мембранная фильтрация, выпаривание), каждый производит больше шлама или концентрата, и систему обезвоживания необходимо рассчитывать с учётом этого. Наши статьи о Нулевой сброс жидкости и на сколько осадка производит очистная станция дайте метод оценки этой нагрузки.
Часто задаваемые вопросы
Какой наилучший способ обезвоживания осадка целлюлозно-бумажного производства?
Это зависит от свойств осадка и от того, куда направляется кек. Шнековые и ленточные прессы подходят для волокнистого первичного осадка, направляемого на полигон или на земледельческое использование. Для осадка от удаления типографской краски, для смешанного осадка, направляемого в котельную, и для любых задач, требующих кека с содержанием сухих веществ выше 35–40%, обычным выбором является камерный или мембранный фильтр-пресс.
Какой степени сухости кека достигает фильтр-пресс на бумажном шламе?
Обычно 35–45% сухого вещества на первичном или смешанном осадке с камерным фильтр-прессом и 40–55% с мембранным фильтр-прессом; осадок от удаления типографской краски с его высоким содержанием золы достигает верхней границы этих диапазонов.
Почему вторичный ил так трудно обезвоживать?
Это биологический хлопок с большим количеством воды, связанной во внеклеточном полимере. Он сжимаемый, поэтому одно лишь более высокое давление мало что даёт. Смешивание его с волокнистым первичным осадком в соотношении от 2:1 до 4:1, дозирование катионного полимера и использование мембранного отжима — это практические решения.
Насколько сухим должен быть шлам, чтобы его можно было сжигать в мельничном котле?
При содержании твёрдых веществ примерно ниже 35% ил поглощает больше тепла при испарении своей воды, чем выделяет при сжигании; 40–50% твёрдых веществ или выше — обычная цель для чистого вклада. Мембранный фильтр-пресс — распространённый способ достичь этого без сушилки.
Что такое шлам от удаления краски и как его обезвоживают?
Отходы от стадий флотации и промывки линии по переработке макулатуры: краска, покровная глина, карбонат кальция, короткое волокно и липкие загрязнения, с содержанием золы 40–60%. Хорошо обезвоживается на фильтр-прессе с каландрированной монофиламентной тканью и регулярной промывкой ткани, а кек часто используется в цементных печах или при производстве плит.
Может ли фильтр-пресс справляться с известковым шламом и зелёными отходами щелока?
Да. Известковый шлам легко фильтруется до 65–75% сухих веществ. Отходы ликеро-очистки липкие, горячие и щелочные, требуют термостойких плит, ткани с низкой адгезией и тщательной промывки, достигая примерно 50–60% сухих веществ.
Сообщите нам типы вашего осадка, их соотношение, тоннаж и куда направляется кек, и мы предложим для него пресс, ткань и кондиционирование: запросить предложение по обезвоживанию осадка целлюлозно-бумажного производства.
Ссылки: US EPA — Руководящие принципы по сточным водам для целлюлозно-бумажной промышленности, 40 CFR Part 430, US EPA — информационный лист по целлюлозно-бумажному сектору, Европейское бюро по НДТ — Справочный документ по наилучшим доступным технологиям для производства целлюлозы, бумаги и картона.
Эта статья является частью нашего руководства по wastewater sludge dewatering.