用于減少流出物或過(guò)濾物中的磷的方法和系統(tǒng)與流程

本發(fā)明涉及減少來(lái)自過(guò)程的流出物或過(guò)濾物中的磷的方法，所述過(guò)程包括條件為酸性的至少一個(gè)階段。本發(fā)明還涉及減少來(lái)自過(guò)程(尤其是化學(xué)制漿過(guò)程)的流出物或過(guò)濾物中的磷的系統(tǒng)。

發(fā)明背景

漿料或造紙廠或其他產(chǎn)生流出物的車間中產(chǎn)生的流出物通常在廢水處理車間中處理以減少可能對(duì)環(huán)境有害的化合物(例如磷)的含量。磷必須從工廠排入環(huán)境(例如水系統(tǒng))的流出物中移除以防止污染。由于限制磷排放的環(huán)境法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)，需要減少?gòu)墓S輸送到廢水處理車間并最終進(jìn)入環(huán)境的流出物中的磷含量。

移除磷的傳統(tǒng)解決方案涉及例如三級(jí)處理或使用磷濃縮(P-濃縮)微生物。三級(jí)處理的缺點(diǎn)是高投入和操作成本。P-濃縮微生物在厭氧培養(yǎng)基中工作，這使得所需操作變得復(fù)雜并且涉及對(duì)待使用流出物的特殊處理。

因此發(fā)明人認(rèn)識(shí)到需要減少來(lái)自過(guò)程例如化學(xué)制漿過(guò)程的流出物中的磷的方法。

發(fā)明目的

本發(fā)明目的是提供減少來(lái)自過(guò)程的流出物或過(guò)濾物中的磷的新型方法，所述過(guò)程包括條件為酸性的至少一個(gè)階段。此外，本發(fā)明目的是提供減少來(lái)自過(guò)程(特別是化學(xué)制漿過(guò)程)的流出物或過(guò)濾物中的磷的系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于本發(fā)明的方法，特征如權(quán)利要求1所述。

基于本發(fā)明的系統(tǒng)，特征如權(quán)利要求14所述。

附圖簡(jiǎn)述

包括附圖以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，附圖構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，舉例說(shuō)明本發(fā)明的一些實(shí)施方式，與說(shuō)明書(shū)一起幫助解釋本發(fā)明的原理。在附圖中：

圖1是減少來(lái)自過(guò)程的流出物或過(guò)濾物中的磷的方法的流程圖，所述過(guò)程包括條件為酸性的至少一個(gè)階段。

圖2是用于減少來(lái)自化學(xué)制漿過(guò)程的流出物或過(guò)濾物中的磷的系統(tǒng)的示意圖，所述過(guò)程包括條件為酸性的至少一個(gè)階段。

發(fā)明詳述

本發(fā)明涉及減少來(lái)自過(guò)程的流出物或過(guò)濾物中的磷的方法，所述過(guò)程包括條件為酸性的至少一個(gè)階段，其中所述方法包括步驟：

a)從條件為酸性的階段中獲取流出物或過(guò)濾物的第一部分；

b)從條件為酸性的相同或不同階段中獲取流出物或過(guò)濾物的第二部分；

c)用堿性試劑將所述流出物或過(guò)濾物的所述第一部分的pH調(diào)節(jié)為堿性；

d)允許磷以磷酸鹽的形式沉淀；

e)用離心力分離所述沉淀以產(chǎn)生純化的流出物或過(guò)濾物；和

f)將純化的流出物或過(guò)濾物與所述流出物或過(guò)濾物的所述第二部分合并。

本文中，術(shù)語(yǔ)“流出物”或“過(guò)濾物”應(yīng)理解為表示含磷的水性液體，所述磷待完全移除或部分移除。

本文中，術(shù)語(yǔ)“流出物”還應(yīng)理解為表示獲自過(guò)程并且從所述過(guò)程排出的廢液。流出物在排出前通常通過(guò)廢水處理來(lái)處理以達(dá)到純化目的。廢水處理可在化學(xué)漿料工廠的水處理車間進(jìn)行。流出物還可表示例如漂白流出物或過(guò)濾物，其待排出或在排出前通過(guò)廢水處理來(lái)處理以達(dá)到純化目的。

