Soluzione speciale per il trattamento delle acque reflue in carta
Si prevede che il mercato globale della carta speciale raggiungerà circa 49,7 miliardi di dollari nel 2024 e si prevede che crescerà fino a 71 miliardi di dollari entro il 2030, con un tasso di crescita annuo composto di circa il 6,3% durante questo periodo. L’industria globale della carta speciale sta subendo uno spostamento dai paesi sviluppati alle economie emergenti, con l’Asia, in particolare la Cina, che emerge come forza dominante.
La carta speciale è un tipo di carta con funzioni specifiche e ad alto valore aggiunto, ampiamente utilizzata nell'imballaggio alimentare, nei materiali decorativi, nelle etichette, nel settore sanitario, nell'elettronica e in altri campi. A differenza dell'industria cartaria tradizionale, che sta diventando matura, la carta speciale dimostra una maggiore vitalità di crescita grazie al suo elevato contenuto tecnico e alle ampie aree di applicazione. Negli ultimi anni, spinto dalle politiche ambientali (come la “sostituzione della plastica con la carta”), dal miglioramento dei consumi e dall’innovazione tecnologica, il mercato globale della carta speciale ha continuato ad espandersi.
I. Panoramica dei clienti del trattamento delle acque reflue di carta speciale
La Cina non è solo il più grande produttore di carta al mondo, ma anche il principale mercato con la crescita più rapida nel settore della carta speciale. Traendo vantaggio dalla politica di "sostituzione della plastica con la carta" e dalla domanda manifatturiera-di fascia alta, la Cina detiene una posizione dominante nella carta per imballaggi alimentari, nella carta base decorativa, nella carta release e in altri settori.
Nel 2015, la produzione di carta speciale in Asia rappresentava quasi il 40% del totale globale. Entro il 2022, la percentuale della produzione asiatica ha raggiunto il 46,4%, superando di gran lunga l’Europa occidentale (21,49%) e il Nord America (13,63%).
Immagini della carta di produzione per l'imballaggio
II. Trattamento delle acque reflue per fonti di acque reflue di carta speciale
Le acque reflue di carta speciale provengono principalmente da varie fasi produttive come la spappolatura, lo sbiancamento, la fabbricazione della carta e la preparazione delle materie prime. La sua composizione è complessa e il carico inquinante è elevato. Nello specifico, i reflui di carta speciale comprendono principalmente le seguenti categorie:
1. Acque reflue sezione cottura (liquore nero)
Le acque reflue della sezione cottura sono una delle principali acque reflue generate durante il processo di spappolamento ed è anche nota come liquore nero. Durante il processo di spappolamento, le materie prime vegetali (come legno o erba) vengono estratte per ottenere fibre attraverso la cottura e l'acqua di scarico risultante è il liquore nero. Gli inquinanti contenuti nel liquore nero rappresentano oltre il 90% delle emissioni inquinanti totali nell'industria della produzione della carta, hanno un'elevata concentrazione e sono difficili da degradare. I componenti principali del liquore nero includono lignina, pentoso e alcali totali. La lignina è una sostanza polimerica naturale non-tossica ampiamente utilizzata come materia prima chimica e il pentoso può essere utilizzato come mangime per animali.
2. Acqua intermedia
L'acqua intermedia si riferisce alle acque reflue scaricate durante i processi di vagliatura, pulizia e sbiancamento della pasta di cottura estratta nel processo di fabbricazione della carta. Il colore dell'acqua intermedia è giallo scuro e rappresenta dall'8% al 9% delle emissioni inquinanti totali nell'industria della produzione della carta. Il carico di COD della pasta è di circa 310 kg. La concentrazione delle acque intermedie è superiore a quella dei liquami domestici, con un rapporto BOD/COD compreso tra 0,20 e 0,35. La degradazione biochimica è scarsa e le sostanze organiche non sono facilmente biodegradabili, rendendo difficile il trattamento. Le sostanze organiche presenti nell'acqua includono lignina, cellulosa e acidi organici. Tra queste, quelle più dannose per l'ambiente sono le acque reflue contenenti cloro-prodotte durante lo sbiancamento, come le acque reflue sbiancate con cloro e le acque reflue sbiancate con ipoclorito. Le acque reflue secondarie di sbiancamento del clorato contengono principalmente triclorometano e oltre 40 altri composti organici clorurati, la maggior parte dei quali sono clorofenoli, come il triclorofenolo.
