摘 要：介紹了涂布紙生產(chǎn)過(guò)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(shí)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(huì)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(lái)越廣泛，涂布紙的產(chǎn)量也在逐年提高。涂布紙生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量涂料廢水給廢水處理帶來(lái)巨大的壓力與風(fēng)險(xiǎn)，而超濾技術(shù)的應(yīng)用為涂料廢水的有效處理開(kāi)辟了新途徑。

1 涂料廢水的來(lái)源及特點(diǎn)

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(jī)在將涂料涂在原紙表面時(shí)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(shí)，刮刀均會(huì)進(jìn)行自動(dòng)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(duì)涂料的粒徑有很高的要求，通常底涂時(shí)要求涂料中粒徑在2μm以下的粒子占60%以上，而面涂時(shí)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(xì)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(xì)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(zhǎng)時(shí)間才能沉淀，一般的沉淀過(guò)濾方法都難于迅速處理，帶來(lái)較大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。涂料廢水SS 分析結(jié)果見(jiàn)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(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，在廢水初沉池中沉淀，沉淀污泥通過(guò)壓濾機(jī)壓濾脫水后外運(yùn)。

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(yùn)行狀態(tài)不佳、大量斷紙時(shí)，排放水量較多，會(huì)對(duì)廢水系統(tǒng)造成沖擊，使廢水系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行，從而造成污泥膨脹、超標(biāo)排放等非正常排放，帶來(lái)極大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。常規(guī)涂料廢水的處理流程見(jiàn)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(xì)濾膜分離廢水的過(guò)程，同時(shí)它也是一個(gè)以壓力差為推動(dòng)力的膜分離過(guò)程，一般認(rèn)為超濾是一種篩孔分離過(guò)程。在壓差的推動(dòng)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(guò)膜到低壓側(cè)，所得到的液體一般稱為濾出液或透過(guò)液，而大的粒子組分被膜截留，使它在濾剩液中濃度增大，達(dá)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(jì)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(guò)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(wàn)元，從芬蘭引進(jìn)超濾系統(tǒng)的主體設(shè)備、芬蘭美卓公司進(jìn)行國(guó)內(nèi)配套設(shè)計(jì)，以通過(guò)循環(huán)回用涂布紙生產(chǎn)過(guò)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(duì)環(huán)境的污染，并節(jié)約生產(chǎn)成本，提高資源利用率，實(shí)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(jī)、喂料組合單元、CIP 組合單元、振動(dòng)篩、貯槽、泵、攪拌器及PLC 電氣控制、自控儀表、電機(jī)、閥等，見(jiàn)圖3。

超濾系統(tǒng)的作用是通過(guò)收集系統(tǒng)將涂布紙生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的涂料廢水收集進(jìn)行超細(xì)過(guò)濾、濃縮等深度處理, 并將分離出來(lái)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(yùn)行

紫興超濾系統(tǒng)的超濾機(jī)設(shè)計(jì)總過(guò)濾面積為80 m2，過(guò)篩廢水最大流量7.5 m3/h，廢水中固形物去除率達(dá)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(duì)涂布紙質(zhì)量沒(méi)有影響。圖4為現(xiàn)場(chǎng)安裝的超濾設(shè)備。

超濾設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性測(cè)算：①以每天回收絕干涂料 4 t計(jì)，絕干涂料以 2000元/t 計(jì)，即節(jié)約成本 8000元/d；②超濾設(shè)備正常運(yùn)行費(fèi)用約 2500元/d；③廢渣（含水率65%）填埋成本以 100元/t計(jì)，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(jìn)入廢水廠的廢水處理成本，超濾正常運(yùn)行，可節(jié)約生產(chǎn)成本約 6640元/d。

由此可見(jiàn)，超濾設(shè)備雖然投資較高，但投資回報(bào)期還是較短的。

6 結(jié) 語(yǔ)

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(jiǎn)便的特點(diǎn)，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(bào)期限并不長(zhǎng)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)具有一定的經(jīng)濟(jì)效益，是造紙企業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)及減少污染、實(shí)現(xiàn)全封閉循環(huán)和“零排放”的有效途徑之一，值得推廣。