[发明专利]处理含有纤维素的废水污泥用于制造挂面纸板和生产纤维素乙醇的方法

说明书

本发明的方法涉及从废水处理设施例如纸浆厂或制浆造纸厂产生的初沉污泥的处理。本发明还涉及在纤维素乙醇的生产中使用初沉污泥的方法。本发明还涉及经处理的初沉污泥在再生挂面纸板制造中的用途。

技术领域

本发明涉及从废水处理设施如纸浆厂或制浆造纸厂生产的初沉污泥的处理，其中纤维素纤维是固体废物的重要部分。本发明还涉及在纤维素乙醇的生产中使用由废水产生的初沉污泥的方法。它还涉及初沉污泥在再生挂面纸板制造中的用途。

背景技术

纸的制造涉及在水中将纸浆材料(通常为纤维素纤维)与填料例如粘土和其他添加剂混合以产生在此称为纸浆的原料浆料混合物。然后通过造纸机处理纸浆以形成纸幅。然后从纸幅中提取水，再将纸幅压榨并干燥，从而形成纸产品。提取的水或工业排放物流含有一定量的废物固体，其主要是纤维和填料。

含有这些废物固体的工业排放物流不能通过例如造纸厂“白水回收”装置直接再循环，由污水系统输送到废水处理厂设施。工业排放物流根据废水处理设施的特定设置经过一系列操作，以使废物固体浓缩和脱水，产生污泥。最后，工业排放物流通过压滤机，在那里废物固体被浓缩成初沉污泥，来自压机的过滤废水在曝气池中进一步处理，产生含有生物废物的二次沉淀污泥或细菌活性污泥，以及适合排放或再利用的水。

然而，该流的最大部分是从废水处理设施产生的初沉污泥。脱水后，固体含在浓缩的通常为40％-60％固含量的污泥中。该污泥的主要成分是纤维素纤维和填料如粘土和硅酸盐。

如上所述，从初沉污泥中分离出的过滤水仍然含有溶解的或细悬浮的有机物质，为了安全排放，所述有机物质需要减少。该流在活性污泥工艺中进一步处理并送至曝气池。作为生物过程的产物的二次沉淀污泥通常在垃圾填埋场处理。一些造纸工艺重复利用初沉污泥，然而，除了强度性能问题之外，还发现造纸污泥对施胶有不利影响并导致施胶逆转(size reversion)。

“污泥”是由纸浆和造纸产生的固体残余物的通称。污泥通常在处理来自工业设施的废水的过程中在两个步骤中产生。通过初级澄清器处理的第一阶段回收含有排放物流的大部分悬浮固体的初沉污泥。初级澄清通常通过沉降或通过压滤机进行，但也可以通过溶气浮选进行。在沉淀中，待处理的废水被泵入到大型沉淀池中，固体从池底移出。这些固体可以为1.5％至6.5％，取决于材料的特性。溢出或澄清的水被送到二次处理。

如果工业排放物通过压滤机，则收集初沉污泥，并将过滤的排放物输送回用于二级处理的过程。

由初沉污泥分离产生的废水通常含有溶解的有机物质以及一些细悬浮固体。在水流可以安全地排出或重新使用之前，需要减少或消除这些。二次处理通常是一个生物过程，其中微生物在消耗氧气的同时将废物转化为二氧化碳和水。然后如在初级处理中那样，将所得固体再通过澄清。产生的二次沉淀污泥或生物污泥被送到沉淀池。通常，初沉污泥比第二阶段产生的二次沉淀污泥或生物污泥更容易脱水。这种二次沉淀污泥或生物污泥通常被送到垃圾填埋场。

造纸工业目前使用几种方法来处理纸浆和纸张生产中产生的污泥，例如在可以利用田地的夏季进行土地铺展，以及在冬季蒸汽需求较大时用于产生蒸汽的焚烧。目前，由纸浆厂或制浆造纸厂产生的大多数污泥被脱水和填埋。这些垃圾填埋场可以是由工厂建造和运营的工业垃圾填埋场，也可以是独立拥有的，需要工厂为污泥处理支付“倾倒费”。目前的垃圾填埋场正在达到容量，并且由于更严格的环境要求，新的垃圾填埋场难以选址和建造。

一些替代方法，例如流化床系统，似乎更环保。微生物处理仍然相对较新，尚未大规模使用。如果可以在工厂附近找到用户并且可以获得长期合同，那么污泥灰的替代用途，例如砖和水泥，是一个很好的选择。然而，从制浆造纸厂污泥开发的新产品需要有市场以使其在经济上可行。开发和创造没有市场的产品是没有意义的。