УЛАВЛИВАНИЕ ВОЛОКОН И МИНЕРАЛЬНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ В
ПРОИЗВОДСТВЕ БУМАГИ - ЧАСТЬ 1
С целью сокращения удельного расхода свежих волокон и минерального
наполнителя, а также для предотвращения загрязнения водоемов ценными для
бумажного производства отходами осуществляют улавливание этих отходов из
избыточной оборотной воды перед сбросом ее в сток. Для этого
используется разнообразная улавливающая аппаратура, сконструированная на
основе одного из трех основных принципов: осаждения твердой фазы
(седиментации), фильтрации и флотации.
Для очистки избыточной оборотной воды способом отстаивания используются
конические отстойники, скребковые ловушки и отстойные пруды. При этом
применяется один и тот же принцип осаждения волокон и частиц
минерального наполнителя из медленно движущегося потока воды или из
воды, находящейся в покое. Скорость осаждения v, мм/с, определяется по
формуле Стокса
Наиболее быстро оседают частицы минерального
наполнителя, имеющие плотность 2,5 г/см3 и выше. Растительные волокна в
воде имеют поры, заполненные водой и иногда воздухом, поэтому плотность
их близка к плотности воды и составляет 1,09—1,1 г/см3. Скорость их
осаждения увеличивается
в кислой среде и при наличии флокулянтов (полиакриламида,
-полиэтиленимина).
Конический отстойник (рис. 107) имеет форму конуса, обращенного
вершиной вниз. Изготавливают конический отстойник (ловушку) из листового
железа или железобетона и укрепляют на колоннах в помещении бумажной
фабрики (обычно в размольном отделе) либо на площадке вне помещения.
Вода, подлежащая осветлению, подводится
сверху в центр отстойника и стекает по стенкам конического приемника,
поднимается затем вверх и выходит осветленной переливом через желоб. При
изменении направления течения тяжелые частицы осаждаются на дно
отстойника и в виде скопа, состоящего из волокон и минерального
наполнителя, отводятся по трубе.
Конические отстойники бывают вместимостью до 300 м3 и более. Время
пребывания массы в отстойнике не менее 100 мин. Степень улавливания
волокон 85—90 %, а при добавке флокулянта — 95—98 % и наполнителя —
80—90 %. Сгусток, обычно загрязненный и имеющий концентрацию всего лишь
0,5—1 % при отсутствии фЛокулянта и 1 до 3 % при наличии флокулянта,
направляют для использования на бумагоделательную машину, вырабатывающую
менее ответственный ассортимент бумаги. Осветленную воду по возможности
используют для разбавления массы, а ее избыток направляют в сток.
Скребковая, или крацерная, ловушка (рис. 108) представляет собой
отстойник вместимостью до 1800 м3, имеющий длину до 60 м, ширину — 5 и
высоту — 6 м. Для удаления сгустка эта ловушка оборудована медленно
движущимся скребковым конвейером. Скребковые ловушки обычно используют
на крупных предприятиях, вырабатывающих газетную или типографскую
бумагу. Недостатками ловушки являются ее громоздкость, необходимость
частых промывок и низкая концентрация сгустка (0,5—1 % и редко несколько
более высокая). Продолжительность отстаивания воды в крацерной ловушке
3—5 ч.
На 1 м3 поступающей в ловушку воды требуется
300—350 м3 вместимости ловушки. Степень улавливания волокон и
минеральных наполнителей достигает в скребковой ловушке 90 %.
Улавливающая аппаратура фильтрующего типа весьма разнообразна:
сгустители, ловушки с сукном, вакуум-фильтры, цилиндрические и дисковые
фильтры с фильтрующим слоем. Общий недостаток этой аппаратуры —
сравнительно быстрое забивание фильтрующих сукон и сеток мелкими
волокнами и частицами минерального наполнителя. Поэтому подобные
аппараты стараются использовать для фильтрации воды, не содержащей
минеральный наполнитель и короткие волокна древесной массы.
Наибольшее распространение для этой цели приобрел фильтр В а ко (рис.
109), имеющий металлическую сетку, на которой создается вспомогательный
фильтрующий слой из свежих волокон длинноволокнистой целлюлозы. Этот
слой служит для лучшего удержания волокон из подлежащей, осветлению воды
и предотвращает забивание сетки. Фильтр отличается простотой
обслуживания и высокой производительностью. Фильтр Вако с диаметром
барабана 2 м и шириной сетки 4 м имеет производительность при
улавливании волокон из отходящей воды бумажного производства 3—6 м3/мин
при улавливании волокон в количестве 90—95 %. Расход свежих волокон для
образования вспомогательного фильтрующего слоя составляет от 25 до 40 г
на 1 м3 фильтруемой воды.