用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统及方法

文档序号:920836 发布日期:2021-03-02 浏览:34次 >En<

阅读说明:本技术 用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统及方法 (System and method for separating polyvinyl alcohol from papermaking white water ) 是由 何占飞 王玥 于 2020-11-24 设计创作,主要内容包括:本发明涉及用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统及方法。该系统包括:第一反应池,构造成接收含有聚乙烯醇的造纸白水和碱性pH调节剂,以对含有聚乙烯醇的造纸白水进行pH调节;第二反应池,连接至第一反应池,且构造成接收经过pH调节的造纸白水和盐析剂,以析出部分聚乙烯醇;第三反应池,连接至第二反应池,且构造成接收经过盐析的造纸白水和絮聚剂,以使析出的聚乙烯醇产生絮聚,形成聚乙烯醇固形物;以及固液分离装置,连接至第三反应池,且构造成对含有聚乙烯醇固形物的造纸白水进行固液分离,从而分离出造纸白水中的聚乙烯醇。本发明能起到以下有益技术效果:能将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。(The invention relates to a system and a method for separating polyvinyl alcohol from papermaking white water. The system comprises: a first reaction tank configured to receive the polyvinyl alcohol-containing papermaking white water and an alkaline pH adjuster to perform pH adjustment on the polyvinyl alcohol-containing papermaking white water; a second reaction tank connected to the first reaction tank and configured to receive the pH-adjusted papermaking white water and the salting-out agent to precipitate a part of the polyvinyl alcohol; a third reaction tank connected to the second reaction tank and configured to receive the salted-out papermaking white water and a flocculating agent to flocculate the precipitated polyvinyl alcohol to form polyvinyl alcohol solids; and a solid-liquid separation device connected to the third reaction tank and configured to perform solid-liquid separation on the papermaking white water containing the polyvinyl alcohol solids, thereby separating the polyvinyl alcohol from the papermaking white water. The invention can achieve the following beneficial technical effects: can treat papermaking white water containing high-concentration polyvinyl alcohol (more than 100 mg/L) until the COD is lower than 50 mg/L.)

用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统及方法

技术领域

本发明涉及造纸技术领域,尤其涉及用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统及方法。

背景技术

聚乙烯醇在造纸中的应用主要为表面涂布,特别是用于各种特种纸的生产,例如格拉辛纸,包装纸等。聚乙烯醇在生产过程中经损纸系统返回到纸机的水系统中。造纸白水的处理通常为有氧生化工艺,通常为初沉池——平衡池(pH调节)——反硝化池(脱氮)——曝气池(COD去除)——二沉池——盘式过滤器(除去悬浮物)。

当造纸白水中聚乙烯醇浓度低于100mg/L时,其可以经生化处理降解,但浓度较高时,由于其易起泡性及成膜特性,曝气池中形成泡沫,包裹污染后会对生化过程产生抑制作用,同时无法沉降,导致造纸白水中COD(化学需氧量)超过排放标准(排放标准通常为COD低于50mg/L)。

目前造纸行业内尚未有成熟的技术方案可将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

发明内容

本发明的一个目的在于,提供一种用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统,其能解决现有技术所存在的问题,能将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

本发明的以上目的通过一种用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统来实现,所述系统包括:

第一反应池,所述第一反应池构造成接收含有聚乙烯醇的造纸白水和碱性pH调节剂,以对含有聚乙烯醇的造纸白水进行pH调节;

第二反应池,所述第二反应池连接至所述第一反应池,且构造成接收经过pH调节的造纸白水和盐析剂,以析出部分聚乙烯醇;

第三反应池,所述第三反应池连接至所述第二反应池,且构造成接收经过盐析的造纸白水和絮聚剂,以使析出的聚乙烯醇产生絮聚,形成聚乙烯醇固形物;以及

固液分离装置,所述固液分离装置连接至所述第三反应池,且构造成对含有聚乙烯醇固形物的造纸白水进行固液分离,从而分离出造纸白水中的聚乙烯醇。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统能起到以下有益技术效果:能将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

较佳的是,所述系统还包括浓缩装置,所述浓缩装置连接在所述第一反应池之前,且构造成对造纸白水进行浓缩。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统能起到以下有益技术效果:对含有聚乙烯醇的造纸白水进行浓缩之后,更适应后续处理,从而能更好地将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

较佳的是,所述系统还包括压榨装置,所述压榨装置连接在所述固液分离装置之后或设置在所述固液分离装置之中,且构造成对聚乙烯醇固形物进行压榨。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统能起到以下有益技术效果:便于将压榨之后的聚乙烯醇固形物作为普通工业废弃物进行处理。

较佳的是,所述第一反应池、所述第二反应池和所述第三反应池是同一个反应池,依次接收所述碱性pH调节剂、所述盐析剂和所述絮聚剂。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统能起到以下有益技术效果:精简系统结构,同样能将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

较佳的是,所述碱性pH调节剂是氢氧化钠,所述盐析剂是硫酸钠,所述絮聚剂是硼砂。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统能起到以下有益技术效果:通过选择合适的碱性pH调节剂、盐析剂和絮聚剂,能更好地将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