本文中，術(shù)語(yǔ)“過(guò)濾物”還可理解為表示固體懸浮物通過(guò)過(guò)濾處理、漂浮處理或任何其他處理而從其中移除的流出物。因此術(shù)語(yǔ)“過(guò)濾物”不必然暗示所述固體懸浮物例如纖維通過(guò)過(guò)濾而被移除。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述沉淀用至少40x g、或至少150x g、或至少500x g、或至少1000x g、或至少1500x g、或至少2000x g、或至少2600x g的相對(duì)離心力(RCF)分離。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述沉淀用離心力分離至少5秒、或至少10秒、或至少1分鐘、或至少2分鐘、或至少3分鐘。

應(yīng)用離心力的時(shí)間可取決于例如所用的相對(duì)離心力。例如，所述沉淀可用至少40x g的相對(duì)離心力(RCF)分離至少3分鐘，或用至少150x g或至少2600x g的相對(duì)離心力(RCF)分離至少5秒、或至少1分鐘。

在一個(gè)實(shí)施方式中，用離心裝置分離沉淀，所述離心裝置例如分離器、傾析離心機(jī)、或使用離心力的任何其他裝置。

在一個(gè)實(shí)施方式中，沉淀用分離器或傾析離心機(jī)分離。

在一個(gè)實(shí)施方式中，離心裝置為連續(xù)離心裝置。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法還包括步驟g)：回收獲自步驟e)的沉淀。

回收沉淀可進(jìn)一步再加工用于最終使用或排出。

原則上，過(guò)程可為涉及天然含磷材料處理的任何過(guò)程，例如造紙過(guò)程、織物纖維過(guò)程、或化學(xué)熱機(jī)械制漿過(guò)程，只要其包含產(chǎn)生酸性過(guò)濾物或流出物的至少一個(gè)階段即可。

該方法可用于化學(xué)制漿廠，其中化學(xué)漿料使用所謂硫酸鹽或牛皮紙(kraft)制漿法制備。

本文中，術(shù)語(yǔ)“漿料”應(yīng)理解為表示木質(zhì)纖維素纖維材料，其通過(guò)從天然纖維基材料中化學(xué)或機(jī)械分離纖維素纖維來(lái)制備。所謂的牛皮紙或硫酸鹽制漿法可用于生產(chǎn)漿料。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述過(guò)程是化學(xué)制漿過(guò)程。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述過(guò)程是牛皮紙制漿過(guò)程。

在一個(gè)實(shí)施方式中，流出物或過(guò)濾物從化學(xué)制漿廠例如牛皮紙制漿廠的纖維生產(chǎn)線運(yùn)行排出。

牛皮紙制漿廠的運(yùn)行通常分為纖維生產(chǎn)線、化學(xué)回收系統(tǒng)和廢水處理。纖維生產(chǎn)線運(yùn)行通常包括燒煮、粗漿洗滌(brownstock)(從漿料中洗去廢燒煮化學(xué)品)、氧脫木素、漂白和漿料干燥。在許多常規(guī)牛皮紙制漿廠，燒煮、粗漿洗滌、氧脫木素以及打結(jié)和篩選階段的pH是堿性。獲自該階段的任何流出物或過(guò)濾物通常為堿性。一個(gè)或多個(gè)漂白階段的pH通常為酸性。因此獲自漂白階段的流出物或過(guò)濾物可為酸性或堿性，這取決于具體階段和其中所用的化學(xué)品。

在一個(gè)實(shí)施方式中，流出物或過(guò)濾物獲自所述過(guò)程的第一階段，其中條件為酸性。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在獲自條件為酸性的所述過(guò)程的第一階段的流出物或過(guò)濾物中發(fā)現(xiàn)通常非常高的磷含量。例如，流出物或過(guò)濾物的磷濃度可為5–20mg/l,或9-16mg/l。因此從條件為酸性的過(guò)程的第一階段獲取流出物或過(guò)濾物將非常有用。在該實(shí)施方式中，所述過(guò)程的流出物或過(guò)濾物中的磷含量可顯著降低，即使僅僅那些從條件為酸性的過(guò)程的第一階段獲取的流出物或過(guò)濾物(或其部分)用本發(fā)明所述方法進(jìn)行處理。

流出物或過(guò)濾物的第一部分和流出物或過(guò)濾物的第二部分可獲自條件為酸性的過(guò)程的相同階段。其還可獲自條件為酸性的過(guò)程的兩個(gè)或更多不同階段。

在一個(gè)實(shí)施方式中，流出物或過(guò)濾物的第一部分獲自條件為酸性的第一階段；并且流出物或過(guò)濾物的第二部分獲自條件為酸性的第二和/或后續(xù)階段。

