專利名稱：用于通過分別分離氣體和固體來(lái)處理工藝用水的裝置及方法
用于通過分別分離氣體和固體來(lái)處理工藝用水的裝置及方法本發(fā)明涉及用于凈化工藝用水、特別是用于在造紙工業(yè)中連續(xù)凈化工藝用水的包括至少一個(gè)工藝用水處理步驟的方法，以及涉及特別適于實(shí)施此方法來(lái)凈化工藝用水、特別是用于在造紙工業(yè)中連續(xù)凈化工藝用水的裝置。在工藝用水被引導(dǎo)到相應(yīng)裝置內(nèi)的管路中以防止工藝用水中干擾物質(zhì)富集的情況下，工藝用水的處理在許多技術(shù)領(lǐng)域中是特別必要的。這還特別適用于在紙的制造中的工藝用水，且實(shí)際上適用于由新鮮纖維制造紙中以及特別地由回收紙制造紙中的工藝用水。在過去的幾十年里，紙已經(jīng)越來(lái)越多地由回收紙獲得，以降低造紙中的能耗且特別地減少自然資源的消耗。當(dāng)用于制造I公噸(metric ton)(公噸(tonne)) —次纖維紙需要大約2. 2公噸的木材時(shí)，依賴于由回收紙產(chǎn)生的二次纖維相對(duì)于再生紙中總纖維量的 比例，廢紙回收中需要的木材可以顯著地降低或減少至零。另外，與由一次纖維制造紙相比較，在再生紙的生產(chǎn)中只需要一半的能量且只需要三分之一的新鮮水。在著墨性能、印刷性能、白度和抗老化性方面，現(xiàn)今再生紙的質(zhì)量仍然與一次纖維紙的質(zhì)量一樣高。在由回收紙制造紙中，回收紙首先與水混合并在攪拌和混合的同時(shí)在搗碎機(jī)或碎漿機(jī)中粉碎以溶解單獨(dú)的纖維復(fù)合材料。隨后，在纖維被任選地漂白并最終在造紙機(jī)上加工成紙之前，任選地在添加少部分的一次纖維之后，進(jìn)行纖維的清潔以從纖維漿狀物中除去非纖維異物。因此，相應(yīng)的裝置包括用于處理回收紙的設(shè)備以及造紙機(jī)，回收紙?zhí)幚碓O(shè)備包括其中工藝用水被供應(yīng)至回收紙以便制漿和粉碎纖維的回收紙制漿單元或搗碎機(jī)、用于除去雜質(zhì)的分選設(shè)備和用于除去工藝用水的紙料增稠脫水單元。在裝置中提供兩個(gè)或更多個(gè)回收紙?zhí)幚碓O(shè)備或段、所謂的環(huán)路以增加回收紙產(chǎn)生的處理纖維的質(zhì)量也是已知的。就此而論，回收紙?zhí)幚碓O(shè)備的每個(gè)環(huán)路以及造紙機(jī)優(yōu)選包括它們自己的工藝用水處理單元，單獨(dú)的工藝用水處理單元能夠通過設(shè)置在單獨(dú)的環(huán)路之間的紙料增稠脫水單元相互分離。為了能夠?qū)⒐に囉盟龑?dǎo)到管路中的每個(gè)環(huán)路中并由此能夠使添加的新鮮水最少，必須在單獨(dú)的工藝用水處理單元中將工藝用水清潔至所需程度。為了這個(gè)目的，工藝用水處理單元通常包括原料回收單元(stoffriickgewinnungseinheit)和/或材料去除單元，其中工藝用水中包含的纖維與將被全部或部分地引導(dǎo)返回到回收紙?zhí)幚碓O(shè)備的工藝用水機(jī)械地分離。這些原料回收單元或材料去除單元通常設(shè)計(jì)為篩分設(shè)備和/或溶氣浮選設(shè)備。從DE 40 42 224 Al中已知用于由回收紙制造紙的裝置，DE 40 42 224A1包括含有環(huán)路的回收紙?zhí)幚碓O(shè)備以及造紙機(jī)?；厥占?zhí)幚碓O(shè)備包括搗碎機(jī)、分選段、增稠單元以及工藝用水處理單元，回收紙被引入到搗碎機(jī)中并與工藝用水混合以把回收紙搗成漿狀，分選段設(shè)置在搗碎機(jī)的下游且其中雜質(zhì)與搗碎機(jī)中所制造的懸浮的纖維狀材料分離，增稠單元用于從懸浮的纖維狀材料中去除盡可能多的工藝用水，工藝用水處理單元用于凈化工藝用水。進(jìn)而工藝用水處理單元實(shí)質(zhì)上包括預(yù)凈化設(shè)備、厭氧澄清段(例如包括UASB反應(yīng)器)以及需氧澄清段。工藝用水處理單元中凈化的工藝用水能夠作為廢水除去或根據(jù)另一實(shí)施方案能夠部分地引導(dǎo)返回到搗碎機(jī)中作為制漿水且部分地引導(dǎo)返回到造紙機(jī)中，在此情況下，被添加到工藝用水的來(lái)自造紙機(jī)的白水的一部分流被引導(dǎo)穿過回收紙?zhí)幚碓O(shè)備的工藝用水處理單元。因此，在此裝置中造紙機(jī)和工藝用水處理單元的工藝用水管路沒有完全相互分離，以致造紙機(jī)中工藝用水的質(zhì)量和回收紙?zhí)幚碓O(shè)備中工藝用水的質(zhì)量不能被有效地控制并彼此獨(dú)立。最后提到的實(shí)施方案的另一缺陷是由于部分管路導(dǎo)引在工藝用水中采用了高的水硬度，并且該水的硬度可能干擾厭氧UASB反應(yīng)器的操作。換句話說，厭氧反應(yīng)器中使用微生物小球，對(duì)微生物小球的作用來(lái)說，由于在有機(jī) 化合物的降解過程中形成的且粘附到微生物小球的生物氣，重要的是微生物小球具有限定的特定重量以便能夠上升到反應(yīng)器中的頂部以從工藝用水中分離在有機(jī)化合物的降解過程中在氣體分離器處形成的生物氣。在分離生物氣之后，特別地特定重量可能沒有變得很大以致微生物小球下落到反應(yīng)器的底部，因?yàn)樗鼈兛梢粤硗獠辉賲⑴c凈化過程。然而，由于微生物小球的結(jié)構(gòu)和尺寸，在特定的水硬度和在相應(yīng)的PH值下它們作為石灰沉積物的結(jié)晶核，使得石灰沉積到微生物小球上，這些沉積物導(dǎo)致小球的特定重量多次改變使得它們不再能夠繼續(xù)它們的作用。由于產(chǎn)生了進(jìn)一步促進(jìn)石灰沉淀到微生物小球上的碳酸氫根(HC03_)等，厭氧微生物的代謝活動(dòng)也導(dǎo)致石灰/碳酸平衡的移動(dòng)。盡管石灰沉淀到微生物小球上，但為了確保微生物小球的作用，厭氧反應(yīng)器中的再循環(huán)量將不得不增加以便盡管小球有更大的特定重量，還使它們?cè)诜磻?yīng)器中保持懸浮。然而，一方面由于分離器的水力負(fù)荷，且另一方面由于必須保持反應(yīng)器層流中的流動(dòng)，再循環(huán)量受到限制。此外，更高的再循環(huán)量導(dǎo)致二氧化碳逸出并由此石灰/碳酸平衡朝石灰沉淀的方向進(jìn)一步移動(dòng)，原因是在再循環(huán)管線中泵的抽氣側(cè)和加壓側(cè)處產(chǎn)生壓力梯度。為了克服這些缺陷，一種用于處理被引導(dǎo)到管線中的工藝用水、特別是用于在制造紙中處理工藝用水的方法，包括在WO 2007/076943中提出的至少一個(gè)工藝用水處理步驟，在該方法中，連續(xù)供應(yīng)至工藝用水處理步驟的工藝用水中的至少一些經(jīng)歷了在裝有厭氧微生物的厭氧反應(yīng)器中的清潔步驟，以及經(jīng)歷了脫灰步驟，其中工藝用水在脫灰步驟中經(jīng)歷了溶氣浮選步驟?；谠趨捬醴磻?yīng)器中凈化工藝用水，能夠有效地去除工藝用水中包含的雜質(zhì)，以致由于工藝用水的純度，因此工藝用水能夠至少幾乎完全地被引導(dǎo)到管路中，由此實(shí)現(xiàn)了不會(huì)因管路行進(jìn)而增加雜質(zhì)。另外，被引導(dǎo)到管路中的工藝用水的水硬度能夠基于在溶氣浮選步驟中軟化或脫灰而得到控制，以致在厭氧反應(yīng)器中不產(chǎn)生干擾厭氧反應(yīng)器中包含的微生物小球的石灰沉積物，由此優(yōu)化厭氧反應(yīng)器的效率。然而，為了獲得足夠的脫灰，此方法需要使用大量昂貴的沉淀劑和絮凝劑。然而，即使在使用大量沉淀劑和絮凝劑的情況下，此方法中的每反應(yīng)器體積和每時(shí)間單位獲得的脫灰程度需要改進(jìn)。因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于處理工藝用水的方法，其中工藝用水被有效地凈化，其中特別地工藝用水的水硬度和質(zhì)量能夠被直接控制，并且該方法還特別適合于處理具有高的水硬度的工藝用水，例如由回收紙制造紙的裝置中的工藝用水，該方法的特征為每反應(yīng)器體積和每時(shí)間單位的高的凈化程度，且其特別地需要比較少量的沉淀劑和/或絮凝劑。處理的水應(yīng)特別地凈化，使得由于石灰沉淀現(xiàn)象對(duì)厭氧反應(yīng)器操作的干擾能夠可靠地避免。