Обезвоживание отходов бумажной промышленности

 

Изобретение относится к стимулированию обезвоживания отходов путем добавления флокуляционной смеси в осадок перед обезвоживанием. Способ обезвоживания осадков заключается в том, что, по меньшей мере, 10% отбирают от вторичных и первичных осадков, образующихся из отходов от обесцвечивания типографской краски при переработке бумаги, от повторной переработки макулатуры и от механического измельчения целлюлозы, и включает флокуляцию осадка путем перемешивания с ним флокуляционной смеси и отделение воды от флокулированного осадка, причем флокуляционная смесь содержит фенольное вещество и полиалкиленоксидный флокулянт. Изобретение позволяет получить улучшенные показатели работы и добиться более эффективного дозирования. 16 з.п. ф-лы, 4 табл.

Настоящее изобретение относится к стимулированию обезвоживания отходов путем добавления флокуляционной смеси в осадок перед обезвоживанием.

Это обычная практика флокулировать суспензию взвешенных твердых частиц путем добавления в нее полимерных флокулянтов.

Различные суспензии и различные процессы обезвоживания требуют различных флокулянтов для получения оптимальных результатов. Кроме того, оптимальные результаты различаются в зависимости от характера обрабатываемой суспензии.

Например, когда суспензия имеет относительно низкое содержание твердых частиц, в частности ниже 1%, обычно ниже 0,5%, а чаще - ниже 0,2%, лучший результат обычно определяется достижением наивысшей возможной прозрачности супернатанта или фильтрата. Если суспензия это целлюлозное жидкое сырье для изготовления бумаги, лучший результат обычно определяется по оптимальной структуре бумажного листа, обычно сопровождаемой оптимальным сохранением взвешенных твердых частиц в листе. Если суспензия это отработанные отходы, оптимальный результат определяется обычно по хорошей комбинации скорости обезвоживания, прозрачности и содержания твердой массы в обезвоженном продукте. Например, может быть неприемлемо получить лепешки с высоким содержанием твердых частиц при очень быстром процессе обезвоживания, если уровень прозрачности получившегося в результате супернатанта, или фильтрата, низкий; но также неэкономично получить отжатый осадок с высоким содержанием твердых частиц и высокую прозрачность, если скорость обезвоживания слишком мала.

Взвешенные частицы в осветляемом растворе с малым содержанием твердых частиц обычно отличаются от тех, которые присутствуют в осадке. Например, осветляемая жидкость может содержать красители, наполнители и обесцвечивающие химикаты, которые отделяются в процессе отстаивания. Первичный осадок, в котором присутствуют эти отделенные твердые частицы, намного более сложный, так как включает к тому же большое количество различных веществ, обладающих совершенно различными свойствами, таких как отходы сортировки (возврат отходов сырых смесей на вторичную переработку), отходы обезжиривания, флотирующие (всплывающие) отходы от обесцвечивания бумажной массы от типографской краски и другие отходы производства по изготовлению бумаги.

Полимер, который с успехом используется при обезвоживании в одном процессе, может быть бесполезен в другом. Например, различные полимеры могут потребоваться при технологиях, в которых применяется сдвиг или давление к флокулируемому веществу (например, в напорном фильтре или центрифуге), и там, где сдвиг или давление не применяется (например, в процессах отстаивания).

Также требуются различные полимеры в соответствии с различиями в суспензированных твердых частицах и в растворенной фазе. Например, суспензии из неорганических взвешенных твердых частиц часто лучше поддаются обработке анионными полимерами, в то время как суспензии из органических взвешенных частиц часто лучше поддаются обработке катионными полимерами.

Молекулярная масса полимера также влияет на его эксплуатационные качества, и хотя оптимальная флокуляция в одних процессах требует максимально возможной молекулярной массы полимера, в других - его более низкая молекулярная масса дает лучшие результаты. Даже в пределах одного какого-либо типа суспензии, например целлюлозного жидкого сырья для изготовления бумаги, разные типы этого сырья требуют разных типов полимеров для достижения оптимального результата.

