摘 要：介紹了涂布紙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生涂料廢水的特性及應(yīng)用超濾技術(shù)處理涂料廢水循環(huán)回用涂料實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的情況。
關(guān)鍵詞：超濾技術(shù)；造紙；涂料廢水；涂料回收
隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展、人民生活水平的提高，涂布紙的應(yīng)用越來越廣泛，涂布紙的產(chǎn)量也在逐年提高。涂布紙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量涂料廢水給廢水處理帶來巨大的壓力與風(fēng)險，而超濾技術(shù)的應(yīng)用為涂料廢水的有效處理開辟了新途徑。
1 涂料廢水的來源及特點
涂布紙生產(chǎn)是在涂布原紙表面覆蓋一層涂料，以使紙張表面更加均勻亮澤，且有更好的印刷效果。涂布機在將涂料涂在原紙表面時為使紙面涂料分布更加均勻，通常采用各種不同類型的刮刀，當(dāng)斷紙或涂完一卷紙時，刮刀均會進行自動清洗，每次清洗均排放大量含有固體涂料的清洗廢水，由此產(chǎn)生了涂布紙生產(chǎn)廢水——涂料廢水。
涂料廢水的主要成分是固體顏料粒子，SS 濃度通常在2000 ～ 40000mg/L 左右，由于涂布生產(chǎn)中對涂料的粒徑有很高的要求，通常底涂時要求涂料中粒徑在2μm以下的粒子占60%以上，而面涂時要求涂料中粒徑在2μm以下的粒子的比例更高，由于這些涂料超細的粒徑，并且在生產(chǎn)工藝中為使涂料粒子能附著于紙面，通常在其配方中都使用一定量的膠黏劑，從而使涂料廢水中既含有超細的固體粒子，又含有一定的膠體物質(zhì)，造成廢水中的這些涂料粒子很容易懸浮于水中，不易沉淀或需要很長時間才能沉淀，一般的沉淀過濾方法都難于迅速處理，帶來較大的環(huán)境風(fēng)險。涂料廢水SS 分析結(jié)果見圖1。
2 涂料廢水的處理
涂料廢水的處理通常是將其收集后與抄紙廢水一起混合進入廢水處理系統(tǒng)，在廢水初沉池中沉淀，沉淀污泥通過壓濾機壓濾脫水后外運。
常規(guī)的涂料廢水處理方法，雖然能夠處理正常情況下的涂料廢水，但在生產(chǎn)運行狀態(tài)不佳、大量斷紙時，排放水量較多，會對廢水系統(tǒng)造成沖擊，使廢水系統(tǒng)超負荷運行，從而造成污泥膨脹、超標(biāo)排放等非正常排放，帶來極大的環(huán)境風(fēng)險。常規(guī)涂料廢水的處理流程見圖2。
3 超濾技術(shù)在涂料廢水處理中的應(yīng)用
超濾技術(shù)即膜分離技術(shù)，是利用具有選擇性滲透功能的超細濾膜分離廢水的過程，同時它也是一個以壓力差為推動力的膜分離過程，一般認為超濾是一種篩孔分離過程。在壓差的推動下，原料液中的溶劑和小的溶質(zhì)粒子從高壓的料液側(cè)透過膜到低壓側(cè)，所得到的液體一般稱為濾出液或透過液，而大的粒子組分被膜截留，使它在濾剩液中濃度增大，達到溶液的凈化、分離與濃縮的目的。
超濾技術(shù)在造紙廢水中的應(yīng)用始于1999年，主要應(yīng)用于白水處理系統(tǒng)，回收白水中的固體懸浮物，收到了很好的處理效果。隨著經(jīng)濟的發(fā)展、環(huán)保要求的提高，超濾技術(shù)得到了更廣泛的應(yīng)用。蘇州紫興紙業(yè)通過清潔生產(chǎn)審核，提出了利用超濾技術(shù)處理涂料廢水回收涂料的清潔生產(chǎn)方案，經(jīng)研究，公司投資600萬元，從芬蘭引進超濾系統(tǒng)的主體設(shè)備、芬蘭美卓公司進行國內(nèi)配套設(shè)計，以通過循環(huán)回用涂布紙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生涂料廢水中的固體顏料，大幅度減少涂料廢渣的排放，降低造紙生產(chǎn)對環(huán)境的污染，并節(jié)約生產(chǎn)成本，提高資源利用率，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。
4 超濾系統(tǒng)組成及作用
超濾系統(tǒng)包括主體設(shè)備 CR1000/60超濾機、喂料組合單元、CIP 組合單元、振動篩、貯槽、泵、攪拌器及PLC 電氣控制、自控儀表、電機、閥等，見圖3。
超濾系統(tǒng)的作用是通過收集系統(tǒng)將涂布紙生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的涂料廢水收集進行超細過濾、濃縮等深度處理, 并將分離出來的有用固體成分循環(huán)回用到生產(chǎn)涂料配方中去，從而大大減少涂料廢渣的排放,降低生產(chǎn)成本。
5 超濾系統(tǒng)的運行
紫興超濾系統(tǒng)的超濾機設(shè)計總過濾面積為80 m2，過篩廢水最大流量7.5 m3/h，廢水中固形物去除率達99.9%，可回收絕干涂料3.5～5.0 t/d左右，回收的涂料品質(zhì)符合生產(chǎn)要求，由于回收的涂料均用于底涂中，因此涂料回用對涂布紙質(zhì)量沒有影響。圖4為現(xiàn)場安裝的超濾設(shè)備。
超濾設(shè)備運行的經(jīng)濟性測算：①以每天回收絕干涂料 4 t計，絕干涂料以 2000元/t 計，即節(jié)約成本 8000元/d；②超濾設(shè)備正常運行費用約 2500元/d；③廢渣（含水率65%）填埋成本以 100元/t計，4 t絕干涂料折合含水率 65% 的廢渣約11.4 t，故約填埋成本節(jié) 1140元/d；④忽略因涂料排放進入廢水廠的廢水處理成本，超濾正常運行，可節(jié)約生產(chǎn)成本約 6640元/d。
由此可見，超濾設(shè)備雖然投資較高，但投資回報期還是較短的。
6 結(jié) 語
超濾膜分離技術(shù)處理涂料廢水具有分離效率高，控制操作簡便的特點，具有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。涂料回收雖然初期投資較高，但投資回報期限并不長，從長遠來說具有一定的經(jīng)濟效益，是造紙企業(yè)實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，循環(huán)經(jīng)濟及減少污染、實現(xiàn)全封閉循環(huán)和“零排放”的有效途徑之一，值得推廣。