根據(jù)本發(fā)明，通過根據(jù)權(quán)利要求I的方法且特別地通過用于凈化工藝用水、特別是用于在造紙工業(yè)中連續(xù)凈化工藝用水的方法滿足了此目的，該方法包括至少一個(gè)工藝用水處理步驟，其包括以下步驟a)厭氧清潔步驟，其中在厭氧反應(yīng)器中使待凈化的工藝用水與厭氧微生物接觸以降解廢水中包含的雜質(zhì)；b)第一分離步驟，其中工藝用水中包含的氣體與步驟a)中獲得的工藝用水選擇性地分離；以及c)第二分離步驟，其中工藝用水中包含的固體與步驟b)中獲得的工藝用水分離。厭氧凈化步驟中移出的工藝用水是三相混合物，該三相混合物包含水、固體和氣體，水包含溶解在其中而含有的離子，例如碳酸根離子和碳酸氫根離子，氣體形成于厭氧反應(yīng)器中，特別是由微生物形成的co2。在第一分離步驟b)中，首先從此三相混合物中選擇性地分離出氣體，而固體只在第二分離步驟C)中與工藝用水分離。從工藝用水中(即從上述 三相混合物中)選擇性分離出氣體在本發(fā)明的意義上意味著，以百分比表示，第一分離步驟b)中被分離的工藝用水中包含的氣體比工藝用水中包含的固體多。因此，氣體從工藝用水中的選擇性分離在本發(fā)明的意義上特別意味著至少40%、優(yōu)選至少60%、特別優(yōu)選至少80%、特別地優(yōu)選至少90%且還特別優(yōu)選至少95%的工藝用水中包含的氣體在第一分離步驟b)中被分離,而最大值30%、優(yōu)選最大值20%、特別優(yōu)選最大值10%、特別地優(yōu)選最大值5%且還特別優(yōu)選最大值1%的工藝用水中包含的(懸浮的)固體在此第一分離步驟b)中被分離。通過氣體的分離實(shí)現(xiàn)了工藝用水中包含的相當(dāng)大部分的離子形成固體，因而工藝用水在第一分離步驟b)之后比在第一分離步驟b)之前具有相對(duì)于工藝用水的總重量(連同工藝用水中包含的異物)的較高的固體部分。這是因?yàn)橄率鍪聦?shí)由于在第一分離步驟b)期間從工藝用水中除去氣體，因而溶解的離子和固體之間的平衡朝著有利于固體的方向移動(dòng)，也就是，例如因?yàn)闅怏w、特別是工藝用水中包含的二氧化碳的去除，石灰對(duì)碳酸的平衡朝著有利于固體即石灰的方向移動(dòng)。由此產(chǎn)生的固體連同在第一分離步驟b)之前可能已經(jīng)包含在工藝用水中的固體在第二分離步驟c)中從工藝用水除去。通過此過程管理完全實(shí)現(xiàn)了更好地凈化每體積用于第一和第二分離步驟的設(shè)備的和每時(shí)間單位的工藝用水且尤其實(shí)現(xiàn)了更好地軟化工藝用水。由于由此獲得的純度，工藝用水可以完全地或至少幾乎完全地引導(dǎo)到管路中而不會(huì)因管路導(dǎo)引而增加雜質(zhì)，這允許裝置中需要的新鮮水最少。另外，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，引導(dǎo)到管路中的工藝用水的水硬度能夠得到控制，因此厭氧反應(yīng)器中不會(huì)產(chǎn)生明顯量的干擾厭氧反應(yīng)器中包含的微生物小球的石灰沉積物，由此最優(yōu)化厭氧反應(yīng)器的效率?？偟膩?lái)說，根據(jù)本發(fā)明的裝置由此能夠至少幾乎完全管路導(dǎo)引工藝用水并有效控制工藝用水的質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的方法相對(duì)于從WO2007/076943中已知的方法的另一優(yōu)勢(shì)是對(duì)于將獲得的工藝用水的凈化程度，根據(jù)本發(fā)明的方法比WO 2007/076943中已知的方法需要更少的沉淀劑和絮凝劑。操作成本由此顯著地降低，且確實(shí)降低至少30%。另外，由于較少地使用沉淀劑和絮凝劑，本方法的操作安全性增加，因?yàn)橐韵虏襟E沒有裝入沉淀劑和絮凝劑。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，第一分離步驟b)是在脫除罐(stripbehalter)
中進(jìn)行的，其中工藝用水與空氣被引導(dǎo)以同向流動(dòng)或以逆向流動(dòng)的方式穿過脫除罐。在此實(shí)施方案中，工藝用水可以例如被引導(dǎo)與空氣以同向流動(dòng)方式由下向上穿過脫除罐而氣體可以在脫除罐的上部區(qū)域中被除去。對(duì)此可替換地，還可能引導(dǎo)工藝用水由上向下穿過脫除容器、引導(dǎo)空氣以逆向流動(dòng)方式由下向上穿過脫除罐以及在脫除罐的上部區(qū)域中除去氣體。為了實(shí)現(xiàn)在第一分離步驟b)中從工藝用水中有效地去除氣體，在工藝用水被引導(dǎo)穿過和空氣被引導(dǎo)穿過期間，在脫除容器中應(yīng)用負(fù)壓已證實(shí)是有利的。相對(duì)于大氣壓，此負(fù)壓優(yōu)選為10至50毫巴，特別優(yōu)選15至25毫巴且還特別優(yōu)選大約20毫巴。然而，對(duì)此可替換地，即使也不太優(yōu)選地在大氣壓下、或即使更不太優(yōu)選地在輕微超壓下操作第一分離步驟b)也是可能的。在本發(fā)明構(gòu)思的進(jìn)一步發(fā)展中，為了實(shí)現(xiàn)有效地去除氣體和避免固體與工藝用水分離的目的，提出在第一分離步驟b)中借助于攪拌器設(shè)備使工藝用水和空氣在脫除罐中相互混合。在此方面中，本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的任何混合設(shè)備可用作攪拌器設(shè)備，特別是諸如螺旋槳式攪拌器的動(dòng)態(tài)混合器、或靜態(tài)混合器。由于在攪拌器設(shè)備的基礎(chǔ)上引入到工藝用水(即三相混合物)中的能量，因此促進(jìn)了氣體的排出。另外，通過劇烈混合含有固體的工藝用水獲得均勻的懸浮液以致例如通過沉淀，可靠地防止在脫除罐中使工藝用水中所包含的懸浮的固體與水分離。 例如上述實(shí)施方案可以這樣進(jìn)行，使得在第一分離步驟b)中工藝用水被引導(dǎo)由下向上穿過脫除罐，空氣在脫除罐下部區(qū)域中被供應(yīng)至脫除罐以致空氣以氣泡的形式鼓泡穿過工藝用水并且工藝用水和氣泡借助于脫除罐中的攪拌器設(shè)備互相混合。在上述實(shí)施方案中已證實(shí)特別有利的是將空氣供應(yīng)至脫除罐使得穿過工藝用水鼓泡的氣泡具有150至600 μ m且優(yōu)選200至400 μ m的平均尺寸。如已提出的，通過從工藝用水去除或排出氣體實(shí)現(xiàn)了在工藝用水中由第一分離步驟b)期間工藝用水中所包含的溶解的離子形成固體，所述固體保持懸浮于工藝用水中。為了促進(jìn)在過程步驟b)期間形成固體，可以在第一分離步驟b)期間將沉淀劑和/或至少一種絮凝劑混合到工藝用水。在此實(shí)施方案中，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的所有沉淀劑和/或絮凝劑。當(dāng)沉淀劑是諸如氫氧化鈉或氫氧化鈉水溶液即氫氧化鈉濃溶液的堿時(shí)，特別地獲得好的結(jié)果。對(duì)此可替換的或另外的，鋁鹽，優(yōu)選硫酸鋁、鐵鹽，優(yōu)選硫酸鐵、聚合氯化鋁或鋁酸鈉也可以用作沉淀劑。合適的絮凝劑的一個(gè)實(shí)例是聚丙烯酰胺。第一分離步驟b)中的工藝用水的pH被調(diào)整為6. 5至10，優(yōu)選6. 8至9，且特別優(yōu)選7. 2至8. 2，以促進(jìn)固體形成。在上述范圍的一個(gè)中的pH特別有利于從工藝用水中包含的碳酸氫根離子和碳酸根離子形成石灰。然而，將PH調(diào)整為在上述范圍的一個(gè)中對(duì)于進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的方法不是絕對(duì)必要的。原則上，通過用于分離固體和液體的任何合適的分離方法，同時(shí)多種不同的分離方法還能夠相互結(jié)合，固體的分離可以在第二分離步驟c)中發(fā)生。當(dāng)借助于過濾和/或浮選，且浮選能夠例如作為(大氣泡)分散浮選或作為(微氣泡)溶氣浮選來(lái)進(jìn)行，在第二分離步驟c)中固體與工藝用水分離，在此方面特別地獲得好的結(jié)果。在第二分離步驟c)中使用的溶氣浮選中，優(yōu)選首先將至少一種沉淀劑和/或至少一種絮凝劑混合到待處理的工藝用水中，條件是這在前面第一分離步驟b)中尚未進(jìn)行，且工藝用水的PH通過添加沉淀劑被調(diào)整為6. 5至10、優(yōu)選6. 