技术领域
[0001] 本
发明涉及造纸技术领域，尤其是涉及一种利用
造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法。
背景技术
[0002]
现有技术中，原浆造纸包括制浆和抄造的工序，两个工序都会产生大量的造纸污泥，造纸污泥中仍有较大比例的短
纤维、有机物质、木质素及其衍
生物，有一定的回收价值，目前大多造纸污泥处理办法主要是焚烧和卫生填埋，通过焚烧以
热能的形式回收，利用率极低，且会产生空气污染，而卫生填埋则会浪费土地资源，还会产生二次污染，更加造成巨大的再生资源浪费。
[0003] 如要回收造纸污泥中的纤维，则存在回收成本过高、
回收纤维质量不佳的问题，因此何合理利用造纸污泥，在不产生二次污染的前提下使其具有经济效益是很难实现的。
[0004] 因现有技术回收造纸污泥受到多方面的技术限制，包括造纸污泥处理设备的设备成本的限制，造纸污泥处理设备的负载能
力及使用要求的限制、频繁维护造纸污泥处理设备的限制、造纸污泥处理造纸运行过程所需的耗材及电费等运行成本的限制等，更重要的是，回收的造纸污泥无法直接用于造纸，否则会降低成纸的质量，因此回收的造纸污泥只能出售给其它企业并转为它用，而愿意使用回收的造纸污泥的企业更是少之又少，如何使用回收的造纸污泥也是非常麻烦的事。因此，循环使用造纸污泥的不能产生效益，只会增加生产成本或处理成本，都不如采用直接焚烧的方法好，这也是造纸污泥循环使用无法得到应用及普及的重要原因。
发明内容
[0005] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，能够合理利用造纸污泥和回收废纸，重制纸浆，以生产出高质量及高强度的重型包装牛卡纸。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，包括以下步骤，
[0007] 污泥收集步骤，将造纸过程产生的造纸污泥
泵送至储泥池，将造纸厂的白
水部的白水引至储泥池，将造纸污泥稀释至浓度为7-10％，得到稀释泥浆；
[0008] 高浓除渣步骤，将稀释泥浆泵送至高浓除渣器，进行高浓除渣，去除杂质，得到一级污泥，一级污泥的含水率控制在70-80％；
[0009] 离心脱水步骤，将一级污泥泵送至高速离心桶，选用的高速离心桶的外径为1-2米，高速离心桶中部中空且外缘具有一圆环形的离水室，离水室的外缘设置一圆环形的集水室，离水室的内
侧壁及集水室的外侧壁为
钢板，用于隔开离水室与集水室的圆环形壁体选用密布飞水孔的钢板，离水室的底面高于集水室的底面，控制高速离心桶旋转，通过旋转产生的
离心力去除水分，高速离心桶的转速控制在1000-1500转/分钟，脱水后得到二级污泥，二级污泥的含水率控制在30～40％；
[0010] 杀菌干燥处理步骤，通过输送带输送二级污泥并缓慢通过至少一杀菌干燥隧道，杀菌干燥隧道的总长度为50-100米，二级污泥通过杀菌干燥隧道的时间控制在5～10分钟，输送时将二级污泥平铺在输送带之上，形成一厚度不超过1cm的泥层，杀菌干燥隧道的顶面间隔设置有多个紫外线灯和红外线照射灯，杀菌干燥隧道的顶面设置有抽气口，用于抽离杀菌干燥隧道中的水汽，杀菌干燥后得到三级污泥，三级污泥的含水率控制在10～15％；
[0011] 配制填料浆步骤，把三级污泥投进配制池，同时投入浓度为6～8％的糯米灰浆、三聚氰胺粉和改性剂，糯米灰浆、三聚氰胺粉和改性剂的重量投入比例是，每吨三级污泥投入50-100千克灰浆、1-3千克三聚氰胺粉和1-3千克改性剂，改性剂选用分子量为60万至90万的聚丙烯酰胺
聚合物，搅拌0.5～1小时，使其中的污泥柔化，制得填料浆，填料浆的污泥颗粒的平均粒径控制在7～15μm；
[0012] 絮聚步骤，通过管道将填料浆输送至絮聚池，在输送过程通过多个设置在管道的加添口向管道内的填料浆加入两性偏阴性三元助留剂，两性偏阴性三元助留剂的注入速度为1-3克/分钟，避免其中的污泥出现