在一個(gè)實(shí)施方式中，流出物或過(guò)濾物的第一部分獲自條件為酸性的所述過(guò)程的第一階段。

在一個(gè)實(shí)施方式中，流出物或過(guò)濾物的第一部分和/或第二部分包含獲自條件為酸性的階段的流出物或過(guò)濾物，向該流出物或過(guò)濾物中加入堿性流出物或過(guò)濾物。該實(shí)施方式中，流出物或過(guò)濾物的所述第二部分的pH在步驟f)之前可不為堿性。流出物或過(guò)濾物的第一部分的pH可在步驟c)之前已經(jīng)通過(guò)加入或混合堿性流出物或過(guò)濾物而變?yōu)閴A性，因?yàn)槿魏吻闆r下pH都將調(diào)節(jié)為堿性。堿性流出物或過(guò)濾物可獲自條件為堿性的過(guò)程的階段。堿性流出物可在步驟a)、b)、b1)、和/或c)之前加入或混合入獲自條件為酸性的階段的流出物或過(guò)濾物中。堿性流出物或過(guò)濾物還可在步驟f)之前加入或混合入第二部分，只要流出物或過(guò)濾物的所述第二部分的pH在步驟f)前不為堿性。

在一個(gè)實(shí)施方式中，流出物或過(guò)濾物獲自化學(xué)制漿廠纖維生產(chǎn)線操作的第一階段，其中條件為酸性?；瘜W(xué)制漿廠可為例如牛皮紙制漿廠。

在一個(gè)實(shí)施方式中，流出物或過(guò)濾物是酸性漂白過(guò)濾物或酸性漂白流出物。此類酸性漂白流出物或酸性漂白過(guò)濾物通常獲自化學(xué)制漿過(guò)程。

在一個(gè)實(shí)施方式中，酸性漂白流出物或酸性漂白過(guò)濾物是獲自所述第一酸性漂白階段的酸性漂白流出物或酸性漂白過(guò)濾物。

通常，獲自第一酸性漂白階段的酸性漂白過(guò)濾物中發(fā)現(xiàn)有非常高的磷含量。因此其可在從第一酸性漂白階段獲取酸性漂白過(guò)濾物中非常有用。該實(shí)施方式中，來(lái)自所述過(guò)程的流出物的磷含量可被顯著降低，即使僅對(duì)來(lái)自第一酸性漂白階段的酸性漂白過(guò)濾物或其部分進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明方法的處理。

在本文中，術(shù)語(yǔ)“漂白階段”可表示粗漿階段之后的任何階段，并且應(yīng)理解為也包括氧脫木質(zhì)素階段，其選擇性移除木質(zhì)素、己烯糖醛酸和/或金屬。本文中，術(shù)語(yǔ)“漂白階段”還可表示氧階段后緊接的任何階段。第一漂白階段可為堿性或酸性階段。通常其為酸性A階段，之后為D階段，二者之間無(wú)需洗滌階段。這是所謂的A/D1漂白階段。

在一個(gè)實(shí)施方式中，過(guò)濾物是A、D、D1、A/D或A/D1漂白過(guò)濾物或任何其他酸性漂白過(guò)濾物?！癆”應(yīng)理解為表示酸性漂白階段。“D”應(yīng)理解為表示二氧化氯漂白階段。A、D和D1階段可為彼此分開(kāi)的階段；但本文各A、D和D1階段應(yīng)理解為漂白階段。

酸性流出物還可獲自對(duì)未漂白漿料的酸化處理，該處理在漂白之前、粗漿洗滌和氧脫木質(zhì)素單元的氧處理之后進(jìn)行。該酸性流出物還通常含有溶解的磷化合物。

過(guò)濾物還可為獲自粗漿洗滌之后對(duì)未漂白漿料的酸化處理的酸性過(guò)濾物，進(jìn)行該處理以在漂白之前溶解漿料中包含的酸溶性磷化合物。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法包括以下步驟:

a)從條件為酸性的階段中獲取流出物或過(guò)濾物；

b1)將所述流出物或過(guò)濾物分為第一部分和第二部分；

c)用堿性試劑將所述流出物或過(guò)濾物的所述第一部分的pH調(diào)節(jié)為堿性；

d)允許磷以磷酸鹽的形式沉淀；

e)用離心力分離所述沉淀以產(chǎn)生純化的流出物或過(guò)濾物；和

f)將純化的流出物或過(guò)濾物與所述流出物或過(guò)濾物的所述第二部分合并。

步驟b1)中，流出物或過(guò)濾物可被劃分，例如將流出物或過(guò)濾物的流分為兩個(gè)單獨(dú)的流。第一流可輸送至步驟c)-e)以獲得純化的流出物或過(guò)濾物的流；然后流出物或過(guò)濾物的第二流可與純化的流出物或過(guò)濾物的流合并。