8至9、且特別優(yōu)選7. 2至8. 2的值。隨后，加壓氣體、優(yōu)選壓縮空氣被添加到以此方式產(chǎn)生的混合物中，且在加壓的混合物在溶氣浮選設(shè)備中被膨脹或暴露到減壓之前加壓該混合物，由此先前添加的加壓氣體至少很大一部分以氣泡的形式從水中鼓泡冒出并向上流動(dòng)。對(duì)此可替換地，與加壓的氣體混合的水還可以被添加到工藝用水并在添加到工藝用水之后膨脹，以致加壓的氣泡至少很大一部分以氣泡的形式從水中鼓泡冒出并向上流動(dòng)。在此方面，氣泡攜帶水中包含的固體片，使得它們與水分離。為了獲得有效的固體分離，在本發(fā)明的構(gòu)思的進(jìn)一步發(fā)展中提出設(shè)計(jì)溶解水浮選設(shè)備，使得在加壓和膨脹之間的壓差為至少2巴、優(yōu)選至少3巴、特別優(yōu)選至少4巴且還特別優(yōu)選至少5巴。上述壓差越大，在膨脹期間產(chǎn)生的氣泡越小，以致由于氣泡的較大的表面積體積比而獲得增加的石灰分離。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，在第二分離步驟c)之后從工藝用水中去除一部分流，此部分流與厭氧凈化步驟a)之后的工藝用水混合且由此獲得的混合物經(jīng)歷第一分離步驟b)。對(duì)此可替換地或另外地，第二分離步驟c)中產(chǎn)生的一部分固體與厭氧凈化步驟·a)之后的工藝用水混合以及由此獲得的混合物經(jīng)歷第一分離步驟b)也是可能的。在此方面中，被引導(dǎo)返回的此部分的固體在方法步驟b中)作為將要從工藝用水中包含的離子形成固體的結(jié)晶核。根據(jù)本發(fā)明的方法通?？梢杂糜趦艋谘b置中的管路中引導(dǎo)的所有工藝用水。特別是在造紙中，工藝用水充滿了大量的雜質(zhì)，以致根據(jù)本發(fā)明的方法特別適合于凈化在造紙中產(chǎn)生的工藝用水，與它是用于由新鮮纖維制造紙的裝置的工藝用水還是用于由回收紙制造紙的裝置的工藝用水無(wú)關(guān)。在上述實(shí)施方案中，供應(yīng)至工藝用水處理步驟的工藝用水來(lái)自備料設(shè)備和/或來(lái)自造紙機(jī)。在此實(shí)施方案中，連續(xù)供應(yīng)至工藝用水處理步驟的工藝用水優(yōu)選來(lái)自回收紙?zhí)幚碓O(shè)備的至少一個(gè)段和/或來(lái)自造紙機(jī)。本發(fā)明的另一個(gè)主題是用于凈化工藝用水、特別是用于在造紙工業(yè)中連續(xù)凈化工藝用水的裝置，其具有至少一個(gè)工藝用水處理單元，該工藝用水處理單元包括i)用于厭氧凈化工藝用水的反應(yīng)器，具有至少一條用于將待凈化的工藝用水供應(yīng)至反應(yīng)器中的供給管線以及具有至少一條用于將凈化的工藝用水引出反應(yīng)器的流出管線.ii)第一分離設(shè)備，其布置在厭氧反應(yīng)器的下游用于氣體與工藝用水選擇性地分離，第一分離設(shè)備具有用于工藝用水的供給管線、氣體供給管線、氣體流出管線和攪拌器設(shè)備，用于工藝用水的供給管線連接到厭氧反應(yīng)器的流出管線；以及iii)第二分離設(shè)備，其布置在第一分離設(shè)備的下游并經(jīng)由用于從工藝用水中分離出固體的管線連接到第一分離設(shè)備。任何混合設(shè)備，特別是動(dòng)態(tài)混合器或靜態(tài)混合器，原則上可以用作攪拌器設(shè)備。第一分離設(shè)備優(yōu)選包括脫除罐，用于工藝用水的供給管線和氣體供給管線通入該脫除罐的下部區(qū)域且氣體流出管線布置在其開口區(qū)域。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，第一分離設(shè)備具有至少一條用于沉淀劑和/或用于絮凝劑的供給管線。在本發(fā)明的構(gòu)思的進(jìn)一步發(fā)展中提出第二分離設(shè)備包括過濾設(shè)備和/或浮選設(shè)備。在此方面中，浮選設(shè)備可設(shè)計(jì)為分散浮選設(shè)備或溶氣浮選設(shè)備。用于工藝用水的分流回流管線優(yōu)選設(shè)置在第二分離設(shè)備處并朝通向第一分離設(shè)備的用于工藝用水的供給管線是暢通的。對(duì)此可替換地或另外地，用于固體的分流回流管線可以設(shè)置在第二分離設(shè)備處并朝通向第一分離設(shè)備的用于工藝用水的供給管線是暢通的。固體作為結(jié)晶核經(jīng)由此分流回流管線被引導(dǎo)返回第一分離設(shè)備中。根據(jù)本發(fā)明的用于凈化工藝用水的裝置通?？杀徽系狡渲泄に囉盟诠苈分斜灰龑?dǎo)的任何裝置中。特別是在造紙中，工藝用水充滿了大量的雜質(zhì)，以致根據(jù)本發(fā)明的裝置特別適合于凈化在造紙中產(chǎn)生的工藝用水，與它是用于由新鮮纖維制造紙的裝置的工藝用水還是用于由回收紙制造紙的裝置的工藝用水無(wú)關(guān)。
在這種情況下，除了至少一個(gè)工藝用水處理單元之外，根據(jù)本發(fā)明的裝置包括至少一個(gè)備料設(shè)備和/或至少一個(gè)造紙機(jī)，且該至少一個(gè)備料設(shè)備和/或至少一個(gè)造紙機(jī)與工藝用水處理單元中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)。特別地當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的裝置是用于由回收紙制造紙的裝置時(shí)，其優(yōu)選具有回收紙?zhí)幚碓O(shè)備和/或造紙機(jī)，回收紙?zhí)幚碓O(shè)備作為備料設(shè)備用于由回收紙制造纖維狀材料，造紙機(jī)用于由纖維狀材料制造紙，且回收紙?zhí)幚碓O(shè)備具有一個(gè)或多個(gè)段和這些段中的至少一個(gè)的回收紙?zhí)幚碓O(shè)備和/或造紙機(jī)包括它們自己的工藝用水處理單元。特別地當(dāng)回收紙?zhí)幚碓O(shè)備的每個(gè)段或每個(gè)環(huán)路以及造紙機(jī)包括工藝用水處理單元時(shí)，可以對(duì)每個(gè)環(huán)路分別地控制工藝用水的質(zhì)量，即工藝用水中包含的雜質(zhì)的量。由此使得在由回收紙制造紙中，最佳的質(zhì)量水的管理成為可能。此外，為了實(shí)現(xiàn)裝置中使用的回收紙以及其中包含的纖維的有效利用，在本發(fā)明的構(gòu)思的進(jìn)一步發(fā)展中提出在至少一個(gè)過程處理單元中提供原料回收單元和/或材料去除單元。當(dāng)原料回收單元或材料去除單元成為原料回收設(shè)備(例如具有篩分屏障的設(shè)備)和微浮選設(shè)備(或溶氣浮選設(shè)備)的串聯(lián)結(jié)合作為級(jí)聯(lián)系統(tǒng)時(shí)，特別地獲得好的結(jié)果。在第一段中，使其優(yōu)選成為噴射過濾，有用的纖維被回收，而在第二步驟即材料去除中，從工藝用水去除合格品。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，至少一個(gè)工藝用水處理單元還包括在第二分離設(shè)備之后連接的獨(dú)立的過濾單元以分離工藝用水中包含的細(xì)固體顆粒。此過濾單元優(yōu)選布置在厭氧反應(yīng)器的下游和兩個(gè)分離設(shè)備的下游。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有類型的厭氧反應(yīng)器可以用作裝有厭氧微生物的反應(yīng)器，例如接觸污泥反應(yīng)器、UASB反應(yīng)器、EGSB反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器，使用UASB反應(yīng)器和ESGB反應(yīng)器特別獲得好的結(jié)果?？梢栽趨捬醴磻?yīng)器之前連接預(yù)酸化反應(yīng)器并使工藝用水在供應(yīng)至厭氧反應(yīng)器之前在預(yù)酸化反應(yīng)器中經(jīng)歷產(chǎn)酸作用和/或水解作用。而諸如多糖、多肽和脂肪的聚合物在酶促水解過程中通過由微生物產(chǎn)生的外酶被降解成它們的單體如糖、氨基酸和脂肪酸，這些單體在產(chǎn)酸作用中通過產(chǎn)酸微生物轉(zhuǎn)變成有機(jī)酸、醇、醛、氫和二氧化碳。