凝结或沉淀，在絮聚池中加入使用动物皮革制成的胶原纤维浆，胶原纤维浆的浓度控制在20-30％，胶原纤维浆中的纤维长度控制在2-3mm，搅拌均匀，胶原纤维浆与填料浆产生絮聚作用，使其中的污泥得以改性并具有粘性，得到粘性填料浆；
[0013] 配浆步骤，把使用废纸制成的废纸纸浆和粘性填料浆按重量比例送入配浆池配浆，废纸纸浆的浓度控制在20-30％，配浆比例为每吨废纸纸浆配0.1-0.2吨粘性填料浆，持续搅拌0.1～0.2小时，制得混合浆；
[0014] 抄造步骤，把混合浆泵送至造纸生产线的网部，经过抄造成型、
压榨、表面施胶、烘干后，得到原纸；
[0015] 表面改性步骤，将原纸输送至涂布机进行涂布，涂布量为16.5～18.5g/m2，在原纸表面附着一涂层，经过烘干后在原纸表面形成一高韧性的增强层，
[0016] 涂层按重量百分比包括环
氧丙烯酸酯20-30％、三聚氰胺粉10-20％、固含量为7-10％的水性PU胶10-20％以及水余量，得到表面改性原纸；
[0017] 压光步骤，把表面改性原纸输送至压光机进行压光，得到重型包装牛卡纸。
[0018] 进一步的，所述高速离心桶的中部设置有
转轴，转轴的上部和/或下部固定有传动
齿轮，转轴中部从内到外依次设置有
内桶、中桶和
外桶，内桶中空且封闭，内桶与中桶之间的圆环形空间形成所述离水室，中桶与外桶之间的的圆环形空间形成所述集水室，中桶的壁体选用密布飞水孔的钢板，外桶的底面底于中桶的底面，外桶的下部形成一集水腔，外桶的底部设置有排水口；
[0019] 在所述离心脱水步骤中，将一级污泥泵送进入离水室中，在高速离心桶旋转时，一级污泥内的水分在离心力作用下通过中桶的飞水孔飞入集水室中，经过外桶的壁体阻挡后下流至下部的集水腔中。
[0020] 进一步的，所述集水室中插装有至少一替换使用的圆筒形状的
不锈钢网，不锈钢网密封布有细网孔，所述中桶的壁体的飞水孔的孔径为3-5mm，中桶采用大孔径设计以避免飞水孔阻塞，细网孔的孔径控制在0.1-0.3mm，不锈钢网贴紧于中桶的壁体的外表面，不锈钢网采用孔径小于短纤维长度的细网孔设计，在实现脱水功能的同时有效阻隔短纤维流失，在完成所述离心脱水步骤后，将不锈钢网从中桶拆卸出来，将不锈钢网冲洗后再插装至集水室中。
[0021] 进一步的，所述中桶的壁体的外表面从内到外依次套装有3个以上替换使用的圆筒形状的不锈钢网，内外相邻的两个不锈钢网间隔1-2mm，不锈钢网的细网孔相互错开或部分重叠，外层的不锈钢网的细网孔的孔径小于相邻内层的不锈钢网的细网孔的孔径。
[0022] 进一步的，所述离水室的底部安装有推泥板、上部开设有开口，推泥板为圆环形状，且推泥板与离水室的内腔形状相匹配，推泥板底部田连接有由液压驱动的
推杆，开口安装有一顶盖；
[0023] 在所述离心脱水步骤中，在一级污泥填满离水室后再
锁紧顶盖，将一级污泥的液面高度达控制在离水室的总高度的95-100％，再控制高速离心桶高速旋转，通过高速离心桶的高速旋转使一级污泥脱水；
[0024] 在完成脱水后再打开顶盖，通过旋转装置将高速离心桶旋转100-120度，使离水室的开口倾斜向下，通过液压推杆推动推泥板朝向开口移动，将离水室内的污泥推出开口，收集得到二级污泥。
[0025] 进一步的，穿过所述杀菌干燥隧道的所述输送带的宽度控制在0.5-1米，杀菌干燥隧道的宽度略大于输送带的宽度，杀菌干燥隧道的高度02-0.5米，输送带的表面与杀菌干燥隧道的顶面的距离控制在10-30cm；
[0026] 由至少一所述紫外线灯和至少一所述红外线照射灯间隔并排组成一灭菌干燥灯组，紫外线灯与相邻的红外线照射灯的间距控制在5-10cm；
[0027] 杀菌干燥隧道的顶面等间距间隔设置多个灭菌干燥灯组，相邻两个灭菌干燥灯组的间隔距离为0.5-1米。
[0028] 进一步的，所述絮聚步骤中，所述两性偏阴性三元助留剂选用两性偏阴立体结构聚丙烯酰胺，其分子量为300～450万，浓度为0.02～0.04％。