本发明的以上目的还通过一种用于分离造纸白水中聚乙烯醇的方法来实现,所述方法包括以下步骤:

将含有聚乙烯醇的造纸白水输送至第一反应池,并将碱性pH调节剂添加入所述第一反应池中,以对含有聚乙烯醇的造纸白水进行pH调节;

将经过pH调节的造纸白水从所述第一反应池输送至第二反应池,并将盐析剂添加入所述第二反应池中,以析出部分聚乙烯醇;

将经过盐析的造纸白水从所述第二反应池输送至第三反应池,并将絮聚剂添加入所述第三反应池中,以使析出的聚乙烯醇产生絮聚,形成聚乙烯醇固形物;以及

对含有聚乙烯醇固形物的造纸白水进行固液分离,从而分离出造纸白水中的聚乙烯醇。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的方法能起到以下有益技术效果:能将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

较佳的是,所述方法还包括:在将含有聚乙烯醇的造纸白水输送至第一反应池之前,对造纸白水进行浓缩。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的方法能起到以下有益技术效果:对含有聚乙烯醇的造纸白水进行浓缩之后,更适应后续处理,从而能更好地将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

较佳的是,所述方法还包括:在对含有聚乙烯醇固形物的造纸白水进行固液分离之后,对聚乙烯醇固形物进行压榨。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的方法能起到以下有益技术效果:便于将压榨之后的聚乙烯醇固形物作为普通工业废弃物进行处理。

较佳的是,所述第一反应池、所述第二反应池和所述第三反应池是同一个反应池,依次添加所述碱性pH调节剂、所述盐析剂和所述絮聚剂。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的方法能起到以下有益技术效果:精简系统结构,同样能将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

较佳的是,所述碱性pH调节剂是氢氧化钠,所述盐析剂是硫酸钠,所述絮聚剂是硼砂。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的方法能起到以下有益技术效果:通过选择合适的碱性pH调节剂、盐析剂和絮聚剂,能更好地将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

附图说明

图1是本发明一实施例的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统的组成示意图。

附图标记列表

101:第一反应池;

102:第二反应池;

103:第三反应池;

104:固液分离装置。

具体实施方式

以下将描述本发明的具体实施方式,需要指出的是,在这些实施方式的具体描述过程中,为了进行简明扼要的描述,本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是,在任意一种实施方式的实际实施过程中,正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中,为了实现开发者的具体目标,为了满足系统相关的或者商业相关的限制,常常会做出各种各样的具体决策,而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外,还可以理解的是,虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的,然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言,在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计、制造或者生产等变更只是常规的技术手段,不应当理解为本公开的内容不充分。

除非另作定义,权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,也不限于是直接的还是间接的连接。

图1是本发明一实施例的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统的组成示意图。

如图1所示,本发明一实施例的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统包括:

第一反应池101,第一反应池101构造成接收含有聚乙烯醇的造纸白水和碱性pH调节剂,以对含有聚乙烯醇的造纸白水进行pH调节;

第二反应池102,第二反应池102连接至第一反应池101,且构造成接收经过pH调节的造纸白水和盐析剂,以析出部分聚乙烯醇;

第三反应池103,第三反应池103连接至第二反应池102,且构造成接收经过盐析的造纸白水和絮聚剂,以使析出的聚乙烯醇产生絮聚,形成聚乙烯醇固形物;以及

固液分离装置104,固液分离装置104连接至第三反应池103,且构造成对含有聚乙烯醇固形物的造纸白水进行固液分离,从而分离出造纸白水中的聚乙烯醇。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统能起到以下有益技术效果:能将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L(符合排放标准)。

具体地说,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统能对含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上,例如100-10000mg/L)的造纸白水进行处理,将部分聚乙烯醇有效分离出来,形成聚乙烯醇固形物以废弃(或回收以用于工业过程),从而使得处理后造纸白水中的聚乙烯醇浓度低于100mg/L,确保COD低于50mg/L(符合排放标准)。

较佳的是,系统还包括浓缩装置,浓缩装置连接在第一反应池101之前,且构造成对造纸白水进行浓缩。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统能起到以下有益技术效果:对含有聚乙烯醇的造纸白水进行浓缩之后,更适应后续处理,从而能更好地将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

较佳的是,浓缩装置为管式膜过滤浓缩装置,将造纸白水中的聚乙烯醇浓度浓缩至5000-10000mg/L。较佳的是,浓缩装置要满足聚乙烯醇截留率高于75%,选用抗污染强,易清洗的材质。较佳的是,浓缩装置为多级浓缩装置。更佳的是,浓缩装置为两级浓缩装置。

当然,本领域技术人员在本发明公开内容的基础上可以理解,浓缩装置不局限于管式膜过滤浓缩装置,可采用其它形式的浓缩装置,只要满足浓缩要求即可,而不脱离本发明的保护范围。