在一個(gè)實(shí)施方式中，獲自步驟a)的流出物或過(guò)濾物的pH低于7；或低于6；或低于3。

在一個(gè)實(shí)施方式中，獲自步驟b)的流出物或過(guò)濾物的pH低于7；或低于6；或低于3。

在一個(gè)實(shí)施方式中，獲自步驟b1)的流出物或過(guò)濾物的pH低于7；或低于6；或低于3。

在一個(gè)實(shí)施方式中，獲自步驟a)和步驟b)或b1)的流出物或過(guò)濾物的pH低于7；或低于6；或低于3。

在一個(gè)實(shí)施方式中，獲自步驟a)、b)和/或b1)的流出物或過(guò)濾物的pH為1-7；或2–7；或1-6；或2–6；或1–3；或2–3。

在一個(gè)實(shí)施方式中，流出物或過(guò)濾物的第一部分的pH在步驟c)中調(diào)節(jié)為8–14；或8–11；或9–10；或9.2–9.8。

當(dāng)流出物或過(guò)濾物的第一部分的pH調(diào)節(jié)為堿性時(shí)，磷發(fā)生沉淀，通常為磷酸鈣。沉淀的磷酸鈣中的鈣源可為流出物或過(guò)濾物中原本含有的鈣和/或引入所述流出物或過(guò)濾物的第一部分中作為堿性試劑組分的鈣。因此沉淀通常含有磷酸鈣。沉淀還可含有其他磷酸鹽，例如磷酸氫鈣；碳酸鈣；硫酸鈣；有機(jī)磷化合物；和/或其他沉淀/共沉淀的組分。

堿性試劑可為能將所述流出物或過(guò)濾物的第一部分的pH提高至磷可沉淀的pH的任何試劑。堿性試劑可為溶液例如水溶液，固體或其混合物。

在一個(gè)實(shí)施方式中，堿性試劑為

CaO；

堿金屬氫氧化物例如NaOH；

Ca(OH)₂；

NH₄OH；

堿性流出物或過(guò)濾物；

堿性漂白流出物或過(guò)濾物；或

其粉末、水溶液、或任何混合物。

在一個(gè)實(shí)施方式中，堿性試劑為固體CaO。

在一個(gè)實(shí)施方式中，堿性試劑是CaO的水溶液、堿金屬氫氧化物例如NaOH的水溶液、Ca(OH)₂的水溶液、NH₄OH的水溶液，或其混合物。

堿性試劑還可為固體和水溶液的混合物。

若堿性試劑為Ca(OH)₂、CaO、其粉末、水溶液或任何混合物，其中所含的鈣離子中至少一些可與所述流出物或過(guò)濾物的第一部分中所含的磷發(fā)生沉淀。

堿性試劑可為用于調(diào)節(jié)廢水pH的堿性試劑，例如Ca(OH)₂水溶液。

堿性試劑的濃度可不同。然而，對(duì)于需要加入小體積堿性試劑來(lái)調(diào)節(jié)pH至堿性的應(yīng)用，相對(duì)強(qiáng)的堿性試劑或含高濃度堿性試劑的水溶液可具有額外的實(shí)用性。因此可避免體積增加和沉淀溶解。例如，若使用Ca(OH)₂水溶液作為堿性試劑，Ca(OH)₂水溶液的濃度優(yōu)選至少2g/l，或更優(yōu)選至少20g/l。更優(yōu)選堿性試劑為固體CaO。

在步驟c)中，所述流出物或過(guò)濾物的第一部分可與堿性試劑混合。所述混合通常加速磷沉淀。所述混合可例如通過(guò)攪拌實(shí)現(xiàn)。還可用適于將堿性試劑與所述流出物或過(guò)濾物的第一部分進(jìn)行混合的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)所述混合。此類裝置可為例如包括混合器件的罐或管道。混合器件可為例如混合器、混合臂或攪拌器。此類裝置還可為例如安裝有一個(gè)或多個(gè)噴管的管道，所述噴管用于將堿性試劑注入酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分可能流動(dòng)的管道中。