Поэтому имеется очень широкий спектр полимерных флокулянтов, принимаемых во внимание при использовании в процессах обезвоживания. Они отбираются из неионных полимеров, анионных полимеров и широкого круга катионных полимеров. Многие в значительной степени растворимые в воде полимеры образованы из этилено-ненасыщенного акрилового или другого мономера или смеси мономеров, в разных пропорциях составляющих низкую, среднюю, высокую или очень высокую молекулярную массу. Из других полимеров, использующихся для активизации обезвоживания, можно назвать полиамины, полиалкиленоксиды, полиэтиленимины, фенолоальдегидные полимеры и дициандиамидные полимеры.

Существуют многочисленные процессы, в которых для флокуляции используются водорастворимые акриловые полимеры, например, европейский патент 641293 на осадки от жидких отходов производства по изготовлению бумаги и европейский патент 235893 на производство по изготовлению бумаги.

Примеры способов использования фенолформальдегида и полиэтиленоксида содержатся в патенте США 5354479 и патенте Канады 1004782 на обработку жидких отходов от производства по изготовлению бумаги и в заявке РСТ WO 95/21296 по изготовлению бумаги. Пример процесса, где предложено использование или преимущественно неионного полиакрилата, или полиэтиленоксида (ПЭО) для изготовления бумаги, описан в европейском патенте 017353.

Полимеры, обычно используемые для ускорения обезвоживания осадков, это, как правило, катионные водорастворимые полимеры с относительно высокой молекулярной массой, такие как полимеры акриламида - от 20 до 95% по массе и от 5 до 80% по массе кислотной добавки или четвертичной соли диалкиламиноалкил(мет)-акрилата или -акриламида.

Эти полиакриловые флокулянты дают хорошие результаты при многих способах обезвоживания осадков. Однако имеются особые сложные осадки, где необходимы для получения удовлетворительных результатов неприемлемо большие количества этих полиакрилатов, или же удовлетворительные результаты не могут быть достигнуты экономично при использовании таких полимеров. Сложные осадки (которые невыгодно утилизировать) включают вторичные осадки (особенно когда некоторые или все отходы связаны с производством по изготовлению бумаги) и осадки, включающие значительные количества отходов от обесцвечивания, отходов от вторичного цикла переработки и опилок (древесной измельченной массы).

Первичные осадки - это осадки, получающиеся после очищения и отстаивания водного раствора, которым могут быть, например, городские сточные воды или промышленные жидкие отходы производства по изготовлению бумаги, целлюлозного завода или обесцвечивающей установки. Результатом отделения первичного осадка от исходной жидкости является образование супернатанта или фильтрата, который затем обычно подвергается биологической обработке до формирования так называемого вторичного осадка. Так как вторичный осадок гораздо труднее обезводить, обычно смешивают первичный и вторичный осадки и затем обезвоживают эту смесь. Так обрабатывают городские стоки, промышленные отходы, в частности отходы производства по изготовлению бумаги, целлюлозного завода и обесцвечивающей установки.

Чтобы указать на повышенные трудности обезвоживания вторичного осадка, стоит упомянуть, что типичный первичный осадок обычно требует от 0,1 до 1,5 кг оптимального полиакрилатного флокулянта на тонну сухой твердой массы осадка, в то время как первичный осадок от отходов обесцвечивания, вторичной обработки или механического измельчения целлюлозы может требовать от 2 до 4 кг оптимального полиакрилатного флокулянта на тонну сухой твердой массы осадка, а вторичный осадок обычно требует от 5 до 10 кг оптимального полиакрилатного флокулянта на тонну сухой твердой массы осадка.

Отходы, которые содержатся во вторичном осадке, особенно от производства по изготовлению бумаги, целлюлозного завода или обесцвечивающей установки, часто содержат высокие относительные количества органических остатков, которые имеют тенденцию мешать процессу флокуляции и механизму обезвоживания. Как результат, степень обезвоживания и/или очистки фильтрата, или супернатанта, и/или остаточное влагосодержание отжатого осадка бывают неудовлетворительными, даже когда на этот осадок действуют относительно большие количества полимерного флокулянта. Полимеры, которые традиционно считаются наиболее эффективными для таких отходов, это обычно высокомолекулярные катионные полиакрилаты, иногда в комбинации с низкомолекулярными катионными полимерами, такими как полидиметилдиаллиламмонийхлорид.