3. Acqua bianca
L'acqua bianca si riferisce alle acque reflue della sezione di produzione della carta. Ha origine dal processo di fabbricazione della carta nel laboratorio di fabbricazione della carta. L'acqua bianca contiene principalmente piccole fibre, riempitivi, rivestimenti e componenti di legno disciolti, nonché additivi come adesivi, resistenza all'umidità e conservanti. È costituito principalmente da COD insolubile e ha una bassa biodegradabilità. I conservanti aggiunti hanno una certa tossicità. L'acqua bianca contiene una grande quantità di acqua, ma il suo carico di inquinamento organico è molto inferiore a quello del liquore nero della sezione di cottura e dell'acqua intermedia. Ora, quasi tutte le cartiere hanno adottato sistemi parzialmente o completamente chiusi per ridurre il consumo di acqua della carta, risparmiare consumo di energia, aumentare il tasso di riutilizzo delle acque bianche e ridurre lo scarico delle acque bianche in eccesso.
4. Acque reflue della battitura della polpa
Le acque reflue scaricate dalla battitrice della polpa e dalla macchina per la pasta fine sono chiamate acque reflue della battitura della polpa. Questo tipo di acque reflue contiene una grande quantità di fibre, riempitivi e adesivi aggiunti durante il processo produttivo.
5. Altre acque reflue
Oltre alle fonti principali di cui sopra, i processi di produzione di carta speciale possono anche generare altre acque reflue, come acque reflue di evaporazione del liquor nero dal processo di recupero degli alcali, acque reflue derivanti dal lavaggio e vagliatura della carta da macero per la produzione di pasta di legno, acque reflue a getto d'inchiostro, pre-trattamento, vagliatura e purificazione della pasta di legno ad alto rendimento, acque reflue di sbianca e acque bianche della produzione della carta. I principali inquinanti presenti in questi reflui sono le fibre perdute, le sostanze organiche disciolte dalle materie prime e dai prodotti del processo, nonché le sostanze chimiche cartarie aggiunte durante il processo di trattamento.
Confronto tra immagini di acqua inquinata e immagini di acqua trattata
III. Flusso del processo di trattamento delle acque reflue di carta speciale
In risposta alle caratteristiche delle acque reflue di carta speciale, abbiamo progettato un flusso di processo di trattamento delle acque reflue scientifico ed efficiente, che comprende principalmente le seguenti fasi:
Attualmente, le cartiere speciali di medie- dimensioni e grandi generalmente adottano una struttura a tre- livelli di "pre-trattamento - trattamento biochimico - post-trattamento":
1. Pre-trattamento (rimozione dei solidi sospesi e recupero delle fibre)
Vagliatura/griglia: intercettazione preliminare di impurità e fibre di grandi dimensioni, riciclando il liquame per il riutilizzo o la vendita, riducendo il carico successivo.
Serbatoio di ricezione: bilanciamento della qualità e della quantità dell'acqua, prevenzione del carico d'urto; alcuni sono dotati di dispositivi di aerazione per prevenire la sedimentazione e migliorare l'omogeneità.
Flottazione o sedimentazione in aria: fase di separazione del nucleo solido-liquido, utilizzando coagulante + micro-bolle per aderire ai solidi sospesi e farli galleggiare per rimuoverli, il tasso di rimozione degli SS può raggiungere oltre il 90%, anche il COD diminuisce contemporaneamente.
2. Trattamento biochimico (degradazione della materia organica)
Acidificazione tramite idrolisi anaerobica: miglioramento del rapporto B/C, aumento della biodegradabilità delle acque reflue, spesso utilizzata come unità di pre-trattamento prima del trattamento aerobico.
Trattamento anaerobico: per le acque reflue organiche ad alta-concentrazione, è possibile utilizzare digestori o reattori anaerobici per il trattamento anaerobico per produrre energia rinnovabile come il biogas.
Processo A/O (anossico - aerobico): ampiamente utilizzato, la sezione A assorbe la materia organica per inibire la formazione di residui di fango, la sezione O ossida e decompone COD/BOD, il tasso di rimozione può raggiungere circa il 90%.
Metodo di ossidazione da contatto/fosso di ossidazione: il metodo della membrana biologica ha una forte resistenza agli urti, adatto a scenari con volume d'acqua fluttuante; ma è necessario prestare attenzione alla sostituzione del riempitivo e al controllo del carico superficiale.
