[发明专利]纸张或纸板生产中水和纸浆的氧处理

说明书

技术领域

本发明涉及对用于纸张或纸板生产中的水和纸浆的处理。

背景技术

在纸张和纸板的生产中，使用大量的水。水在整个工艺中都使用，并且构成最终由其制得纸张或纸板的纸浆的大部分。工艺中使用的大部分水被再循环而再用于工艺中的各个阶段。

然而，纸张和纸板的生产工艺在水中留下大量的有机化合物例如脂肪酸，这可导致需氧细菌和厌氧细菌的生长。有机物质可以产生不好的气味和不友好的大气环境。

因此，本领域需要对纸张和纸板工艺中的水和纸浆的处理进行改进。

发明内容

本发明提供了一种改进处理纸张或纸板生产过程中使用的水和纸浆的方法。在本发明的一个实施方案中，将氧气和养分加入水或纸浆中以增加需氧细菌的活性，导致有机物质例如脂肪酸的减少。在本发明的另一个实施方案中，仅将氧加入到水或纸浆中以降低所有细菌的活性。

具体实施方式

本发明提供了处理纸张或纸板生产中的水或纸浆的方法。特别是，本发明提供了用氧处理纸张或纸板生产中的水或纸浆的方法。

纸张生产过程中的水和纸浆中COD∶N∶P(其中COD是化学需氧量，N是含氮养分例如尿素，以及P是含磷养分例如磷酸)的比率对需氧细菌和厌氧细菌的生长或生存是很重要的。特别是，已表明对于处理需氧细菌，COD∶N∶P的比例应该为约100∶5∶1每重量，以及对于处理厌氧细菌为约250∶5∶1每重量。因此，通过调节水或纸浆中的氧含量，可以控制细菌的活性和水平。需氧细菌为了生存既需要氧又需要养分(N和P)，而厌氧细菌在氧的存在下死亡但是需要低得多的养分水平来生存。

根据本发明的第一个实施方案，为了减少水或纸浆中脂肪酸的浓度，希望增加需氧细菌水平而不增加厌氧细菌水平。通过在水或纸浆中注入纯氧(O₂)，可实现这种效果。当氧水平提高时，需氧细菌用脂肪酸作为养分，将变得更活跃和更多。当脂肪酸水平下降时，气味减少因此工艺过程更加环境友好。在大多数情况下，连同氧一起可能还希望加入N养分和P养分(例如尿素和磷酸)以增加需氧细菌的活性并因此增加脂肪酸的去除。同时，水或纸浆中氧的增加降低了厌氧细菌的水平。

本发明的该实施方案提供了许多优势。正如前面所提到的，水或纸浆中脂肪酸的减少降低了气味问题以及提供了一个更环境友好的工艺过程。通过需氧细菌对脂肪酸的代谢导致CO₂的产生，CO₂将留在水或纸浆中并用作纸张生产过程中的缓冲剂。此外，脂肪酸的减少通过降低了水中钙水平可以导致工艺水的pH值的增加，这对于纸张或纸板生产工艺是有利的。

使用纯氧代替空气提供了更进一步的优势。特别地，通过使用纯氧较容易将水或纸浆中的O₂浓度提高到高的水平，例如15-20mg/l或者更高。此外，氧在水或纸浆中完全溶解。相反地，使用空气来提高氧浓度需要使用大量的空气并且可能仅能提高O₂浓度最大到约3-7mg/1。这种空气的量会对纸张生产工艺产生不利的影响。特别是，水或纸浆中CO₂和其它有用的化合物可能被去除。另外，因为空气中高含量(78％)的不容易溶于水和纸浆中的氮，导致在纸浆中可能存在气泡或微气泡，并且可能出现泵中的气蚀或其它低压区域。

本发明的该第一个实施方案可以用于纸张或者纸板的整个生产过程，但是在再循环工艺水或贮浆池中可提供最有利的结果。

根据本发明的第二个实施方案，仅将氧加入到水或纸浆中。这个实施方案的目的在于同时抑制需氧细菌和厌氧细菌的活性和生长。特别是，通过提高水或纸浆中氧浓度，将抑制厌氧细菌的生长并且需氧细菌不具有足够的N养分和P养分来生长。所以，氧用作环境友好的抗微生物剂。

本发明的该实施方案提供了很多与前述实施方案相同的优势。特别是，降低了水或纸浆的气味，而没有通过厌氧细菌产生脂肪酸。在初始计量加料阶段，一些氧将通过需氧细菌转化为CO₂，CO₂将有助于在纸张或纸板的生产过程中缓冲水。此外，可以减少或消除其它抗微生物剂的使用，这既降低了成本也避免了其它抗微生物剂产生的环境问题。