[0029] 进一步的，所述顶盖的底面安装有环形的弹性气囊，在顶盖
锁盖后弹性气囊压入离水室中，且使弹性气囊压紧于注入在所述离水室内的所述一级污泥的液面。
[0030] 进一步的，所述压光步骤中，压光过程将压力控制在150～190kN/m2，压光
温度控制在110-120℃。
[0031] 本发明和现有技术相比所具有的优点是：本发明以超低运行成本回收并处理造纸污泥，并用于生产重型包装牛卡纸，降低造纸企业对污泥处理压力，循环使用造纸污泥产生的效益高于焚烧方法产生的效益，同时减少填埋造纸污泥造成的土地资源的浪费和地质污染，生产过程清洁环保，无污染，降低重型包装牛卡纸的综合生产成本。
附图说明
[0032] 图1是本发明的高速离心桶的结构示意图。
[0033] 图中：1、高速离心桶10、转轴11、离水室12、集水室13、飞水孔14、内桶15、中桶16、外桶17、推泥板。
具体实施方式
[0034] 以下仅为本发明的较佳
实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
[0035] 一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，包括以下步骤，
[0036] 污泥收集步骤，将造纸过程产生的造纸污泥泵送至储泥池，将造纸厂的白水部的白水通过管道输送引至储泥池中，白水是指造纸厂在造纸生产过程回收的可循环使用的水，将造纸污泥稀释至浓度为7-10％，得到稀释泥浆，造纸污泥经过稀释以后，浓度的稀释泥浆更容易滤除其中的杂质，且避免损伤其中的纤维；
[0037] 高浓除渣步骤，将稀释泥浆泵送至高浓除渣器，高浓除渣器是纸浆过滤中的常用设备，通过高浓除渣器进行高浓除渣，去除稀释泥浆中杂质并部分水分，得到一级污泥，一级污泥的含水率控制在70-80％；
[0038] 离心脱水步骤，将一级污泥泵送至高速离心桶1，选用的高速离心桶1的外径为1-2米，高速离心桶1中部中空且外缘具有一圆环形的离水室11，离水室11的外缘设置一圆环形的集水室12，离水室11的内侧壁及集水室12的外侧壁为钢板，用于隔开离水室11与集水室12的圆环形壁体选用密布飞水孔13的钢板，离水室11的底面高于集水室12的底面，控制高速离心桶1旋转，通过旋转产生的离心力去除水分，高速离心桶1的转速控制在1000-1500转/分钟，离心脱水5-10分钟，脱水后得到二级污泥，二级污泥的含水率控制在30～40％；一个外直径1-2米的高速离心桶1，其离水室11的有效容积是5-10吨，每次能够完成5-10吨一级污泥的脱水工作，本步骤采用专
门设计的高速离心桶1完成离心方式脱水，设备简单，不易出现故障，不易出现堵塞，且易于清理，使用及维护都非常简单，对脱水设备的磨损及损耗极低，使用寿命长，脱水效率高，脱水成本低，且减少纤维损伤，高速离心桶1在下文进行单独说明。
[0039] 杀菌干燥处理步骤，通过输送带输送二级污泥并缓慢通过至少一杀菌干燥隧道，由至少一所述紫外线灯和至少一所述红外线照射灯间隔并排组成一灭菌干燥灯组，紫外线灯与相邻的红外线照射灯的间距控制在5-10cm；杀菌干燥隧道的顶面等间距间隔设置多个灭菌干燥灯组，相邻两个灭菌干燥灯组的间隔距离为0.5-1米。
[0040] 穿过杀菌干燥隧道的输送带的宽度控制在0.5-1米，杀菌干燥隧道的宽度略大于输送带的宽度，杀菌干燥隧道的高度02-0.5米，输送带的表面与杀菌干燥隧道的顶面的距离控制在10-30cm，杀菌干燥隧道的总长度为50-100米，二级污泥通过杀菌干燥隧道的时间控制在5～10分钟，输送时将二级污泥平铺在输送带之上，形成一厚度不超过1cm的泥层。
[0041] 杀菌干燥隧道的顶面间隔设置有多个紫外线灯和红外线照射灯，杀菌干燥隧道的顶面设置有抽气口，用于抽离杀菌干燥隧道中的水汽，杀菌干燥后得到三级污泥，三级污泥的含水率控制在10～15％。
[0042] 由于二级污泥中存在大量的