優(yōu)選地，該裝置的備料設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)段，特別地獲得好的結(jié)果的是包括I至3個(gè)備料設(shè)備的裝置、且相互獨(dú)立的段優(yōu)選通過紙料增稠段相互分離。備料設(shè)備特別優(yōu)選包括兩個(gè)相互分離的段。在用于由回收紙制造紙的裝置的情況下，其中備料設(shè)備被設(shè)計(jì)為回收紙?zhí)幚碓O(shè)備，備料段被作為回收紙?zhí)幚矶?。與備料設(shè)備的段數(shù)無(wú)關(guān)，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案規(guī)定在用于制造紙的裝置中，備料設(shè)備的段中的至少一個(gè)和造紙機(jī)各自包括它們自己的工藝用水處理單元，且單獨(dú)的工藝用水處理單元各自具有厭氧反應(yīng)器、第一分離設(shè)備和第二分離設(shè)備。在本發(fā)明的構(gòu)思的進(jìn)一步發(fā)展中提出，備料設(shè)備的所有段和造紙機(jī)各自包括它們自己的工藝用水處理單元，且單獨(dú)的工藝用水處理單元各自具有厭氧反應(yīng)器、第一分離單元和第二分離設(shè)備。以此方式可對(duì)每個(gè)環(huán)路分別地控制工藝用水質(zhì)量，即工藝用水中包含的雜質(zhì)的量。由此使得在造紙中的最佳質(zhì)量水的管理成為可能。本發(fā)明的另一個(gè)主題是用于凈化工藝用水、特別是用于在造紙工業(yè)中連續(xù)凈化工藝用水的方法，其是在前述根據(jù)本發(fā)明的裝置中進(jìn)行的。 本發(fā)明將僅僅經(jīng)由實(shí)施例、參考有利的實(shí)施方案和所包含的附圖
在下面描述。 顯示有圖I根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案的用于由回收紙制造紙的裝置的示意圖；圖2圖I中所示的裝置的工藝用水處理單元的示意圖；以及圖3根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的工藝用水處理單元的示意圖。圖I中所示的裝置包括回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100以及布置在其下游并連接到回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的造紙機(jī)200。就此而論，回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100包括實(shí)質(zhì)上相互分離并由圖I中的點(diǎn)劃線框指示的兩個(gè)段或環(huán)路IOla和101b。紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第一段IOla包括原料入口 102、搗碎機(jī)或碎漿機(jī)105、分選設(shè)備IlOa以及紙料增稠脫水單元115a，它們順序地布置且彼此相互連接。在本發(fā)明的意義上，搗碎機(jī)或碎漿機(jī)105不只是理解為如圖I中示意性表示的包括一個(gè)設(shè)備部件的設(shè)備，而是特別地還理解為包括多個(gè)單獨(dú)的設(shè)備部件且包含碎漿所需的所有組件或單元的設(shè)備組合。相同的情況也適用于分選設(shè)備110a、紙料增稠脫水單元115a和圖I中所示的所有其它組件。碎漿機(jī)105和分選設(shè)備IlOa各自經(jīng)由管線連接到廢物處理單元118a?；厥占?zhí)幚碓O(shè)備100的第一段10Ia包括工藝用水處理單元116a，在廢物處理單元118a、分選設(shè)備IlOa以及紙料增稠脫水單元115a這些裝置部件中產(chǎn)生的工藝用水經(jīng)由相應(yīng)的管線從廢物處理單元118a、從分選設(shè)備IlOa以及從紙料增稠脫水單元115a供應(yīng)至工藝用水處理單元116a。就此而論，分選設(shè)備IlOa還可以包括一系列分選器件(未顯示)。工藝用水處理單元116a包括原料回收單元120a、裝有厭氧微生物的厭氧反應(yīng)器125a、第一分離設(shè)備130a以及第二分離設(shè)備140a，它們順序地布置且相互連接?；亓鞴芫€145a從第二分離設(shè)備140a返回通向碎漿機(jī)105。除了原料回收單元120a之外或代替原料回收單元120a，可以在回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100中設(shè)置材料去除單元(未顯示)。與第一段IOla不同，回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第二段IOlb包括連接到紙料增稠脫水單元115a的分選設(shè)備110b、氧化單元或還原單元112以及紙料增稠脫水單元115b，它們順序地布置且相互連接。另外，第二段IOlb具有工藝用水處理單元116b，其類似于第一段IOla的工藝用水處理單元116a布置，且回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第二段IOlb的第二分離設(shè)備140b經(jīng)由回流管線145b連接到分選設(shè)備IlOb并經(jīng)由分流管線170a連接到從第二分離設(shè)備140a起始的、回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第一段IOla的回流管線145a。當(dāng)分選設(shè)備IlOb和氧化單元或還原單元112經(jīng)由相應(yīng)的管線連接到廢物處理單元118b時(shí)，紙料增稠脫水單元115b直接連接到工藝用水處理單元116b的原料回收單元120b。另外，一條管線從氧化單元或還原單元112通向原料回收單元120b。造紙機(jī)200包括離心分選器202、精細(xì)分選設(shè)備204、造紙機(jī)成型部206、造紙機(jī)壓榨部208以及干燥部210，它們順序地布置且彼此相互連接。離心分選器202和精細(xì)分選設(shè)備204連接到廢物處理單元212且造紙機(jī)成型部206和造紙機(jī)壓榨部208連接到纖維回收單元214。另外，廢物處理單元212和纖維回收單元214經(jīng)由相應(yīng)的管線連接到工藝用水處理單元216，工藝用水處理單元216包括材料去除單元220 、裝有厭氧微生物的厭氧反應(yīng)器225、第一分離設(shè)備230和第二分離設(shè)備240。另外，回流管線270從造紙機(jī)200的過濾單元240引入到回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第二段IOlb的管線170中。纖維回收單元214和材料去除單元220還可以結(jié)合到例如作為微浮選的設(shè)備部件中。此外，新鮮水管線280設(shè)置在造紙機(jī)200的區(qū)域中，經(jīng)由該新鮮水管線280，新鮮水可被供應(yīng)至造紙機(jī)。在此方面中，新鮮水供應(yīng)管線280可以在造紙機(jī)200中在不同位置處開口，例如在到離心分選器202的供給管線中和/或在造紙機(jī)成型部206和/或造紙機(jī)壓榨部208中開口，因此圖I中并未顯示出新鮮水供給管線280的確切位置。另外，廢水管線300設(shè)置在裝置中，廢水可經(jīng)由廢水管線300排出裝置。廢水管線300也可以布置在裝置的不同位置處，例如在管線170處，因此圖I中也并未顯示出廢水管線300的確切位置。廢水管線300引入到機(jī)械的材料去除單元305中，在機(jī)械的材料去除單元305之后連接冷卻單元310以及生物的廢水凈化單元315。一條管線從生物的廢水凈化單元315引入到公用水400中例如河中，生物的廢水凈化單元315可以包括石灰清除單元和過濾單元；然而，如果需要，此處的一部分流量也可以被引導(dǎo)返回到造紙機(jī)中或原料處理中。在裝置的操作中，回收紙經(jīng)由原料入口 102被連續(xù)地引入到回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第一段IOla的碎漿機(jī)105中，在碎漿機(jī)105中回收紙與經(jīng)由回流管線145a供應(yīng)的工藝用水混合并被粉碎用于回收纖維。在碎漿機(jī)105中回收的纖維被連續(xù)地移至分選設(shè)備IlOa中，而在碎漿機(jī)105中產(chǎn)生并可包括纖維殘?jiān)墓に囉盟皇紫纫龑?dǎo)到廢物處理單元118a中，并在分離廢物后從廢物處理單元118a引導(dǎo)到回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的工藝用水處理單元116a的原料回收單元120a。在分選設(shè)備IlOa處，比纖維大的輕或重的不同屬部分(Ungehoerigkeit)如塑料薄膜和塑料片形式的粗雜質(zhì)，例如通過篩分屏障且通常在多段
