从处理纸浆和造纸厂流出物的设备中回收水和化学品的方法技术

本发明专利技术涉及一种升级用于处理纸浆和造纸生产过程的流出物的设备的方法，其中从所述流出物除去盐以将水和回收化学品进行再利用。所述方法包含：用于除去盐的第一透析系统；用于回收或再浓缩的第二处理系统；以及任选地，再浓缩物的后处理，由此阻止液体进入环境。在第一系统中进行可逆电渗析或脉冲可逆电渗析，分离流出物的盐，将该盐送至第二处理系统以浓缩该盐(再浓缩)或将其转化成适用于同一过程的化学品(回收)。化学品通过使用双极膜或使用复分解的电渗析来进行回收以减少无法在同一设备中再利用的再浓缩流出物。最后，所述料流可以用喷雾干燥、结晶或蒸发进行处理。结晶或蒸发进行处理。结晶或蒸发进行处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从处理纸浆和造纸厂流出物的设备中回收水和化学品的方法


[0001]本专利技术涉及工业流出物的处理，特别是来自纸浆和造纸厂的流出物的处理，其中从所述流出物回收化学品，并将已处理的水进行再利用或再循环。

技术介绍

[0002]目前，纸浆和造纸厂从其流出物处理设备中进行水回收受到流出物中存在的高含量的有机物和盐的限制。如果进行再循环，流出物中含有的有机物将改变最终产品的特性并增加漂白化学品的消耗，而盐会在系统中以不可处理的元素的形式积累，导致装置结垢和腐蚀。
[0003]现有技术已经公开了将来自流出物处理设备的水进行处理并再循环。
[0004]专利US5567293 A公开了使用电隔膜(EM)方法处理来自回收锅炉的静电除尘器的灰分。更具体而言，该方法包括使用双极膜电渗析来转化稀释的灰分，或使用单价膜(monovalent membrane)电渗析来选择性分离盐。该文献未考虑处理来自纸浆和造纸生产过程的流出物处理设备的料流，该料流具有高的有机物负载，也未提及不同技术的混合，如电凝聚或凝聚与浮选、可逆电渗析(EDR)、常规电渗析(ED)或双极电渗析(BPED)或复分解(EDM)、喷雾干燥，因此，它没有提到可以对流出物处理设备进行升级而不排放液体排放物。
[0005]同样，P.Pfromm、Tsai和Henry的出版物("Electrodialysis for Bleach Effluent Recycling in Kraft Pulp Production:Simultaneous Control of Chloride and other Non
‑
Process Elements"；The Canadian Journal of Chemical Engineering；第77卷；1999)公开了使用单价膜电渗析从酸性漂白滤液的部分段(sectorial)料流中选择性去除氯化物，再循环到Kraft设备的液体循环中。因此，该出版物不包括纸浆和造纸生产方法的流出物处理设备的升级，也不包括用技术的组合(电凝聚或凝聚与浮选、可逆电渗析(EDR)和双极电渗析(BPED)或复分解(EDM))进行化学品回收。它也没有提及术语“零液体排放”，这是因为通过处理部分段料流，仍然存在常规的流出物处理。
[0006]另一方面，专利US9637802 B2考虑升级工艺料流，暗示升级生产线以最大限度地回收来自生物质加工厂(包括纸浆和造纸厂)的副产物。这种副产物的回收涉及生物精炼概念，其中从生物质中获得副产物蒸汽，而不涉及水循环的终止和“零液体排放”。也没有提到升级传统的流出物处理设备，尽管它非常笼统地描述了料流的升级。所描述的过程包括以下步骤：离子辐射、生物质糖化、用于产生有机盐的双极膜电渗析和用于从料流中分离盐的常规电渗析或可逆电渗析，其中明确强调是副产物的分离而不是在同一过程中再循环或再利用的水纯化。这可以解释为，该文献的重点对应于生物精炼，而不是对应于“零液体排放”的流出物处理设备升级，也没有提及使用喷雾干燥器或结晶器来避免在过程结束时排放流出物。
[0007]最后，Chen和Horan的出版物("The Treatment of a High Strength Pulp and Paper Mill Environmental Technology；第19卷；1998)研究了使用EDR对纸浆和造纸厂流出物的再利用。该出版物是与本专利技术最接近的现有技术。然而，该出版物仅提及了使用氧化
铝化学凝聚作为去除有机物的预处理，并没有提到第二步的透析以再浓缩废液，或使用双极电渗析(BPED)或复分解(EDM)来回收有用的化学品。也没有提到使用喷雾干燥或结晶来避免流出物排放。因此，该文献对应于不完整形式的本专利技术，其仅关注了水回收而没有关注在第二个处理步骤中回收后续的化学品，更没有关注零液体排放。
[0008]因此，需要一种方法来升级纸浆和造纸厂流出物处理设备，以实现最少或无液体排放，使用一种策略将流出物完全再循环，不同技术协同工作以实现这些目标——回收对该过程或其他行业有用的水和化学品。因此，在本专利技术中，表述“零液体排放”应理解为水循环的完全闭合，而不将流出物排放到水体中。
[0009]在本专利技术中，术语“升级”等应理解为向流出物处理设备添加新的单元，以扩展其能够执行的功能。在这种情况下，它是指处理流出物以在纸浆和造纸生产过程中以及在灌溉或其他相关活动中作为原水再利用，以及回收对同一设备或其他行业有用的化学品。