微生物和细菌等，如直接使用严重影响后续步骤的进行以及成纸的质量，因此，对二级污泥进行灭菌龙为重要，现有技术有多种灭菌
处方法中，但是，由于造纸厂每日产生数百吨的造纸污泥，数量极期巨大，一般的灭菌方法的成本非常高，灭菌效率也非常低，并不适用于这种超大吨量处理，本发明是将造纸污泥处理去杂和脱水减量之后，再通过输送带连续输送，再使其容积略大于输送带的通过杀菌干燥隧道，在灭菌的同时进一步干燥，本发明的处理方法将灭菌和干燥同时进行，处理能力达到1-300吨/天，对二级污泥的灭菌能力和干燥能力非常强，且能耗低，连续运行成本低。对于日处理量超过200吨的情况，可以适当加长杀菌干燥隧道的长度以解决问题，也可以采用上下双层输送带的设计，即具有一上层输送带和一下层输送带，也可以采用左右并行两个输送带的设计，即具有左右两个输送带。
[0043] 配制填料浆步骤，把三级污泥投进配制池，同时投入浓度为6～8％的糯米灰浆、三聚氰胺粉和改性剂，糯米灰浆、三聚氰胺粉和改性剂的重量投入比例是，每吨三级污泥投入50-100千克灰浆、1-3千克三聚氰胺粉和1-3千克改性剂，改性剂选用分子量为60万至90万的聚丙烯酰胺聚合物，搅拌0.5～1小时，使其中的污泥柔化，制得填料浆，填料浆的污泥颗粒的平均粒径控制在7～15μm；本发明先将三级污泥制成填料浆，以代替传统纸浆中所需要的填料，其中，糯米灰浆与三级污泥内的泥质混合后形成粘土类物质，而三聚氰胺粉和聚丙烯酰胺聚合物会三级污泥内的短纤维粘附在三级污泥内的泥质表面，并使短纤维均匀分散并掺杂于粘土类物质内部，使其呈软
棉状，即污泥柔化，避免形成的粘土类物质凝结成
块。
[0044] 絮聚步骤，通过管道将填料浆输送至絮聚池，在输送过程通过多个设置在管道的加添口向管道内的填料浆加入两性偏阴性三元助留剂，两性偏阴性三元助留剂选用两性偏阴立体结构聚丙烯酰胺，其分子量为300～450万，浓度为0.02～0.04％。两性偏阴性三元助留剂的注入速度为1-3克/分钟，由于输送填料浆的管道较长，且中间多有转弯，两性偏阴性三元助留剂的注入能够避免其中的污泥出现凝结或沉淀，在絮聚池中加入使用动物皮革制成的胶原纤维浆，胶原纤维浆的浓度控制在20-30％，胶原纤维浆中的纤维长度控制在2-3mm，搅拌均匀，胶原纤维浆与填料浆产生絮聚作用，胶原纤维浆中的纤维较长，在搅拌过程中，在两性偏阴性三元助留剂的牵引作用下，填料浆中的短纤维会与胶原纤维浆中的纤维产生
电子力，从而使填料浆中的短纤维会与胶原纤维浆中的纤维平行并合，即胶原纤维浆中的一根纤维会
吸附1-3根短纤维，并使短纤维平行吸附其表面，称之为絮聚，但是胶原纤维浆中的一根纤维与短纤维之间的电子力并不强，因此不会凝结成块，反而会使其中的污泥得以改性并具有弱粘性，得到粘性填料浆；
[0045] 配浆步骤，把使用废纸制成的废纸纸浆和粘性填料浆按重量比例送入配浆池配浆，废纸纸浆的浓度控制在20-30％，配浆比例为每吨废纸纸浆配0.1-0.2吨粘性填料浆，持续搅拌0.1～0.2小时，制得混合浆；
[0046] 抄造步骤，把混合浆泵送至造纸生产线的网部，经过抄造成型、压榨、表面施胶、烘干等步骤之后，得到原纸，纸浆制成原纸的步骤为现有技术，在此不再进行过多赘述。
[0047] 表面改性步骤，将原纸输送至涂布机进行涂布，涂布量为16.5～18.5g/m2，在原纸表面附着一涂层，经过烘干后在原纸表面形成一高韧性的增强层，以进一步增强原纸的韧性的强度。
[0048] 涂层按重量百分比包括环氧丙烯酸酯20-30％、三聚氰胺粉10-20％、固含量为7-10％的水性PU胶10-20％以及水余量，得到表面改性原纸。
[0049] 压光步骤，把表面改性原纸输送至压光机进行压光，压光过程将压力控制在150～190kN/m2，压光
温度控制在110-120℃。得到重型包装牛卡纸。
[0050] 其中，以超低运行成本实现造纸污泥的脱水、灭菌和干燥，且使用造纸污泥生产重型包装牛卡纸而产生的运行成本低于直接焚烧或填埋的成本，即循环使用造纸污泥产生更高的生产效益，这是循环使用造纸污泥的关键技术点之一。为进一步公开本发明，以下对高速离心桶1进行具体说明。