3. Post-trattamento (garantendo la stabilità dell'effluente)
Sedimentazione secondaria per coagulazione: riduce ulteriormente il COD e il colore residui.
Filtrazione a sabbia/filtrazione multi-media: rimuove le particelle fini e garantisce un effluente limpido.
Adsorbimento/ossidazione catalitica con carbone attivo: utilizzato per la decolorazione e la rimozione profonda di sostanze organiche difficili-da-degradare, rispettando gli standard di riutilizzo.
Diagramma di flusso del trattamento delle acque reflue
Acque reflue industriali → Griglia e griglia a barre → Serbatoio di equalizzazione → Trattamento anaerobico → Serbatoio A/O → Serbatoio di sedimentazione secondaria → Post-trattamento → Scarico fino allo standard
IV. Casi di studio specifici sul trattamento delle acque reflue di carta speciale
Progetto di trattamento delle acque reflue dell'industria cartaria dello Shandong Jianlai
I. Panoramica del progetto
Nome del progetto: Progetto di trattamento della carta e trattamento delle acque reflue di Shandong Chuailai New Materials Co., Ltd.
Selezione dell'attrezzatura: attrezzatura per torre anaerobica IC
II. Introduzione al progetto
A causa delle esigenze di espansione di Shandong Chuailai New Materials Co., Ltd. e del fatto che l'impianto di trattamento delle acque reflue nell'area a valle non può soddisfare i requisiti di volume di scarico dell'impresa (anche il serbatoio anaerobico IC dell'impianto di trattamento delle acque reflue a valle è stato costruito dalla nostra azienda nel novembre 2022); Il cliente ha specificato di aggiungere un intero set di attrezzature per serbatoi anaerobici IC con un diametro di 13 metri e un'altezza di 25,5 metri per il sistema anaerobico. L'acqua in ingresso è costituita principalmente da reflui di pasta di legno di pioppo e carta speciale. La stazione originale delle acque reflue di questa azienda viene rinnovata per formare la parte aerobica e viene aggiunto un nuovo sistema di serbatoi anaerobici IC. Sono inoltre fornite due ventole a sospensione magnetica-a risparmio energetico. Dopo che le acque reflue sono state sottoposte a sedimentazione primaria + pretrattamento di idrolisi acidificazione, entrano nel sistema di serbatoi anaerobici e il COD dell'effluente anaerobico finale è inferiore o uguale a 2000 mg/L.
Progetto complessivo del serbatoio anaerobico GBIC-3 della Shandong Champion Paper Industry Co., Ltd.
Nome del progetto: Progetto di trattamento delle acque reflue di Shandong Champion Paper Industry Co., Ltd.
Selezione dell'attrezzatura: Attrezzatura del serbatoio anaerobico
II. Pericoli derivanti dalle acque di scarico della carta:
Le acque reflue delle cartiere hanno un grande volume, un colore elevato, un alto contenuto di solidi sospesi, un'elevata concentrazione di materia organica, una composizione relativamente complessa e, nel processo di produzione della carta, le sostanze chimiche aggiunte non possono essere completamente trattenute nella carta e si perdono nelle acque reflue, con conseguenti indicatori COD relativamente elevati e forti caratteristiche di inquinamento. Pertanto, è difficile-trattare-le acque reflue organiche. Il legno e la paglia utilizzati dalla cartiera nel processo di produzione, dopo la cottura ad alta-temperatura, anche il liquido nero di carta scaricato è altamente inquinante, con un odore pungente e inquina gravemente l'ambiente.
III. Introduzione al progetto:
A causa delle esigenze di espansione di Shandong Champion Paper Industry Co., Ltd., la parte A ha specificato che dovrebbe essere aggiunta una nuova attrezzatura per il trattamento del serbatoio anaerobico. Sulla base dei dati forniti sulla qualità delle acque reflue, il COD dell'acqua in ingresso all'officina è inferiore o uguale a 10.000 mg/L; l'acqua in ingresso è una miscela di pasta di legno di pioppo e drenaggio della cartiera; dopo il pretrattamento front-end, entra nel sistema anaerobico per il trattamento e il COD dell'effluente anaerobico finale è inferiore o uguale a 2.000 mg/l.
