超滤技术在造纸涂料废水处理中的应用

超滤技术在造纸涂料废水处理中的应用摘要：介绍了涂布纸生产过程中产生涂料废水的特性及应用超滤技术处理涂料废水循环回用涂料实现清洁生产的状况。关键词：超滤技术；造纸；涂料废水；涂料回收随着社会生产的进展、人民生活水平的提高，涂布纸的应用越来越广泛，涂布纸的产量也在逐年提高。涂布纸生产过程中产生的大量涂料废水给废水处理带来巨大的压力与风险，而超滤技术的应用为涂料废水的有效处理开拓了新途径。1涂料废水的来源及特点涂布纸生产是在涂布原纸表面掩盖一层涂料，以使纸张表面更加匀称亮泽，且有更好的印刷效果。涂布机在将涂料涂在原纸表面时为使纸面涂料分布更加匀称，通常采纳各种不同类型的刮刀，当断纸或涂完一卷纸时，刮刀均会进行自动清洗，每次清洗均排放大量含有固体涂料的清洗废水，由此产生了涂布纸生产废水——涂料废水。涂料废水的主要成分是固体颜料粒子，SS浓度通常在2000～40000mg/L左右，由于涂布生产中对涂料的粒径有很高的要求，通常底涂时要求涂料中粒径在2μm以下的粒子占60%以上，而面涂时要求涂料中粒径在2μm以下的粒子的比例更高，由于这些涂料超细的粒径，并且在生产工艺中为使涂料粒子能附着于纸面，通常在其配方中都使用肯定量的胶黏剂，从而使涂料废水中既含有超细的固体粒子，又含有肯定的胶体物质，造成废水中的这些涂料粒子很简单悬浮于水中，不易沉淀或需要很长时间才能沉淀，一般的沉淀过滤方法都难于快速处理，带来较大的环境风险。涂料废水SS分析结果见图1。2涂料废水的处理涂料废水的处理通常是将其收集后与抄纸废水一起混合进入废水处理系统，在废水初沉池中沉淀，沉淀污泥通过压滤机压滤脱水后外运。常规的涂料废水处理方法，虽然能够处理正常状况下的涂料废水，但在生产运行状态不佳、大量断纸时，排放水量较多，会对废水系统造成冲击，使废水系统超负荷运行，从而造成污泥膨胀、超标排放等非正常排放，带来极大的环境风险。常规涂料废水的处理流程见图2。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/202011/Env/202011101516220237.jpg”alt=“1.jpg”width=“468”height=“450”/3超滤技术在涂料废水处理中的应用超滤技术即膜分别技术，是利用具有选择性渗透功能的超细滤膜分别废水的过程，同时它也是一个以压力差为推动力的膜分别过程，一般认为超滤是一种筛孔分别过程。在压差的推动下，原料液中的溶剂和小的溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低压侧，所得到的液体一般称为滤出液或透过液，而大的粒子组分被膜截留，使它在滤剩液中浓度增大，达到溶液的净化、分别与浓缩的目的。超滤技术在造纸废水中的应用始于1999年，主要应用于白水处理系统，回收白水中的固体悬浮物，收到了很好的处理效果。随着经济的进展、环保要求的提高，超滤技术得到了更广泛的应用。苏州紫兴纸业通过清洁生产审核，提出了利用超滤技术处理涂料废水回收涂料的清洁生产方案，经讨论，公司投资600万元，从芬兰引进超滤系统的主体设备、芬兰美卓公司进行国内配套设计，以通过循环回用涂布纸生产过程中产生涂料废水中的固体颜料，大幅度削减涂料废渣的排放，降低造纸生产对环境的污染，并节省生产成本，提高资源利用率，实现清洁生产。4超滤系统组成及作用超滤系统包括主体设备CR1000/60超滤机、喂料组合单元、CIP组合单元、振动筛、贮槽、泵、搅拌器及PLC电气掌握、自控仪表、电机、阀等，见图3。超滤系统的作用是通过收集系统将涂布纸生产过程中所产生的涂料废水收集进行超细过滤、浓缩等深度处理,并将分别出来的有用固体成分循环回用到生产涂料配方中去，从而大大削减涂料废渣的排放,降低生产成本。5超滤系统的运行紫兴超滤系统的超滤机设计总过滤面积为80m2，过筛废水最大流量7.5m3/h，废水中固形物去除率达99.9%，可回收绝干涂料3.5～5.0t/d左右，回收的涂料品质符合生产要求，由于回收的涂料均用于底涂中，因此涂料回用对涂布纸质量没有影响。图4为现场安装的超滤设备。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/202011/Env/202011101516220285.jpg”alt=“1.jpg”width=“480”height=“306”/超滤设备运行的经济性测算：①以每天回收绝干涂料4t计，绝干涂料以2000元/t计，即节省成本8000元/d；②超滤设备正常运行费用约2500元/d；③废渣（含水率65%）填埋成本以100元/t计，4t绝干涂料折合含水率65%的废渣约11.4t，故约填埋成本节1140元/d；④忽视因涂料排放进入废水厂的废水处理成本，超滤正常运行，可节省生产成本约6640元/d。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/202011/Env/202011101516228824.jpg”alt=“1.jpg”width=“216”height=“167”/由此可见，超滤设备虽然投资较高，但投资回报期还是较短的。6结语超滤膜分别技术处理涂料废水具有分别效率高