[0051] 高速离心桶1的中部设置有转轴10，转轴10的上部和下部固定有传动齿轮，转轴10中部从内到外依次设置有内桶14、中桶15和外桶16，内桶14中空且封闭，内桶14与中桶15之间的圆环形空间形成离水室11，中桶15与外桶16之间的的圆环形空间形成集水室12，中桶15的壁体选用密布飞水孔13的钢板，外桶16的底面底于中桶15的底面，外桶16的下部形成一集水腔，外桶16的底部设置有排水口，通过排水口排出集水腔的积水。
[0052] 在离心脱水步骤中，将一级污泥泵送进入离水室11中，在高速离心桶1旋转时，一级污泥内的水分在离心力作用下通过中桶15的飞水孔13飞入集水室12中，更多的是直接喷射到外桶16的壁体，经过外桶16的壁体阻挡后下流至下部的集水腔中。利用一内桶14占空中心区，同时作为平衡中心，中间的圆环形区作为离水室11的设计，使高速离心桶1在启动并开始旋转时更加平衡，在启动后能够在5-10秒内直接
加速并进入到高速旋转状态，既减少设备损耗，又提高脱水效率，且不会产生较大的偏离力，脱水过程稳定，噪音小。
[0053] 集水室12中插装有至少一替换使用的圆筒形状的不锈钢网，不锈钢网密封布有细网孔，中桶15的壁体的飞水孔13的孔径为3-5mm，中桶15的壁体的飞水孔13采用大孔径设计，能够避免飞水孔13阻塞，在使用过程不需要清洗，不会产生堵塞，在高速离心桶1是能够连续工作的，中间不需要停机清洗高速离心桶1的。而不锈钢网的细网孔的孔径控制在0.1-0.3mm，不锈钢网贴紧于中桶15的壁体的外表面，不锈钢网采用孔径小于短纤维长度的细网孔设计，在实现脱水功能的同时有效阻隔短纤维流失。
[0054] 在完成离心脱水步骤后，先推出离水室11内的二级污泥后，再将其中的不锈钢网从中桶15外壁拆卸出来，将替换使用的不锈钢网再插装到中桶15外壁，即可再次向离水室11再注入一级污泥，在更换不锈钢网的过程同时通过排水口排除集水腔内的积水，高速离心桶1是能够连续工作的。
[0055] 对于每次完全脱水后替换出来的不锈钢网，通过高压水枪冲洗即可清洗干净，清洗简单方便，不锈钢网循环使用的。
[0056] 较佳的，中桶15的壁体的外表面从内到外依次套装有3个以上替换使用的圆筒形状的不锈钢网，内外相邻的两个不锈钢网间隔1-2mm，不锈钢网的细网孔相互错开或部分重叠，外层的不锈钢网的细网孔的孔径小于相邻内层的不锈钢网的细网孔的孔径，此种设计可以进一步减少短纤维的流失。
[0057] 离水室11的底部安装有推泥板17、上部开设有开口，推泥板17为圆环形状，且推泥板17与离水室11的内腔形状相匹配，推泥板17底部田连接有由液压驱动的推杆，开口安装有一顶盖。在离心脱水步骤中，在一级污泥填满离水室11后再锁紧顶盖，将一级污泥的液面高度达控制在离水室11的总高度的95-100％，最好是控制一级污泥填满离水室11，即在顶盖锁盖后顶盖贴紧离水室11的液面，再控制高速离心桶1高速旋转，启动加速时更快更稳定，此种方法使高速离心桶1在启动起更加稳定和平衡，通过高速离心桶1的高速旋转使一级污泥脱水。
[0058] 较佳的，顶盖的底面安装有环形的弹性气囊，在顶盖锁盖后，弹性气囊压入离水室11中，弹性气囊压紧于注入在离水室11内的一级污泥的液面，在注入一级污泥时，一级污泥的液面高度控制在离水室11的总高度的
[0059] 95-98％，避免在注入一级污泥和锁紧顶盖时一级污泥外溢。
[0060] 在完成脱水后再打开顶盖，通过旋转装置将高速离心桶1旋转100-120度，使离水室11的开口倾斜向下，通过液压推杆推动推泥板17朝向开口移动，将离水室11内的污泥推出开口，收集得到二级污泥，二级污泥的收集简单方便。
[0061] 以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本
说明书内容不应理解为对本发明的限制。