技术实现思路

[0010]通过适当选择协同工作的水处理技术，可以实现从纸浆和造纸厂流出物中完全回收水。
[0011]通常，在纸浆和造纸工业流出物处理设备中，将机械处理用于分离颗粒物质、调节pH并使用生物处理来粗除去有机化合物。这些有机化合物的一部分是顽固的，不可能通过生物方法去除，但当流出物排放到海洋中时，这不代表遵守了环境法规的复杂性。当流出物排放到河流或其他水体中时，在一些国家会发生相反的情况，在那里，有机物质的量和流出物的颜色有更大的限制。此外，在一些情况下，淡水的可用性可能限制工厂的生产。因此，循环闭合可能是处理环境问题和用于生产的水可用性的有吸引力的替代方案。
[0012]在通过机械和生物方法(一级和二级处理)的常规流出物处理之后，剩余的顽固有机物质通过三级处理除去，三级处理通常包括使用凝结剂和絮凝剂的化学凝结体系，然后浮选和过滤。因此，大多数存在的有机物和颜色被除去，符合排放到淡水体的环境标准。然而，这种水的回收及其再循环到生产过程中需要额外的分离无机盐的体系，以实现脱盐水的再循环，从而避免不可处理物品的结壳、腐蚀和/或积聚的产生。
[0013]因此，以下专利技术提出了使用脉冲可逆电渗析(pEDR)(WO2019014781)或可逆电渗析(EDR)，优选pEDR作为核心过程，用于从先前通过常规一级、二级和三级处理处理后的流出物中分离无机盐，使得其可在纸浆和造纸厂中再利用。在下文中，EDR是指常规可逆电渗析和脉冲可逆电渗析两者。二级预处理考虑了流出物通过现有的生物处理系统，现有的生物处理系统为例如曝气池、活性污泥、厌氧处理等，然后进行三级处理，优选通过电凝聚步骤或化学凝聚、光氧化、电氧化、化学氧化、浮选和/或过滤、离心或旋风分离。有机物质和污垢元素如钙、镁、铁或铝的去除也是继续下一步EDR所必需的。如果这些离子的值超过EDR所需的输入值，则必须使用常规处理中的预处理或调节来降低这些污垢元素的临界浓度值。
[0014]用EDR进行后透析之后是后处理，用于再利用分离的盐并减少通过再浓缩不能回收的盐获得的废弃料流的体积。优选将该再浓缩的废弃料流送至结晶器/蒸发器，或送至喷雾干燥器或机械蒸发器以完全处理剩余的流出物，从而尽可能多地减少废弃料流或完全避免其排放到水体中。
附图说明
[0015]图1：是升级流出物处理设备以实现纸浆和造纸厂“零液体排放”的过程的示意图。
具体实施方式
[0016]本专利技术涉及一种从纸浆和造纸厂流出物处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从纸浆和造纸厂流出物处理设备中回收水的方法，所述水不含有机物和盐以用于随后再循环至工厂，其中所述方法包括以下步骤：a)将在流出物处理设备中预先经物理和生物处理的流出物输送到选自以下的三级处理系统：电凝聚、化学凝聚、光氧化、电氧化、化学氧化、浮选和/或过滤、离心或旋风分离，以粗去除残留的有机物，获得小于100ppm的低有机物含量的流出物(1)，其根据化学需氧量测定，b)将在步骤(a)中获得的流出物(1)通过过滤系统(2)，以产生来自三级处理的不含残留悬浮固体的流出物(3)，c)将在步骤(b)中获得的不含悬浮固体的流出物(3)的一部分通过第一透析系统(EDR，4)，该系统选自脉冲可逆电渗析或可逆电渗析以分离浓缩物(7)和作为经透析的流出物(13)的回收水，d)将在步骤(c)中获得的浓缩物(7)通过第二处理系统(8)，以回收化学品(9、17)和/或再浓缩盐，作为再浓缩的废弃料流(10)，其具有对于纸浆和造纸生产过程无用的盐含量。2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(d)中，所述第二处理系统(8)选自常规电渗析(ED)、双极电渗析(BPED)或复分解(EDM)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤(d)后，还包含：e)将在步骤(d)中获得的再浓缩废弃料流(10)通过干燥系统(11)，获得冷凝物(14)和固体副产物(12)——其是可溶性盐——以在其他需要它的应用中再利用，防止液体排放到环境中。4.根据权利要求1所述的方法，其中进行在步骤(a)前的处理以除去颗粒物质、调节pH并除去部分来自待处理的流出物中的有机物质。5.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(b)中使用过滤系统(2)，所述过滤系统(2)选自自清洁盘式过滤器、筒式过滤器或多层过滤器，然后进入EDR(4)。6.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(c)中，部分不含残留悬浮固体的流出物(3)进入第一透析系统EDR(4)，到达稀释区或隔室II中，以去除离子，该离子移动到第一透析系统EDR(4)的第二个区域，该第二个区域对应于浓缩区或隔室(I)。7.根据权利要求6所述的方法，其中从第一透析系统EDR(4)获得来自浓缩区(I)的被分成浓缩料流(7)和再循环料流(5)的料流，其中将再循环...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：百奥福瑞斯特森林研究有限公司，
类型：发明
国别省市：