Локальная очистка сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий методом напорной флотации

• Автор: Смирнов, Андрей Михайлович
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 154 с. : ил.

1. Литературный обзор
1.1. Особенности систем водопользования современных целлюлозно-бумажных предприятий
1.2. Особенности использования воды в мокрой части БДМ
1.2.1. Состав оборотной воды
1.2.2. Источники образования веществ, содержащихся в
оборотной воде
1.2.3. Ключевые параметры контролирования химии в
производстве бумаги
1.2.4. Параметры, контролируемые при производстве бумаги
1.3. Специфика сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий
1.3.1. Специфика сточных вод интегрированных целлюлозно-бумажных предприятий
1.3.2. Специфика сточных вод отдельно стоящих
бумажных и картонных фабрик
1.4. Основные принципы очистки сточных вод
1.5. Развитие методов напорной флотации
2.Теоретическая часть
2.1. Обоснование необходимости очистки сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий в каскаде
физико-химических реакторов
2.2. Логическая модель процесса очистки сточных вод
2.3. Использование методов напорной флотации в
современных системах водопользования ЦБП
3. Методическая часть
3.1. Описание лабораторной установки
3.2. Описание пилотной установки
3.3. Объекты исследования
3.4. Методы исследования
4. Экспериментальная часть
4.1. Очистка стоков отбельного цеха при производстве
беленой целлюлозы по технологии ЕСБ
4.2. Очистка избыточной оборотной воды при производстве офсетных видов бумаги с традиционными наполнителями
(каолин, карбонат кальция и др.)
4.3. Очистка избыточной оборотной воды при производстве высоконалолненных видов бумаги
4.4. Очистка сточной и избыточной оборотной воды КДМ
при производстве картонов из макулатуры
4.5. Очистка сточной воды производства санитарно-гигиенических
бумаг из облагороженной макулатуры
4.6. Обеспечение устойчивости работы реакторов
5. Практические рекомендации
5.1. Применение методов напорной флотации для очистки
стоков на целлюлозно-бумажных предприятиях при

переходе к наилучшим существующим технологиям
5.2. Применение методов напорной флотации с предварительной физико-химической обработкой для локальной очистки
стоков целлюлозно-бумажных предприятий
5.3. Принципы составления технологической схемы очистки и
выбора химических реагентов
5.4. Практические рекомендации по проведенным исследованиям локальной очистки стоков целлюлозно-бумажных предприятий
5.4.1. Очистка стоков отбельного цеха при производстве беленой целлюлозы по технологии ЕСЛ
5.4.2. Очистка избыточной оборотной воды при производстве офсетных видов бумаги с традиционными
наполнителями (каолин, карбонат кальция и др.)
5.4.3. Избыточная оборотная вода БДМ при производстве высоконаполненных видов бумаги
5.4.4. Локальная очистка сточной и избыточной оборотной
воды КДМ при производстве картонов из макулатуры
5.4.5. Локальная очистка сточной воды производства санитарно-гигиенических бумаг из облагороженной макулатуры
6. Практика использования
6.1. Промышленные флотаторы, установленные и налаженные на ряде целлюлозно-бумажных предприятий на основании полученных в ходе работы рекомендаций
6.2. Технико-экономическая оценка эффективности внедрения
метода флотационной очистки сточных вод в каскаде физико-химических реакторов
7. Выводы
8. Список литературы
Приложения - Акты.

Производство бумаги относится к отраслям, расходующим наибольшее количество воды. Непосредственно на целлюлозно-бумажных предприятиях при этом важнейшей экологической характеристикой становится удельный расход воды на тонну продукции [23, 73].
За минувшие 15-20 лет в мире удельный расход воды на производство бумаги и картона резко сократился. Так, как отмечалось на конференции EUCEPA в Лиссабоне в апреле 2003 г. [120], при производстве бумаги и картона из макулатуры удельный расход воды составляет 10-15 кубометров на тонну продукции.
Следует особо отметить, что еще в середине 80-х годов прошлого века в России на Суоярвской картонной фабрике было впервые в мире реализовано бессточное производство макулатурного картона [60]. Оно явилось предшественником создания первого в мире бессточного интегрированного целлюлозно-картонного производства на Селенгинском ЦКК в 1990г [32, 33].
В настоящее время на предприятиях ЦБП России расход свежей воды на производство товарной продукции во много раз превосходит показатели аналогичных производств Европы и Америки [69].
Сегодня целлюлозно-бумажные предприятия больше не могут неограниченно использовать свежую воду в производстве бумаги. Создание различных систем водооборота стало экономической необходимостью. В Европе уже реально действуют предприятия с нулевым сбросом сточных вод [99, 109, 116]. В таких случаях основные требования к очистному оборудованию - это:
• высокая эффективность очистки,
• минимальное время пребывания,
• удешевление текущих и капитальных затрат.
При изучении истории развития как зарубежной, так и отечественной целлюлозно-бумажной промышленности становится очевидно, что никто не помышлял о качестве потребляемой воды, а тем более о качестве сбрасываемой воды до тех пор, пока качество водных источников не испортилось. Качество свежей воды стало негативно влиять на качество производимой целлюлозы и бумаги. Первыми с этой проблемой столкнулись густонаселенные районы Европы. Поэтому в конце девятнадцатого века началась история водоподготовки и очистки сточных вод [115, 117]. Оборудование, впервые появлявшееся в муниципальном хозяйстве, стало заимствоваться и успешно применяться в целлюлозно-бумажной промышленности. Отношение к воде изменилось, и вода стала рассматриваться как один из природных ресурсов.
В России, богатой природными ресурсами, в том числе и чистой водой, и с относительно небольшой плотностью населения вопросу очистки промышленных сточных вод уделили внимание значительно позже. Первые упоминания об установках для улавливания волокна, по различным данным, относятся к двадцатым годам двадцатого века [22, 63, 100].
По мере увеличения спроса на бумажную продукцию с различными свойствами, предъявления более строгих требований к качеству бумажной продукции, развивалась технология производства целлюлозы и бумаги [94, 105]. В связи с многообразием процессов, происходящих при производстве целлюлозы и бумаги, необходимо рассматривать не только химические и физические свойства волокнистых материалов, но и смежные области науки, в том числе

2. Теоретическая часть
2.1. Обоснование необходимости очистки сточных вод в каскаде физико-химических реакторов
Физико-химическая очистка сточных вод представляет собой ряд процессов, протекающих параллельно и последовательно. К ним относятся:
Диссоциация солей металлов (коагулянтов) в воде, например гидроксихлорида алюминия [16]:
А12(ОН)5С1 А12(ОН)5+ + СГ;
Наибольшей способностью вызывать коагуляцию (слипание частиц) обладают трехвалентные металлы алюминия и железа с зарядами, противоположными заряду коллоидных частиц;
образование нерастворимых гидрооксидов металлов, являющихся ядрами образования мицелл суспензоидов:
А12(он)бС1 + Н20 —► 2А1(ОН)3| + НС1;
нейтрализация и стабилизация pH до нейтральной среды в очищаемой воде;
смешение очищаемой воды с коагулянтом - начало процесса образования мицелл суспензоидов из коллоидных частиц; формирование частиц суспензоидов;
формирование диффузных слоев вокруг частиц суспензоидов и образование мицелл:
А12(ОН)+5+ Н20 —► 2А1(ОН)3 + Н+

диффузионный слой
мицелла

Рис. 14. Строение мицеллы золя гидроксида алюминия