Было бы желательно иметь возможность усовершенствовать процесс обезвоживания сложных отходов так, чтобы получить улучшенные комбинации скорости обезвоживания, и/или прозрачности отстоя, или фильтрата, и/или отжатого осадка, особенно когда это отходы производства по изготовлению бумаги, целлюлозного завода или обесцвечивающей установки.

Краткое изложение сущности изобретения.

В соответствии с настоящим изобретением сложные осадки обезвоживаются способом, включающим флокуляцию осадка путем перемешивания флокуляционной смеси с осадком с последующим отделением воды из флокулированного раствора, причем флокуляционная смесь включает фенольные вещества и полиалкиленоксидный флокулянт.

Соответственно, вопреки традиционному мнению, что оптимальный результат достигается применением катионных полиакрилатов, в данном изобретении применяется комбинация неионных полимеров (полиалкиленоксидных флокулянтов) и неионного или анионного вещества (фенольного вещества).

Этот полиалкиленоксид - обычно полиэтиленоксид, а фенольное вещество может быть отработанными отходами, такими как лигнинсодержащие отходы производства по изготовлению бумаги или фенольная смола.

Результатом данного изобретения является возможность получить улучшенные показатели работы и, в особенности, добиться более эффективного дозирования. Так, часто может быть получена не только лучшая комбинация скорости обезвоживания, и/или прозрачности, и/или содержания отжатого осадка, но эти или другие положительные результаты часто могут быть достигнуты применением меньшей дозы полимера, чем требуется при использовании катионного полиакрилата, который прежде считался оптимальным для этого процесса.

Описание предпочтительных вариантов.

Данное изобретение может применяться полностью к городским отходам, но представляет особую ценность при применении к отходам от промышленных сточных вод. В частности, многие или все разнородные отходы образуются преимущественно от отходов производства по изготовлению бумаги, целлюлозного завода и/или установки для обесцвечивания бумажной массы от типографской краски. Например, по меньшей мере 10%, часто по меньшей мере 20 или 30% сухой массы, а обычно от 50 до 100% сухой массы отходов образуются от подобных производственных процессов.

Осадок, подлежащий обезвоживанию, может быть сложным первичным осадком, в котором по меньшей мере 10% сухой твердой массы первичного осадка отбирается из отходов от обесцвечивания, отходов от переработки бумаги и отходов от механического измельчения целлюлозы. Так, по меньшей мере 10% сухой твердой массы осадка в отходах могут быть обусловлены отходами от обесцвечивающей установки, и/или от установки для вторичной переработки бумаги, и/или от установки механического измельчения целлюлозы, т.е. можно сказать, от установок, где измельчение целлюлозы производится механическими или полумеханическими средствами. Все эти осадки, происходящие от отходов от обесцвечивающей установки, установки по вторичной переработке бумаги и установки механического измельчения целлюлозы, относятся к грязным осадкам, которые трудны для обезвоживания. Часто осадок содержит по меньшей мере 25% сухой массы, а обычно - по меньшей мере 50% таких отходов.

Преимущества изобретения особенно очевидны, когда это смешанный осадок, содержащий первичный и вторичный осадки. Вторичный осадок может присутствовать в небольших количествах (например, по меньшей мере 2%), когда с ним перемешан сложный первичный осадок, но обычно количество вторичного осадка составляет по меньшей мере 5 или 10% от массы перемешанного осадка (т.е. 5 или 10%, взятых по сухой массе).

Обработка одного вторичного осадка по изобретению технически возможна, но с коммерческой точки зрения обычно желательно включать первичный осадок во вторичный с содержанием по меньшей мере 5% первичного осадка в смешанном осадке. Обычно пропорция сухой массы первичного осадка к вторичному осадку не более чем около 50:1, в частности, не более чем 20:1, предпочтительно - не более чем 10:1, или во многих процессах - не более чем 5:1. Обычно это не меньше чем около 0,1: 1, предпочтительно не менее чем около 0,2:1, и, как правило, не менее чем около 0,5: 1. Количество в пределах около 5:1-1:1 вполне приемлемо.

Изобретение в особенности полезно при обработке смешанных осадков, в которых по меньшей мере 10%, предпочтительно по меньшей мере 20 или 30% сухой твердой массы образовано из отходов от обесцвечивания, от повторной обработки бумаги и механического измельчения целлюлозы.