较佳的是,控制碱性pH调节剂的添加量,使第一反应池101中的pH值保持在8.5—10之间。

较佳的是,造纸白水从第一反应池101至第二反应池102、从第二反应池102至第三反应池103的输送方式可采用溢流方式。

较佳的是,盐析剂的添加量为0.6-1.0%(质量百分比,相对于聚乙烯醇含量而言)。更佳的是,盐析剂的添加量为0.8%(质量百分比,相对于聚乙烯醇含量而言)。

较佳的是,造纸白水在第二反应池102中的停留时间为15-30分钟。

较佳的是,絮聚剂的添加量为0.2-0.5%(质量百分比,相对于聚乙烯醇含量而言)。更佳的是,絮聚剂的添加量为0.35%(质量百分比,相对于聚乙烯醇含量而言)。

较佳的是,盐析剂的添加量与絮聚剂的添加量之质量比为2.0:1-2.6:1。更佳的是,盐析剂的添加量与絮聚剂的添加量之质量比为2.3:1。

较佳的是,造纸白水在第三反应池103中的停留时间为15-30分钟。

较佳的是,对第一反应池101、第二反应池102和/或第三反应池103进行加热。

较佳的是,系统还包括压榨装置,压榨装置连接在固液分离装置104之后或设置在固液分离装置104之中,且构造成对聚乙烯醇固形物进行压榨。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统能起到以下有益技术效果:便于将压榨之后的聚乙烯醇固形物作为普通工业废弃物进行处理。

较佳的是,压榨之后的聚乙烯醇固形物的干度为10-20%。

较佳的是,第一反应池101、第二反应池102和第三反应池103是同一个反应池,依次接收碱性pH调节剂、盐析剂和絮聚剂。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统能起到以下有益技术效果:精简系统结构,同样能将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

较佳的是,碱性pH调节剂是氢氧化钠,盐析剂是硫酸钠,絮聚剂是硼砂。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统能起到以下有益技术效果:通过选择合适的碱性pH调节剂、盐析剂和絮聚剂,能更好地将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

本发明一实施例的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的方法包括以下步骤:

将含有聚乙烯醇的造纸白水输送至第一反应池101,并将碱性pH调节剂添加入第一反应池101中,以对含有聚乙烯醇的造纸白水进行pH调节;

将经过pH调节的造纸白水从第一反应池101输送至第二反应池102,并将盐析剂添加入第二反应池102中,以析出部分聚乙烯醇;

将经过盐析的造纸白水从第二反应池102输送至第三反应池103,并将絮聚剂添加入第三反应池103中,以使析出的聚乙烯醇产生絮聚,形成聚乙烯醇固形物;以及

对含有聚乙烯醇固形物的造纸白水进行固液分离(例如采用固液分离装置104),从而分离出造纸白水中的聚乙烯醇。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的方法能起到以下有益技术效果:能将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

较佳的是,本发明一实施例的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的方法还包括:在将含有聚乙烯醇的造纸白水输送至第一反应池101之前,对造纸白水进行浓缩。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的方法能起到以下有益技术效果:对含有聚乙烯醇的造纸白水进行浓缩之后,更适应后续处理,从而能更好地将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

较佳的是,本发明一实施例的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的方法还包括:在对含有聚乙烯醇固形物的造纸白水进行固液分离之后,对聚乙烯醇固形物进行压榨。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的方法能起到以下有益技术效果:便于将压榨之后的聚乙烯醇固形物作为普通工业废弃物进行处理。

较佳的是,第一反应池101、第二反应池102和第三反应池103是同一个反应池,依次添加碱性pH调节剂、盐析剂和絮聚剂。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的方法能起到以下有益技术效果:精简系统结构,同样能将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

较佳的是,碱性pH调节剂是氢氧化钠,盐析剂是硫酸钠,絮聚剂是硼砂。

根据上述技术方案,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的方法能起到以下有益技术效果:通过选择合适的碱性pH调节剂、盐析剂和絮聚剂,能更好地将含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水处理至COD低于50mg/L。

发明人采用本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统和方法,针对含有不同浓度聚乙烯醇的造纸白水,进行了三次实验。三次实验仅入水处聚乙烯醇浓度不同,其余实验参数基本相同,第一反应池101中的pH值调节至9.0,盐析剂的添加量为0.8%,造纸白水在第二反应池102中的停留时间为30分钟,絮聚剂的添加量为0.35%,造纸白水在第三反应池103中的停留时间为30分钟,碱性pH调节剂采用氢氧化钠,盐析剂采用硫酸钠,絮聚剂采用硼砂。

实验结果如表1所示。

表1

从上述实验结果可知,本发明的用于分离造纸白水中聚乙烯醇的系统和方法能对含有较高浓度聚乙烯醇(100mg/L以上)的造纸白水进行处理,使得处理后造纸白水中的聚乙烯醇浓度(即,出水处聚乙烯醇浓度)低于100mg/L,确保COD低于50mg/L(符合排放标准)。

以上对本发明的具体实施方式进行了描述,但本领域技术人员将会理解,上述具体实施方式并不构成对本发明的限制,本领域技术人员可以在以上公开内容的基础上进行多种修改,而不超出本发明的范围。

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