中從纖維懸浮液中被分選出來(lái)。另外，浮選也可以在分選設(shè)備IlOa中進(jìn)行，用于清除顏料、油墨和染料顆粒(脫墨)的目的。另外，合格品和灰分可以在材料洗滌中分離。纖維懸浮液通過在紙料增稠脫水單元115a中除去工藝用水被增稠，以便作為增稠的纖維懸浮液從紙料增稠脫水單元115a移至回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第二段IOlb的分選設(shè)備IlOb中，紙料增稠脫水單元115a布置在分選設(shè)備IlOa的下游且優(yōu)選被制造為紙料增稠過濾器和/或螺旋壓榨機(jī)。分選設(shè)備IlOa中產(chǎn)生的工藝用水的一部分流被引導(dǎo)到廢物處理單元118a中，而分選設(shè)備IlOa中產(chǎn)生的工藝用水的另一部分流與第一段IOla的紙料增稠脫水單元115a中產(chǎn)生的工藝用水一起經(jīng)由相應(yīng)的管線被直接引導(dǎo)到回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第一段IOla的工藝用水處理單元116a的原料回收單元120a中，其中原料回收單元120a中包含的來(lái)自工藝用水的纖維狀材料被分離，纖維狀材料再次供應(yīng)至處理過程。原料回收單元120a優(yōu)選設(shè)計(jì)為溶解水浮選設(shè)備。
對(duì)此可替換地，從紙料增稠脫水單元115a去除的工藝用水的一部分流或從紙料增稠脫水單元115a去除的全部工藝用水可被直接引導(dǎo)返回到碎漿機(jī)105中，即繞過工藝用水處理單元116a。特別是在其中工藝用水具有低固體濃度的紙的制造中，例如在圖紙的制造中，原料回收單元120a、120b或材料去除單元122、220可省略。在圖I所示的裝置中，廢物處理單元118a中產(chǎn)生的工藝用水被引導(dǎo)到原料回收單元120a中。然而，對(duì)此可替換地，在廢物處理單元118a中產(chǎn)生的工藝用水還可以作為廢水從回收紙?zhí)幚碓O(shè)備IOla排出，并且例如經(jīng)由廢水管線300將其引導(dǎo)到機(jī)械的材料去除單元305中并隨后通過冷卻單元310和生物的廢水凈化單元315。從纖維材料釋出的工藝用水被連續(xù)地從原料回收單元120a引導(dǎo)到裝有厭氧微生物的反應(yīng)器125a中，在反應(yīng)器125a中在工藝用水中溶解的或膠狀地溶解的有機(jī)材料通過厭氧微生物的作用被降解。在此方面中，工藝用水在冷卻段(未顯示)和預(yù)酸化反應(yīng)器(未顯示)中經(jīng)歷產(chǎn)酸作用和/或水解作用，可以在厭氧反應(yīng)器125a之前連接冷卻段和預(yù)酸化反應(yīng)器，以便將工藝用水調(diào)整到理想的溫度范圍。由此從化學(xué)雜質(zhì)和生物雜質(zhì)釋出的工藝用水從厭氧反應(yīng)器125a被引導(dǎo)到第一分離設(shè)備130a中，第一分離設(shè)備130a布置在下游并 優(yōu)選設(shè)計(jì)為脫除容器，工藝用水從厭氧反應(yīng)器125a被供應(yīng)(例如從下面)至該脫除容器，所述工藝用水在脫除罐中以逆流方式與從上面供應(yīng)至脫除罐的空氣接觸，脫除罐具有用于劇烈混合工藝用水和空氣的攪拌器設(shè)備。在第一分離設(shè)備130a中，工藝用水中包含的氣體從工藝用水中排出且由此與工藝用水分離，且工藝用水中包含的離子，例如碳酸根離子和碳酸氫根離子主要被沉淀為固體，例如沉淀為碳酸鈣。在此方面中，由于氣體從工藝用水除去，因此在第一分離設(shè)備130a中通過離子和固體之間的平衡(例如石灰/碳酸平衡)的移動(dòng)發(fā)生固體沉淀，此平衡移動(dòng)能夠通過計(jì)量供給合適的化學(xué)品、特別是沉淀劑(例如堿)來(lái)促進(jìn)，通過合適的化學(xué)品工藝用水的PH被調(diào)整至優(yōu)選為在6. 5和10之間、特別優(yōu)選在6. 8和9之間、且還特別優(yōu)選在7. 2和8. 2之間的中性值或堿性值。另外，基于此目的，絮凝劑也可以添加到工藝用水中以進(jìn)一步促進(jìn)固體沉淀以及形成具有適于有效分離的尺寸的固體薄片。由于在第一分離設(shè)備130a中通過攪拌器設(shè)備導(dǎo)致工藝用水和固體的劇烈混合，因而在脫除罐中獲得均勻的懸浮液，以致在脫除罐中沒有發(fā)生固體與工藝用水實(shí)質(zhì)的分離，例如通過固體沉積或通過浮選。懸浮形式的包含固體的工藝用水從第一分離設(shè)備130a供應(yīng)至第二分離設(shè)備140a，第二分離設(shè)備140a被形成為例如溶氣浮選單元或過濾單元以使固體與工藝用水分離。另外，可以在第二分離設(shè)備140a之后連接脫鹽單元(未顯示)。在回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第一段IOla的過程處理單元116a中凈化的工藝用水經(jīng)由回流管線145a被引導(dǎo)返回到搗碎機(jī)或碎漿機(jī)105中。從回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第一段IOla的紙料增稠脫水單元115a排出的增稠的纖維狀材料懸浮液被移至分選段IlOb中，并且在纖維懸浮液在第二段IOlb的紙料增稠脫水單元115b中被增稠之前從分選段IlOb移至氧化單元或還原單元112中，以便從纖維懸浮液去除盡可能多的工藝用水。類似于回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第一段101a，在分選設(shè)備IlOb中產(chǎn)生的工藝用水以及在氧化單元或還原單元112中產(chǎn)生的廢水的一部分流被引導(dǎo)到廢物處理單元118b中，且在廢物處理單元118b產(chǎn)生的工藝用水被引導(dǎo)到原料回收單元120b中。在氧化單元或還原單元112中產(chǎn)生的工藝用水的另外的部分流以及在紙料增稠脫水單元115a中產(chǎn)生的工藝用水被直接引導(dǎo)到回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第二段IOlb的工藝用水處理單元116b的原料回收單元120b中并在工藝用水處理單元116b中凈化和脫灰。以此方式經(jīng)處理的工藝用水的很大部分從第二分離設(shè)備140b經(jīng)由管線170和回流管線145b移回到分選設(shè)備IlOb中，而任何可能過量的工藝用水經(jīng)由分流管線170a被引導(dǎo)返回到回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第一段IOla并被引導(dǎo)到通向碎漿機(jī)105的回流管線145a中。在造紙機(jī)200中，從紙料增稠脫水單元115b供應(yīng)的增稠的漿狀物懸浮液借助于離心分選器202、借助于精細(xì)分選設(shè)備204、借助于造紙機(jī)成型部206、借助于造紙機(jī)壓榨部208和借助于干燥部210被加工成紙，在離心分選器202中具有比水高或低的特定重量的部分被分離。裝置部件202和204中產(chǎn)生的工藝用水被引導(dǎo)到廢物處理單元212中，而裝置部件206和208中產(chǎn)生的工藝用水被引導(dǎo)到纖維回收單元214中。廢物在廢物處理單元212中被脫水，而由造紙機(jī)成型部206和由造紙機(jī)壓榨部208產(chǎn)生的工藝用水在纖維回收單元214中經(jīng)歷材料的預(yù)去除且纖維與其分離。