Содержание древесного волокна первичного осадка привносит особую пользу в этот процесс, и поэтому желательно, чтобы значительная часть, например, по меньшей мере 10 или 20% по массе, часто 50-100% по массе первичного осадка, образовывалась от отходов производства по изготовлению бумаги, и/или целлюлозного завода, и/или обесцвечивающей установки.

Соответственно, изобретение особенно применимо, когда реализуется на бумажной фабрике, и/или целлюлозном заводе, и/или обесцвечивающей установке для обработки отходов, полностью или преимущественно поступающих от этих производств.

Способ обезвоживания, который обеспечивается в изобретении, может быть сгущающим процессом, например, когда перемешанный осадок имеет относительно низкое содержание твердой массы, обычно 0,5-2,0% сухой массы. Сгущение может достигаться путем фильтрации или отстаивания. Обезвоживание может достигаться и путем флотации.

Предпочтительно этот процесс приводит к образованию осадка (на фильтре), например, в результате того, что хлопьеобразное вещество подвергается любому из осадкообразующих процессов обезвоживания обычного типа, таких как: вулканизация (ленточное, опоясывающее сдавливание); центробежное обезвоживание или напорная фильтрация, например шнековым фильтром или фильтр-прессом. Результирующий отжатый осадок преимущественно имеет содержание сухого вещества по меньшей мере 20% по массе, обычно - по меньшей мере 25%, а предпочтительно - по меньшей мере 28 или 30%, и даже может увеличиваться до 35 или 40%. Осадок, который должен быть обезвожен до состояния отжатого осадка, может иметь низкое содержание твердой массы - 1 или 2%, но обычно имеет по меньшей мере 3% по массе, а может иметь и до 15-20%.

Флокуляционная смесь перемешивается с осадком, чтобы вызвать общую флокуляцию. Хотя оба компонента могут добавляться одновременно, предпочтительно они добавляются по очереди. Обычно лучшие результаты достигаются подмешиванием фенольных веществ к осадку после подмешивания в него полиалкиленоксида.

Необходимо, чтобы оба вещества были в растворенном состоянии для того, чтобы вызвать желаемый флокуляционный эффект, и обычно лучше вводить эти вещества в отстой в виде заранее сформированных водных растворов. Обычно они доводятся до оптимального растворения прежде, чем смешиваются с осадком; но, если желательно, один из них или они оба могут быть введены в осадок и в более концентрированном виде, вместе с водой для разбавления для облегчения распределения их по всему объему осадка.

Если первым добавляется фенольное вещество, часто бывает удобно наблюдать эти отходы после его перемешивания с ними. Если этот осадок приобретает слегка вязкий характер на этой стадии, это может означать, что количество вторичного осадка в смеси выше, чем требуется для хороших результатов в случае с добавлением фенольного вещества. При этих обстоятельствах желательно видоизменить смешанный осадок в сторону уменьшения пропорции вторичного осадка или тестировать эффект от различных фенольных веществ, чтобы подобрать такое, которое не придаст подобного вяжущего характера. Например, изменяя фенольные вещества до смолы, имеющей более высокую молекулярную массу, можно решить эту проблему без того, чтобы менять пропорции первичного и вторичного осадков.

Оказывается предпочтительным, чтобы фенольное вещество вступало в реакцию с компонентами, в особенности вторичного осадка, до добавления полиалкиленоксида. В частности, вероятно, что фенольное вещество реагирует с протеиновым веществом в этом осадке, а полиалкиленоксид производит флокуляцию путем взаимодействия с этим комплексным соединением или продуктом реакции.

Независимо от того, верен или не верен этот механизм, мы находим, что возможно получение хороших результатов при использовании фенольных отработанных отходов, т.е. побочных продуктов промышленного процесса, содержащих фенольные вещества. Эти фенольные составляющие могут быть мономерными или полимерными. При указании на "фенольные вещества" мы имеем в виду не только фенол сам по себе, но также и замещенные фенолы и нафтолы в мономерной, олигомерной или полимерной форме.

