[发明专利]一种用于化机浆制浆废液浓缩的板式超滤膜分离装置

说明书

所属技术领域

本发明属于板式膜分离、浓缩装置，特别涉及一种用于化机浆制浆废液浓缩的板式超滤膜分离装置。

背景技术

木材化机浆制浆有CTMP、BCTMP、APMP等多种工艺，目前，最具代表性的有CTMP、APMP等，与硫酸盐浆比较，CTMP及APMP质量虽较差些，但能更有效地利用纤维原料，吨浆原料消耗量只有硫酸盐浆的1/2左右，吨浆耗水量仅1/10，生产过程无恶臭等大气污染，相同规模新建厂的费用约为硫酸盐浆厂的一半，CTMP的质量稍次于化学浆，BCTMP的白度可接近于化学木浆，可以替代相当一部分化学木浆生产纸及纸板。其主要优点是制浆时的浆料得率达90％左右，约为化学木浆得率的2倍，每吨浆可节约纤维原料约50％左右，故价格低廉，应用较广。基于上述优点，化学机械法制浆多年来一直保持较高的增长速度。目前其产量已在我国纸浆总量中占较高比重。

尽管化学机械法制浆的污染物发生量相对于化学法制浆污染物发生量有大幅度降低，由于用水量相对较少，因此，其所排水的COD和BOD浓度很高，其中含有大量的碳水化合物、木素、抽出物及无机物等，无机物包括以亚硫酸盐或螯合剂(EDTA、DTPA)中存在的硫。未经处理的废水对水体中的微生物具有很强的毒性，给废水生物处理带来一定的难度。

为了进一步减少污染物排放，世界各国都在研究开发制浆造纸厂水封闭循环或零排放的工艺技术。为了实现水封闭循环或零排放，除强化传统的废水处理技术外，近年又对各种减量化技术进行了大量研究，科研工作者正在寻找在技术上和经济上都可行的实现零排放的技术。他们先后对冷冻结晶、蒸发燃烧等工艺进行了实践，目前蒸发燃烧工艺已经工业化运行。尽管蒸发燃烧技术是化学机械法制浆废液零排放可选技术，但其投资较高，蒸发浓缩后燃烧系统的投资占该厂总投资的15-18％，而采用两段活性污泥法和第三级澄清处理，其投资为全厂的5-6％。操作费用同样也较高，目前还在完善的过程中。

直接采用蒸发浓缩后进行燃烧的传统碱回收工艺，化机浆制浆废液要经蒸发工段将其中的水分蒸发，而使其固含量从1-2％提高到50％以上送燃烧炉进行燃烧，在该过程中，每吨废液蒸发掉的水量达0.96吨以上，要消耗掉大量的蒸汽，在后期的燃烧过程中所产生的蒸汽远低于前期蒸发工段所消耗的蒸汽。

超滤作为一种新型的分离浓缩技术，具有无相变、设备简单、占地面积小、投资少及能耗低等优点，它能有效截留液体中的固形物，而使水和少量低分子物质通过，其在制药、制糖等行业中有效物质的分离与纯化中得到广泛应用，当前也有研究人员将其用于水处理中，主要是用于废水的脱色方面的研究，但在化机浆制浆废液浓缩方面的相关应用研究还未见报道，随着对环境保护的重视及更严格排放标准的执行，废液的减量化是化机浆制浆废液污染治理的发展趋势，废液经浓缩后进行燃烧回收热能及化学药品是一种主要的途径，而超滤则可能成为该种废液浓缩过程中的一个重要的节能单元。

发明内容

为了克服传统化机浆制浆废液生化处理不彻底、排水量大、不能对废液中药品及有机物进行有效利用、很难达到排放标准的现状，及新型处理技术——蒸发燃烧工艺中巨大的能耗问题，本发明的目的是提供一种适用于化机浆废液浓缩的低能耗、抗污染的分离浓缩方案，对低固含量的化机浆制浆废液进行预浓缩，将其浓度从1-2％提高到5％以上，使得废液中60-80％的水分分离出来，从而大幅降低新型处理技术中蒸发浓缩过程蒸汽消耗。

为实现上述目的，本发明的解决方案是：一种适用于化机浆制浆废液浓缩的板式超滤膜分离装置，包括板式超滤膜组件6、原液贮槽1、循环液贮槽2、透过液贮槽7、温度控制系统3、液位传感器控制系统4、液膜压力泵P1、压力表、流量计FE1、FE2、多个调节阀V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10及管线，其特征在于：所述原液贮槽1通过管线依次与循环液贮槽2、液膜压力泵P1、流量计FE1、板式超滤膜组件6、调压阀V6、透过液贮槽7及浓缩液贮槽5相联接，所述板式超滤膜组件6浓缩液出口与调压阀V6串联循环回到循环液贮槽2，所述膜组件6的透过液出口与透过液流量计FE2及透过液贮槽7通过管线连接，所述循环液贮槽2中设有液位传感器控制系统4及温度控制系统3。

循环液贮槽2中设有液位传感控制系统4，该液位传感控制系统可以控制液体的浓缩比(浓缩多少倍)，且通过控制系列电动阀V2、V3、V4的开关及液膜压力泵P1的开停来实现周期性的浓缩。工艺稳定、操作简单。