廢物處理單元212中和纖維回收單元214中產(chǎn)生的工藝用水被連續(xù)地引入到造紙機(jī)200的工藝用水處理單元216中并順序地流過材料去除單元220、厭氧反應(yīng)器225、第一分離設(shè)備230和第二分離設(shè)備240，它們像前述的回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的工藝用水處理單元116a、116b的相應(yīng)的裝置部件那樣工作。對(duì)此可替·換地，廢物處理單元212中產(chǎn)生的工藝用水可以作為廢水從裝置中排出且只有纖維回收單元214中產(chǎn)生的工藝用水可以被連續(xù)引導(dǎo)穿過造紙機(jī)200的工藝用水處理單元216。從第二分離設(shè)備240去除的凈化的工藝用水經(jīng)由回流管線270和分流管線270b大部分地被引導(dǎo)返回到造紙機(jī)200的離心分選器202中，而任何可能過量的工藝用水經(jīng)由分流管線270a被引導(dǎo)到從回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第二段IOlb的第二分離設(shè)備140b起始的管線170中。完全封閉的工藝用水管路通常將公認(rèn)是可能的，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看會(huì)導(dǎo)致干擾物質(zhì)的富集，這最終會(huì)損害裝置的效率。因此，相對(duì)于引導(dǎo)到管路中的工藝用水的量，相對(duì)少部分的新鮮水經(jīng)由新鮮水供給管線280被供應(yīng)至該過程，優(yōu)選供應(yīng)至造紙機(jī)200。相應(yīng)量的工藝用水經(jīng)由廢水管線300從過程中去除且在此流作為廢水排放到公用水400中之前，經(jīng)由材料去除單元305、冷卻單元310和生物的廢水凈化單元315進(jìn)一步凈化，生物的廢水凈化單元315還可包括石灰清除單元和/或過濾單元。另外，如上所述，從廢物處理單元118a、118b、212任選地排出的廢水也可以經(jīng)由廢水管線300從過程中去除并可以經(jīng)由材料去除單元305、冷卻單元310和生物的廢水單元315被凈化。在圖I中所示的實(shí)施方案中，用于由回收紙制造紙的裝置存在問題。在此方面中，碎衆(zhòng)機(jī)105、分選設(shè)備110a, 110b、紙料增稠脫水單元115a, 115b、氧化單元或還原單元112、離心分選器202、精細(xì)分選設(shè)備204、造紙機(jī)成型部206和造紙機(jī)壓榨部208只是示意性地顯示，且不是非常詳盡地再現(xiàn)造紙?jiān)O(shè)備。例如，兩個(gè)分選設(shè)備IlOaUlOb中的一個(gè)或分選設(shè)備IlOaUlOb兩者也可以由多段構(gòu)成并因此包括一系列分選器件。根據(jù)本發(fā)明的裝置可以等同為用于由新鮮纖維制造紙的裝置或任何所需的其它裝置，其中設(shè)置至少一個(gè)工藝用水處理單元，且至少一個(gè)工藝用水處理單元具有裝有厭氧微生物的厭氧反應(yīng)器以及具有第二分離設(shè)備。在最后提到的情況下，圖I中所示的碎漿機(jī)105、分選設(shè)備110a，110b、紙料增稠脫水單元115a，115b、氧化單元或還原單元112、離心分選器202、精細(xì)分選設(shè)備204、造紙機(jī)成型部206和造紙機(jī)壓榨部208被相應(yīng)的其它設(shè)備或設(shè)備部件替換。圖I中，裝置包括兩段的備料。自然還可能提供兩個(gè)或更多個(gè)平行的原料處理，特別是用于多層紙的制造。圖2中，更詳細(xì)地顯示圖I中所示的裝置的回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第一段IOla的工藝用水處理單元116a。在此方面中，第一分離設(shè)備130a設(shè)計(jì)為脫除罐，其具有螺旋槳式攪拌器126、連接到氣體供給管線127的氣體分配器128、從厭氧反應(yīng)器125a起始至脫除罐中的用于工藝用水的供給管線129、氣體流出管線131、用于沉淀劑的供給管線132和用于絮凝劑的供給管線133。工藝用水管線134從第一分離設(shè)備130a通向第二分離設(shè)備140a中，第二分離設(shè)備140a設(shè)計(jì)為溶氣浮選反應(yīng)器。第二分離設(shè)備140a還具有用于沉淀劑的供給管線132’和用于絮凝劑的供給管線133’。此外，第二分離設(shè)備140a包括用于含壓縮空氣的水的供給管線139。另外，第二分離設(shè)備140a具有工藝用水流出管線135和固體流出管線136，以及從工藝用水流出管線135通向第一分離設(shè)備130a的上部區(qū)域的用于工藝用水的分流回流管線137和從固體流出管線136通向第一分離設(shè)備130a的上部區(qū)域的用于固體的分流回流管線138。在裝置的操作中，工藝用水中包含的纖維狀材料在回收紙?zhí)幚碓O(shè)備100的第一段 IOla的工藝用水處理單元116a的原料回收單元120a中與工藝用水分離。工藝用水從原料回收單元120a移至厭氧反應(yīng)器125a中，在厭氧反應(yīng)器125a中溶解或膠狀地溶解于工藝用水中的有機(jī)物質(zhì)通過厭氧微生物的作用被降解。隨后工藝用水經(jīng)由工藝用水供給管線129從厭氧反應(yīng)器125a引導(dǎo)到設(shè)計(jì)為脫除罐的第一分離設(shè)備130a的上部區(qū)域中，且其中工藝用水由上向下被引導(dǎo)。由下向上流過第一分離設(shè)備130a，即相對(duì)于工藝用水逆向流動(dòng)的空氣經(jīng)由氣體供給管線127和氣體分配器128被引導(dǎo)到第一分離設(shè)備130a的下部區(qū)域中。另夕卜，沉淀劑(例如氫氧化鈉濃溶液)和絮凝劑(例如聚丙烯酰胺)經(jīng)由供給管線132、133連續(xù)供應(yīng)至第一分離設(shè)備，且工藝用水、沉淀劑、絮凝劑和空氣通過第一分離設(shè)備中的螺旋槳式攪拌器126互相混合。通過此過程管理，工藝用水中包含的氣體和從第一分離設(shè)備130a除去的氣體連同供應(yīng)至第一分離設(shè)備130a的空氣經(jīng)由氣體流出管線131從工藝用水中排出。工藝用水中的離子和固體之間的平衡(例如石灰/碳酸平衡)因從工藝用水排出的氣體而朝有利于固體的方向移動(dòng)，因此固體沉淀在工藝用水中，并且固體由于通過螺旋槳式攪拌器的混合保持均勻地懸浮于工藝用水中而不會(huì)沉積在第一分離設(shè)備130a(頂部或底部)中。在此方面中，經(jīng)由分流回流管線138從第二分離設(shè)備140a引導(dǎo)返回的固體在第一分離設(shè)備130a中作為結(jié)晶核，這促進(jìn)固體在工藝用水中沉淀。此外，通過供應(yīng)至第一分離設(shè)備130a的沉淀劑和絮凝劑進(jìn)一步促進(jìn)固體沉淀。在第一分離設(shè)備130a中處理的工藝用水經(jīng)由工藝用水管線134被引入到設(shè)計(jì)為溶氣浮選設(shè)備的第二分離設(shè)備140a中，此外另外的沉淀劑和絮凝劑經(jīng)由供給管線132’、133’被添加到所述第二分離設(shè)備中。在此方面中，供應(yīng)至第二分離設(shè)備140a的沉淀劑和絮凝劑用于幫助工藝用水中包含的最后的離子沉淀為固體，即可以這么說用于固體沉淀的細(xì)調(diào)，而固體的主要部分或固體沉淀的粗調(diào)已經(jīng)在第一分離設(shè)備130a中發(fā)生。此外，在壓力下溶解有空氣且在第二分離設(shè)備140a中膨脹的水經(jīng)由供給管線139被連續(xù)供應(yīng)至第二分離設(shè)備140a。經(jīng)由管線139供應(yīng)的水中包含的空氣由此鼓泡冒出并以小氣泡的形式由下向上鼓泡穿過第二分離設(shè)備140a中包含的水，且氣泡在懸浮于工藝用水中的固體處聚積。由于這樣形成的空氣-固體附聚物的減小的密度，后者在第二分離設(shè)備140a中上升到工藝用水液面，在此它們被撇出并通過固體流出管線136從第二分離設(shè)備140a去除，而從固體釋出的工藝用水經(jīng)由流出管線135從第二分離設(shè)備140a去除。