Предпочтительные отработанные воды, которые могут быть добавлены к осадку для того, чтобы включить в него фенольные вещества, - это содержащие фенольные вещества жидкие отходы, утилизированные после производства по изготовлению бумаги, целлюлозного завода или обесцвечивающей установки. Так, относительно низкой густоты отработанный раствор от таких производственных процессов может быть использован для восполнения требуемого фенольного материала. Подобные жидкие отходы - это, предпочтительно, побочные продукты от процессов экстрагирования целлюлозы, такие как черный крафт-целлюлозный щелок, нейтральная сульфитная полуцеллюлоза и другие сульфитные щелоки, также как промывные щелоки, полученные от промывания целлюлозной массы после варки, или фильтрат, полученный путем процесса экстракции, проводимого на древесной массе, на химико-термомеханической древесной массе, термомеханической древесной массе, беленой химико-термомеханической древесной массе, небеленой массе или, наконец, на любой древесной массе или любом потоке измельченной целлюлозы, который содержит лигнины, древесную смолу и несколько фенольных компонентов в допустимых концентрациях. Другие жидкие отходы, содержащие лигнин и другие фенольные компоненты, которые могут быть использованы в этом изобретении, включают жидкие отходы лесопильных заводов и жидкие отходы от переработки древесного угля, например угольного промывного аппарата. Предпочтительные отработанные продукты - это отработанные щелоки от варки целлюлозы, особенно черный крафт-целлюлозный щелок и нейтральный сульфитный щелок полуцеллюлозы и другие сульфитные щелоки.

Вместо того чтобы полагаться исключительно на отработанное фенольное вещество, часто предпочтительно утилизировать фенольную смолу, в частности, по выбору, синтезированную или экстрагированную фенольную смолу, т.е. вещество, которое коммерчески целесообразно использовать для утилизации фенольной смолы. Лучшие результаты, особенно с точки зрения экономической эффективности, часто получаются при использовании комбинации фенольного отработанного щелока и экстрагированной или синтезированной фенольной смолы.

Фенольная смола может быть любой в основном растворимой в воде фенольной смолой, и обычно это фенолформальдегидная смола. Она может содержать сульфоновую группу и/или группу сульфоновой кислоты. Так, хотя можно использовать и традиционную растворимую фенолформальдегидную смолу, практически предпочтительно использовать фенольную смолу, которая содержит сульфоновую группу и группу сульфоновой кислоты, в частности полимеры, описанные в нашей публикации W095/21296 и в патенте США 5538596 на имя Саттерфелда и др., причем обе работы введены в качестве ссылок.

Полиалкиленоксид может быть любым полиалкиленоксидом, который имеет возможность к достаточной флокуляции. Алкиленовые группы могут быть пропиленовыми, но обычно это этиленовые группы, и лучшие результаты обычно получаются, когда полиалкиленоксид - это полиэтиленоксид. Молекулярная масса обычно выше 1 млн, но ниже 25 млн, например от 3 до 10 млн.

Оптимальные количества фенольного вещества и полиалкиленоксида лучшим образом находятся обычным экспериментальным путем на конкретных смесях осадков, которые идут в переработку. Обычно соотношение сухой массы фенольного вещества к полиалкиленоксиду находится в пределах около от 25:1 до 1:10, предпочтительно около от 10:1 до 1:3 и часто в пределах примерно от 5: 1 до 1:2.

Сухая масса полиалкиленоксида, который добавлен к осадку, находится обычно в пределах приблизительно от 0,05 до 10 кг/т, часто приблизительно от 0,1 до 3 кг/т и обычно около от 0,2 до 1,5 кг/т. В частности, количество полиалкиленоксида обычно менее (и часто менее чем 2/3 или менее 0,5) количества традиционного катионного полимера, которое обычно используется для получения оптимального результата при определенном осадке. Например, если определенная осадочная смесь нормально флокулирует при использовании 3 кг/т катионного полиакрилата, по данному изобретению мы найдем, что полиэтиленоксида потребуется менее 1,5, а обычно и ниже 1 кг/т.

Действительно, составная масса полиалкиленоксида и фенольного вещества обычно меньше массы традиционного катионного полимера, который взят в оптимальном количестве. Обычное количество фенольного вещества (сухой массы) - от 0,3 до 5 кг/т, часто от 0,5 до 3 кг/т. Со многими отходами часто бывают достаточны количества в пределах от 0,5 до 1,5 кг/т фенольной смолы (или эквивалентных количеств жидких отходов, содержащих фенольные вещества).