步驟c)的溫度可設(shè)定為例如25-90℃。提高溫度可增加沉淀。

在沉淀用離心力與流出物或過(guò)濾物的所述第一部分分離后，由此獲得的純化的流出物或過(guò)濾物中具有的磷含量顯著下降。磷的移除通常非常有效，以至于可認(rèn)為所獲純化的流出物或過(guò)濾物基本不含磷。

可能并非總是需要從流出物或過(guò)濾物中完全消除磷，尤其是流出物或過(guò)濾物隨后輸送到廢水處理車間的情況中。許多廢水處理車間利用細(xì)菌過(guò)程來(lái)處理廢水，其優(yōu)選或甚至必需實(shí)現(xiàn)流出物或過(guò)濾物中低含量的磷。此外，可能僅處理流出物或過(guò)濾物的第一部分足以顯著降低流出物或過(guò)濾物中的磷含量。例如，為了顯著降低全過(guò)程所獲流出物或過(guò)濾物的總體積中的磷，并非必須對(duì)獲自該過(guò)程的所有酸性流出物或過(guò)濾物都進(jìn)行處理。

在一個(gè)實(shí)施方式中，流出物或過(guò)濾物的第一部分由流出物或過(guò)濾物的總體積的2–95％(v/v)；5–95％(v/v)；5–50％(v/v)；或10–40％(v/v)組成。本文中，流出物或過(guò)濾物的總體積應(yīng)理解為由第一和第二部分的總體積組成。

即使相比流出物或過(guò)濾物的總體積而言該流出物或過(guò)濾物的第一部分是相當(dāng)小的部分，仍可獲得流出物或過(guò)濾物中磷的顯著下降。

可對(duì)流出物或過(guò)濾物的第一和第二部分或其體積比進(jìn)行選擇，從而使例如磷的濃度、所述部分的pH和/或合并的純化的流出物或過(guò)濾物與流出物或過(guò)濾物的第二部分的pH為最優(yōu)化。

在一個(gè)實(shí)施方式中，流出物或過(guò)濾物的第一部分比第二部分的具有更高的磷含量或濃度。

在一個(gè)實(shí)施方式中，流出物或過(guò)濾物的第一部分的磷濃度為5-20mg/l；或9-16mg/l。

在一個(gè)實(shí)施方式中，流出物或過(guò)濾物的第一部分獲自條件為酸性并且磷含量或濃度最高的階段。

步驟f)可在過(guò)程的任何階段進(jìn)行，然后在廢水處理車間對(duì)步驟f)獲得的合并物進(jìn)行后中和，其中進(jìn)行所述后中和是為了調(diào)節(jié)適合好氧處理的pH。所述后中和通常在曝氣池之前進(jìn)行。例如，其可在纖維生產(chǎn)線上、初步澄清處理之前或曝氣之前的任何其他階段處進(jìn)行。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法還包括步驟h)：將獲自步驟f)的純化的流出物或過(guò)濾物與流出物或過(guò)濾物的第二部分的合并物輸送至廢水處理或排出。

獲自步驟f)的純化的流出物或過(guò)濾物和流出物或過(guò)濾物的第二部分的合并物可直接輸送至廢水處理例如至廢水處理車間，或排出。若需要，獲自步驟f)的純化的流出物或過(guò)濾物和流出物或過(guò)濾物的第二部分的合并物的pH還可進(jìn)一步調(diào)節(jié)至例如中性pH。

在一個(gè)實(shí)施方式中，獲自步驟f)的純化的流出物或過(guò)濾物和流出物或過(guò)濾物的第二部分的合并物的pH為中性或接近中性。

在一個(gè)實(shí)施方式中，獲自步驟f)的純化的流出物或過(guò)濾物和流出物或過(guò)濾物的第二部分的合并物的pH范圍為6-8或6.5-7.5。

在一個(gè)實(shí)施方式中，獲自步驟f)的純化的流出物或過(guò)濾物和流出物或過(guò)濾物的第二部分的合并物的pH調(diào)節(jié)為中性或接近中性。

在一個(gè)實(shí)施方式中，獲自步驟f)的純化的流出物或過(guò)濾物和流出物或過(guò)濾物的第二部分的合并物的pH范圍調(diào)節(jié)為6-8或6.5-7.5.