從第二分離設(shè)備140a去除的工藝用水的一部分流以及從第二分離設(shè)備140a去除的固體的一部分流經(jīng)由分流回流管線137、138被引導(dǎo)返回到第一分離設(shè)備130a中。根據(jù)圖3中所示的本發(fā)明的另一實(shí)施方案的工藝用水處理單元116a與圖2中所示的不同之處在于它不包括用于工藝用水的任何分流回流管線，而只包括用于固體的分流回流管線138，其通向工藝用水供給管線129。作為另一個(gè)區(qū)別，由厭氧反應(yīng)器125a產(chǎn)生的工藝用水在第一分離設(shè)備130a的下部區(qū)域中被供應(yīng)至第一分離設(shè)備130a，即工藝用水與經(jīng)由氣體分配器128供應(yīng)的空氣以同向流動(dòng)方式被引導(dǎo)穿過第一分離設(shè)備130a。此外，圖3中所示的工藝用水處理單元116a的第二分離設(shè)備140a沒有用于沉淀劑或絮凝劑的供給管線 132，、133，。參考數(shù)字表 100原料/回收紙?zhí)幚碓O(shè)備IOla原料/回收紙?zhí)幚碓O(shè)備的第一段IOlb纖維和回收紙?zhí)幚碓O(shè)備的第二段102原料入口105搗碎機(jī)/碎漿機(jī)IlOaUlOb 分選設(shè)備112氧化單元/還原單元115a、115b 紙料增稠脫水單元116a、116b 原料/回收紙?zhí)幚碓O(shè)備的工藝用水處理單元118a、118b 廢物處理單元120a、120b 原料回收單元122材料去除單元124回流管線125a、125b 厭氧反應(yīng)器126螺旋槳式攪拌器/攪拌器設(shè)備127氣體供給管線128氣體分配器129用于工藝用水的供給管線130a、130b 第一分離設(shè)備131氣體流出管線132、132’ 沉淀劑供給管線133、133’ 絮凝劑供給管線134工藝用水管線135工藝用水流出管線136固體流出管線137用于工藝用水的分流回流管線138用于固體的分流回流管線
139用于含壓縮空氣的水的供給管線140a、140b第二分離設(shè)備145a、145b回流管線170管線170a分流管線200造紙機(jī)202離心分選器204精細(xì)分選設(shè)備 206造紙機(jī)成型部208造紙機(jī)壓榨部210干燥部212廢物處理單元214纖維回收單元216造紙機(jī)的工藝用水處理單元220材料去除單元225厭氧反應(yīng)器230第一分離設(shè)備240第二分離設(shè)備270回流管線270a、270b分流管線280新鮮水供給管線300廢水管線305機(jī)械的材料去除單元310冷卻單元315生物的廢水凈化單元400公用水
權(quán)利要求
1.一種用于凈化工藝用水、特別是用于在造紙工業(yè)中連續(xù)凈化工藝用水的方法，包括至少一個(gè)工藝用水處理步驟，所述至少一個(gè)工藝用水處理步驟包括以下步驟 a)厭氧凈化步驟，其中在厭氧反應(yīng)器(125a、125b、225)中使待凈化的工藝用水與厭氧微生物接觸以降解廢水中包含的雜質(zhì)； b)第一分離步驟，其中所述工藝用水中包含的氣體與步驟a)中獲得的工藝用水選擇性地分離；以及 c)第二分離步驟，其中所述工藝用水中包含的固體與步驟b)中獲得的工藝用水分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于 所述第一分離步驟b)是在脫除罐中進(jìn)行的，在所述脫除罐中所述工藝用水被引導(dǎo)與空氣以同向流動(dòng)或逆向流動(dòng)的方式穿過所述脫除罐。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于 所述工藝用水被引導(dǎo)與空氣以同向流動(dòng)的方式由下向上穿過所述脫除罐且在所述脫除罐的上部區(qū)域中除去氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于 所述工藝用水被引導(dǎo)由上向下穿過所述脫除罐，空氣被引導(dǎo)以逆向流動(dòng)的方式由下向上穿過所述脫除罐并且在所述脫除罐的上部區(qū)域中除去氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于 在所述工藝用水和所述空氣被引導(dǎo)穿過期間在所述脫除罐中應(yīng)用負(fù)壓，所述負(fù)壓優(yōu)選為10至50毫巴、特別優(yōu)選15至25毫巴且還特別優(yōu)選20毫巴。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于 所述工藝用水和所述空氣在所述脫除罐中借助于攪拌器設(shè)備(126)互相混合，所述攪拌器設(shè)備(126)優(yōu)選是動(dòng)態(tài)混合器或靜態(tài)混合器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2、權(quán)利要求3或權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于 在所述第一分離步驟b)中所述工藝用水被引導(dǎo)由下向上穿過所述脫除罐，空氣在所述脫除罐的下部區(qū)域中被供應(yīng)至所述脫除罐，使得所述空氣以氣泡的形式鼓泡穿過所述工藝用水并且所述工藝用水和所述氣泡在所述脫除罐中借助于攪拌器設(shè)備(126)互相混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于 所述空氣被供應(yīng)至所述脫除罐，使得所述氣泡具有150至600 y m的平均尺寸。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于 在所述第一分離步驟b)期間將所述工藝用水設(shè)置為pH在6. 5和10之間，優(yōu)選在6.8和9之間，且特別優(yōu)選在7. 2和8. 2之間。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于 在所述第一分離步驟b)期間，沉淀劑和/或至少一種絮凝劑被添加至所述工藝用水。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于 所述沉淀劑是堿、鋁鹽、鐵鹽、聚合氯化鋁或鋁酸鈉，和/或所述絮凝劑是聚丙烯酰胺，所述堿優(yōu)選氫氧化鈉或氫氧化鈉水溶液，所述鋁鹽優(yōu)選硫酸鋁，所述鐵鹽優(yōu)選硫酸鐵。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于 在所述第二分離步驟c)中所述固體與所述工藝用水借助于過濾和/或浮選進(jìn)行分離。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述浮選以分散浮選或溶氣浮選來(lái)進(jìn)行。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于 在所述第二分離步驟c)之后，從所述工藝用水中去除一部分流，此部分流與所述厭氧凈化步驟a)之后的工藝用水混合且由此所獲得的混合物經(jīng)歷所述第一分離步驟b)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于 在所述第二分離步驟c)中產(chǎn)生的所述固體的一部分被去除，此部分與所述厭氧凈化步驟a)之后的工藝用水混合且由此所獲得的混合物經(jīng)歷所述第一分離步驟b)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于 供應(yīng)至所述工藝用水處理步驟的所述工藝用水來(lái)自備料設(shè)備(100)和/或來(lái)自造紙機(jī)(200)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于 連續(xù)供應(yīng)至所述工藝用水處理步驟的所述工藝用水來(lái)自回收紙?zhí)幚碓O(shè)備(100)的至少一個(gè)段(IOlaUOlb)和/或來(lái)自造紙機(jī)(200)。