Показатель рН данного осадка может, если требуется, быть отрегулирован перед добавлением флокуляционной смеси для оптимизации эффективности последней. Если необходимо, температура этого осадка, или водного раствора, или температура растворов фенольных веществ и полиалкиленоксидного флокулянта также может быть откорректирована для получения оптимальных результатов. Осадок или флокуляционная смесь могут иметь температуру выше температуры окружающей среды. Повышенную температуру можно достичь нагреванием или использованием горячего щелока, содержащего фенольные вещества (например, от варки целлюлозы), не давая ему остывать.

Хотя представленные изобретением способы указывают на флокуляционную смесь фенольных веществ и полиалкиленоксидного флокулянта как на основные, и в самом деле обычно единственные флокуляционные компоненты, используемые в этом процессе, возможно добавление других синтетических полимеров для ускорения флокуляции. Например, эффект от полиалкиленоксидного флокулянта может быть усилен или дополнен введением неионного полиакриламида (до или после полиалкиленоксида) или некоторых других синтетических полимерных флокулянтов (неионных, анионных или катионных). Вещества, которые можно добавлять сразу перед или после полиалкиленоксида обычно имеют высокую молекулярную массу, имеют, например, характеристическую вязкость выше 4 дл/г или молекулярную массу выше 2 млн. Характеристическая вязкость измеряется подвесным уровневым вискозиметром в 1-нормальном растворе хлорида натрия, приведенном к рН 7 при температуре 20^oС.

Если желательно, можно добавлять катионные органические или неорганические вещества к осадку перед добавлением фенольных веществ и полиалкиленоксидного флокулянта. Эти катионные органические или неорганические вещества могут быть многовалентными металлическими коагулянтами, такими как железный или алюминиевый коагулянт, но предпочтителен водорастворимый катионный полимерный коагулянт. Это может быть природный катионный полимер, но обычно это синтетический катионный полимер, имеющий характеристическую вязкость ниже 3 дл/г. Обычно он имеет относительно высокую плотность заряда, например, по крайней мере 4 мэкв/г. Это означает, что, в основном, по крайней мере 50%, а обычно по крайней мере 70% по массе мономерных веществ, используемых для получения полимеров, - это катионные вещества. Характеристическая вязкость полимерных катионных коагулянтов обычно ниже 2 дл/г, молекулярная масса, в основном, бывает от 20000 до 2 млн, а обычно - от 100000 до 500000 или иногда до 1 млн.

Подходящие полимерные коагулянты включают полициандиамид-формальдегидные полимеры, гомополимеры и сополимеры (в основном, с акриламидом) диаллилдиметиламмонийхлоридных или диалкиламиноалкил(мет)-акрилатных или -акриламидных полимеров (обычно как кислотную добавку или в виде соли четвертичного аммония), диметиламиноэпихлоргидриновых полимеров и других полиаминов или полиэтиленимина.

Вместо использования полимеров с низкой молекулярной массой и высокой плотностью заряда иногда может быть полезно включить катионный полиакрил с высокой молекулярной массой или перед включением определенной флокуляционной смеси из фенольного вещества и полиалкиленоксида, или вместе с ней, или чаще, после нее. Эти катионные полимеры с более высокой молекулярной массой традиционно могут быть сополимерами акриламида с диалкиламиноалкил(мет)-акрилатом или -акриламидом (обычно таким как хлористый метил, или диметилсульфат, или другие четвертичные соли) или с диаллилдиметиламмонийхлоридом. Обычно они имеют характеристическую вязкость от 4 до 20, часто от 6 до 12 дл/г. Молекулярная масса обычно находится в пределах от 500000 до 15 млн, часто примерно от 2 до 10 млн.

Изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1 Жидкие отходы производства по изготовлению бумаги были собраны и подвержены отстаиванию, чтобы сформировать первичный осадок, имеющий содержание твердой массы 2,5%. Эти и другие жидкие отходы производства по изготовлению бумаги были собраны и подвержены биологической варке, в результате чего был получен вторичный осадок, имеющий содержание твердой массы 1,0%.

2 части сухой массы первичного осадка смешивались с 1 частью сухой массы вторичного осадка. Полученный перемешанный осадок подвергался лабораторному тестированию на разные дозы флокуляционных смесей и величины свободного дренажа, чтобы зарегистрировать объем дренажа от 500 мл пробного отстоя и 100 мл питьевой воды (используемой для разбавления химических добавок) после 30 секунд и 60 секунд (имитируя естественный свободный дренаж) и дренажа под давлением после 120 секунд (имитируя способность образования сухого твердого остатка). На каждом этапе больший показатель определяет лучшую характеристику. Устанавливается первое значение прозрачности фильтрата, и опять же больший показатель определяет большую прозрачность фильтрата.

Таблица 1 показывает результаты для разных доз одиночного флокулянта, содержащего сополимер 90% по массе акриламида и 10% по массе диметиламиноэтилметакрилата четвертичного хлористого метила с характеристической вязкостью 14 дл/г (полимер 1), а также даны результаты для различных комбинаций полиэтиленоксида (ПЭО) с молекулярной массой 7000000 и фенолсульфон-формальдегидного полимера (ФСП). Нормы добавочных компонентов даются на тонну сухого осадка, т.е. 0,1% добавки на 1 кг компонента на 1 тонну сухого осадка.

Из приведенного выше можно видеть, что результаты свободного дренажа и дренажа под давлением были значительно улучшены, а также показатель прозрачности значительно лучше с полиэтиленоксидной и фенолсульфон-формальдегидной полимерной смесью по данному изобретению, чем с традиционным полиакрилатом, даже если общая доза полиалкиленоксид-фенолсульфон-формальдегидного полимера была значительно меньше, чем оптимальная доза полиакрилата.

Пример 2 Процесс, в основном, повторяет пример 1, за исключением того, что используются пульповые целлюлозные осадки в пропорции: 1 часть сухой массы первичного осадка на 10 частей сухой массы вторичного осадка. Полученная смесь подвергается лабораторным испытаниям с различными флокуляционными смесями, чтобы определить дренаж и прозрачность фильтрата.

Таблица 2 показывает результаты для разных доз флокулянтов, состоящих из сополимера - на 90% по массе акриламида и 10% по массе диметиламиноэтил метакрилата четвертичного хлористого метила с характеристической вязкостью 14 дл/г (полимер 1), а также даны результаты для различных комбинаций полиэтиленоксида (ПЭО) с молекулярной массой 7000000, фенолсульфон-формальдегидного полимера (ФСП) и фенол-формальдегидного полимера (ФФП). Нормы добавочных компонентов даются на тонну сухого осадка, т.е. 0,1% добавки на 1 кг компонента на 1 тонну сухого осадка.

Из приведенного выше можно видеть, что результаты свободного дренажа и дренажа под давлением были довольно хорошими, а прозрачность значительно лучше с полиэтиленоксидной фенольной смесью по данному изобретению, чем с традиционным полиакрилатом, даже несмотря на то, что общая доза полиэтиленоксидной фенольной смеси была значительно меньше, чем оптимальная доза полиакрилата.

Пример 3 Процесс, в основном, повторяет пример 1, за исключением того, что используемые отходы производства по изготовлению бумаги были перемешаны в пропорции: 1/10 часть сухой массы первичного осадка на 1 часть сухой массы вторичного осадка. Полученная смесь подвергалась лабораторным испытаниям с различными флокуляционными смесями, чтобы определить дренаж и прозрачность фильтрата.

Брались различные фенольные вещества, включая, как показывает таблица 3, фенолсульфон-формальдегидный полимер (ФСП), содержащий группу сульфоновой кислоты, как описано в WO95/21296, и черный крафт-целлюлозный щелок (ЧКЩ) как отходы от процесса варки целлюлозы и часть или все фенольные вещества.

Нормы добавочных компонентов даются на тонну сухого осадка, т.е. 0,1% добавки на 1 кг компонента на 1 тонну сухого осадка.

Из приведенного выше можно видеть, что результаты свободного дренажа и дренажа под давлением были значительно улучшены, а также показатель прозрачности значительно лучше с полиэтиленоксидной фенольной смесью по данному изобретению. Черный крафт-целлюлозный щелок (ЧКЩ) может быть использован как ПЭО софактор сам по себе или в комбинации с фенолсульфон-формальдегидным полимером (ФСП).