18.一種用于凈化工藝用水、特別是用于在造紙工業(yè)中連續(xù)凈化工藝用水的裝置，所述裝置具有至少一個(gè)工藝用水處理單元(116a、116b、226)，其中所述工藝用水處理單元(116a、116b、226)包括 i)反應(yīng)器(125a、125b、225)，其用于厭氧凈化工藝用水，所述反應(yīng)器(125a、125b、225)具有至少一條用于將待凈化的工藝用水供應(yīng)至所述反應(yīng)器(125a、125b、225)中的供給管線以及至少一條用于從所述反應(yīng)器排出凈化水的流出管線； ii)第一分離設(shè)備(130a、130b、230)，其布置在所述厭氧反應(yīng)器(125a、125b、225)的下游，用于將氣體與所述工藝用水選擇性地分離，其中所述第一分離設(shè)備(130a、130b、230)具有用于工藝用水的供給管線(129)、氣體供給管線(127)、氣體流出管線(131)和攪拌器設(shè)備(126)，所述用于工藝用水的供給管線(129)連接到所述厭氧反應(yīng)器(125a、125b、225)的所述流出管線；以及 iii)第二分離設(shè)備(140a、140b、240)，其用于將固體與所述工藝用水分離，所述第二分離設(shè)備(140a、140b、240)布置在所述第一分離設(shè)備(130a、130b、230)的下游并且通過管線(134)連接到所述第一分離設(shè)備(130a、130b、230)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于 所述攪拌器設(shè)備(126)是動(dòng)態(tài)混合器或靜態(tài)混合器。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于 所述第一分離設(shè)備(130a、130b、230)包括脫除罐，所述用于工藝用水的供給管線(129)和所述氣體供給管線(127)通入所述脫除罐的下部區(qū)域，且所述氣體流出管線(131)布置在所述脫除罐的上部區(qū)域。
21.根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于 所述第一分離設(shè)備(130a、130b、230)具有至少一條用于沉淀劑(132)和/或用于絮凝劑(133)的供給管線。
22.根據(jù)權(quán)利要求18至21中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于 所述第二分離設(shè)備(140a，140b，240)包括過濾設(shè)備和/或浮選設(shè)備。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于所述浮選設(shè)備被設(shè)計(jì)為分散浮選設(shè)備或溶氣浮選設(shè)備。
24.根據(jù)權(quán)利要求18至23中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于 用于工藝用水的分流回流管線(137)設(shè)置在所述第二分離設(shè)備(140a、140b、240)處，并且通往通向所述第一分離設(shè)備(130a、130b、230)的所述用于工藝用水的供給管線(129)。
25.根據(jù)權(quán)利要求18至23中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于 用于固體的分流回流管線(138)設(shè)置在所述第二分離設(shè)備(140a、140b、240)處，并且通往通向所述第一分離設(shè)備(130a、130b、230)的所述用于工藝用水的供給管線(129)。
26.根據(jù)權(quán)利要求18至25中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于 所述裝置包括至少一個(gè)備料設(shè)備(100)和/或至少一個(gè)造紙機(jī)(200)，所述工藝用水處理單元(116a、116b、216)中的至少一個(gè)與所述至少一個(gè)備料設(shè)備(100)和/或與所述至少一個(gè)造紙機(jī)(200)相關(guān)聯(lián)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，用于由回收紙制造紙，其特征在于 所述裝置包括用于由所述回收紙制造纖維狀材料的作為備料設(shè)備(100)的回收紙?zhí)幚碓O(shè)備(100)和/或用于由所述纖維狀材料制造紙的造紙機(jī)(200)，所述回收紙?zhí)幚碓O(shè)備(100)具有一個(gè)或多個(gè)段(IOlaUOlb)且這些段(IOlaUOlb)中的至少一個(gè)和/或所述造紙機(jī)(200)包括它們自己的工藝用水處理單元(116a、116b、216)。
28.根據(jù)權(quán)利要求18至27中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于 至少一個(gè)工藝用水處理單元(116a、116b、216)還包括原料回收單元(120a、120b)和/或材料去除單元(I 12、220)。
29.根據(jù)權(quán)利要求18至28中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于 至少一個(gè)工藝用水處理單元(116a、116b、216)還包括過濾單元，所述過濾單元布置在所述厭氧反應(yīng)器(125a、125b、225)的下游、所述第一分離設(shè)備(130a、130b、230)的下游和所述第二分離設(shè)備(140a、140b、240)的下游。
30.根據(jù)權(quán)利要求18至29中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于 所述備料單元(100)包括I至3個(gè)段(IOlaUOlb)且特別優(yōu)選兩個(gè)段(101a、101b)，其通過紙料增稠段彼此相互分離。
31.根據(jù)權(quán)利要求18至30中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于 所述備料設(shè)備(100)的所述段(IOlaUOlb)中的至少一個(gè)和所述造紙機(jī)(200)各自包括它們自己的工藝用水處理單元(116a、116b、216)，所述工藝用水處理單元(116a、116b、216)各自具有厭氧反應(yīng)器(125a、215b、225)以及第一分離設(shè)備(130a、130b、230)和第二分離設(shè)備(140a、140b、240)。
32.根據(jù)權(quán)利要求18至31中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于 所述備料設(shè)備(100)的全部所述段(101a，IOlb)和所述造紙機(jī)(200)各自包括它們自己的工藝用水處理單元(116a、116b、216)，所述工藝用水處理單元(116a、116b、216)各自具有厭氧反應(yīng)器(125a、125b、215)、第一分離設(shè)備(130a、130b、230)和第二分離設(shè)備(140a、140b、240)。
33.一種用于凈化工藝用水、特別用于在造紙工業(yè)中連續(xù)凈化工藝用水的方法，其特征在于其是在根據(jù)權(quán)利要求18至32中任一項(xiàng)所述 的裝置中進(jìn)行的。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于凈化工藝用水、特別是用于在造紙工業(yè)中連續(xù)凈化工藝用水的方法和系統(tǒng)。該方法包括至少一個(gè)工藝用水處理步驟，其包括以下步驟a)厭氧凈化步驟，其中使待凈化的工藝用水在厭氧反應(yīng)器中與厭氧微生物接觸，以便分解廢水中存在的雜質(zhì)，b)第一分離步驟，其中步驟a)中獲得的工藝用水中存在的氣體與所述工藝用水分離，以及c)第二分離步驟，其中步驟b)中獲得的工藝用水中存在的固體與工藝用水分離。
文檔編號(hào)C02F3/28GK102803159SQ200980160576
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2009年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者喬治·特魯布尼斯, 迪特爾·埃芬格爾, 伯恩哈德·涅姆奇克, 盧卡斯·門克 申請(qǐng)人:梅里環(huán)境處理公司