Пример 4 Процесс, в основном, повторяет пример 1, за исключением того, что используемые отходы производства по изготовлению бумаги перемешиваются в пропорции: 2 части сухой массы первичного осадка на 7 частей первичного обесцвеченного осадка от вторичного цикла переработки бумаги. Результирующий смешанный осадок доводится до твердости в 1,3% и подвергается лабораторному тестированию с различными флокуляционными смесями, чтобы определить дренаж и чистоту фильтрата предпочтительно при помощи турбидиметра, чем путем отбора проб.

Таблица 4 показывает результаты для различных доз флокулянтов, содержащих сополимер - 60% по массе акриламида и 40% по массе диметиламиноэтил метакрилата четвертичного хлористого метила с характеристической вязкостью 9 дл/г (полимер II), а также даны результаты для различных комбинаций полиэтиленоксида (ПЭО) с молекулярной массой 7000000 и фенолсульфон-формальдегидного полимера (ФСП).

Нормы добавочных компонентов даются на тонну сухого осадка, т.е. 0,1% добавки на 1 кг компонента на 1 тонну сухого осадка.

Из приведенного выше можно видеть, что результаты свободного дренажа были значительно улучшены, а прозрачность фильтрата лучше со смесью полиэтиленоксида и фенолсульфон-формальдегидного полимера по данному изобретению, чем с традиционным полиакрилом, перемешанным с первичным, вторичным и обесцвеченным осадками.

Формула изобретения

1. Способ обезвоживания осадков, из которых по меньшей мере 10% отбирают от вторичных и первичных осадков, образующихся из отходов от обесцвечивания типографской краски при переработке бумаги, от повторной переработки макулатуры и от механического измельчения целлюлозы, включающий флокуляцию осадка путем перемешивания с ним флокуляционной смеси и отделение воды от флокулированного осадка, причем флокуляционная смесь содержит фенольное вещество и полиалкиленоксидный флокулянт.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает очистку и отстаивание жидких отходов от производства по изготовлению бумаги, целлюлозного завода или обесцвечивающей установки для формирования первичного осадка, перемешивание с ним упомянутой флокуляционной смеси факультативно после перемешивания вторичного с первичным осадками и затем обезвоживание этого осадка до получения отжатого осадка с содержанием твердой сухой массы по крайней мере 20%.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что осадок имеет содержание твердой массы по крайней мере 3%.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что обезвоживание осуществляют путем ленточного прессования, центробежного обезвоживания и напорной фильтрации.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что обезвоживание осуществляют путем напорной фильтрации.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что первичный и вторичный осадки при смешивании берут в соотношении по сухой массе 50:1 - 1:10.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере 50% по массе осадка образуется от производства по изготовлению бумаги, целлюлозного завода или обесцвечивающей установки.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что флокуляционную смесь перемешивают с осадком путем подмешивания в него сначала фенольного вещества, а затем полиалкиленоксида.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что фенольное вещество добавляют к осадку в виде отработанного фенольного раствора, утилизированного из отходов производства по изготовлению бумаги, или целлюлозного завода, или обесцвечивающей установки, или углепромывочной установки.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что фенольное вещество добавляют к осадку в виде отработанного раствора, содержащего лигнин.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что синтезированную или экстрагированную фенольную смолу добавляют с отработанным раствором.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фенольное вещество содержит синтезированную или экстрагированную фенольную смолу.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что фенольное вещество - это фенольная смола, выбранная из фенолформальдегидных смол, фенолсульфоновых смол и фенольных смол, содержащих группу сульфоновой кислоты.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что полиалкиленоксид - это полиэтиленоксид.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение по сухой массе фенольного вещества к полиалкиленоксиду составляет 15:1 - 1:3.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество полиалкиленоксидного флокулянта, смешиваемого с осадком, берут из расчета 0,05 - 10 кг/т сухой массы, предпочтительно 0,2 - 1,5 кг/т сухой массы.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что до перемешивания осадка с фенольным веществом и полиалкиленоксидным флокулянтом осуществляют перемешивание с осадком катионного коагулянта, причем катионный коагулянт выбирают из соединений многовалентных металлов и водорастворимых синтетических катионных полимеров, имеющих характеристическую вязкость ниже 3 дл/г, а катионная плотность заряда составляет по меньшей мере 4 мэкв/г.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4