如果純化的流出物或過(guò)濾物與流出物或過(guò)濾物的第二部分合并，流出物或過(guò)濾物的第二部分通常能將pH調(diào)節(jié)至較低水平。因此所得的合并物的pH可為中性或接近中性pH。根據(jù)例如純化的流出物或過(guò)濾物的體積與流出物或過(guò)濾物的第二部分的體積之比，獲自步驟f)的純化的流出物或過(guò)濾物和流出物或過(guò)濾物的第二部分的合并物的pH還可進(jìn)一步調(diào)節(jié)。合適的中和試劑可用于調(diào)節(jié)流出物的pH。中和試劑可為堿性試劑或酸性試劑。

在一個(gè)實(shí)施方式中，用于調(diào)節(jié)獲自步驟f)的純化的流出物或過(guò)濾物和流出物或過(guò)濾物的第二部分的合并物的pH的堿性試劑與用于在步驟c)中調(diào)節(jié)流出物或過(guò)濾物的第一部分的pH至堿性的堿性試劑相同。

步驟g)和h)可同時(shí)進(jìn)行或以任何順序進(jìn)行。

本發(fā)明還涉及用于減少來(lái)自化學(xué)制漿過(guò)程的流出物或過(guò)濾物中的磷的系統(tǒng)，所述過(guò)程包括條件為酸性的至少一個(gè)階段，其中所述系統(tǒng)包括：

用于燒煮漿料的消化裝置；

用于清洗漿料的清洗裝置；

漂白裝置，其包含用于從獲自條件為酸性的漂白階段的漿料中分離酸性流出物或過(guò)濾物的裝置；

用于從所述酸性流出物或過(guò)濾物中移除磷的純化裝置；

用于從漿料中分離流出物或過(guò)濾物的所述裝置和所述純化裝置之間的第一導(dǎo)管，其用于將所述酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分從用于分離流出物或過(guò)濾物與漿料的所述裝置輸送到所述純化裝置；

用于輸送所述酸性流出物或過(guò)濾物的第二部分的第二導(dǎo)管；

所述純化裝置包括適用于混合堿性試劑與所述酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分并允許磷以磷酸鹽的形式沉淀的裝置，和用于分離所述沉淀以產(chǎn)生純化的流出物或過(guò)濾物的離心裝置；和

用于合并純化的流出物或過(guò)濾物與酸性流出物或過(guò)濾物的第二部分的裝置。

在一個(gè)實(shí)施方式中，第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管均連接至從獲自條件為酸性的漂白階段的紙漿中分離流出物或過(guò)濾物的裝置。在一個(gè)實(shí)施方式中，第一導(dǎo)管連接至從獲自條件為酸性的漂白階段的紙漿中分離流出物或過(guò)濾物的裝置，并且第二導(dǎo)管連接至第一導(dǎo)管。在一個(gè)實(shí)施方式中，第二導(dǎo)管連接至從獲自條件為酸性的漂白階段的紙漿中分離流出物或過(guò)濾物的裝置，并且第一導(dǎo)管連接至第二導(dǎo)管。在該實(shí)施方式中，第一和第二導(dǎo)管可直接或間接連接。因此，在從漿料中分離流出物或過(guò)濾物的裝置至適于混合堿性試劑與酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分并允許磷以磷酸鹽的形式沉淀的裝置之間有流體連通；并且在適于混合堿性試劑與酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分并允許磷以磷酸鹽的形式沉淀的裝置至用于分離沉淀以產(chǎn)生純化的流出物或過(guò)濾物的離心裝置之間有流體連通。在用于分離沉淀以產(chǎn)生純化的流出物或過(guò)濾物的離心裝置至用于合并純化的流出物或過(guò)濾物與酸性流出物或過(guò)濾物的第二部分的裝置之間也有流體連通。

用于合并純化的流出物或過(guò)濾物與酸性流出物或過(guò)濾物的第二部分的裝置可包含例如第三導(dǎo)管，其用于從離心裝置輸送純化的流出物或過(guò)濾物。其還可包含用于連通第三導(dǎo)管和第二導(dǎo)管的器件，其中第三導(dǎo)管用于從離心裝置輸送純化的流出物或過(guò)濾物，第二導(dǎo)管用于輸送酸性流出物或過(guò)濾物的第二部分。合并純化的流出物或過(guò)濾物與酸性流出物或過(guò)濾物的第二部分的裝置還可包含例如混合器、罐或盆(basin)，其中第三和第二導(dǎo)管通過(guò)其連接。第三和第二導(dǎo)管可直接或間接連接。

所述系統(tǒng)還可包含用于各種流體的泵、合適的管道、罐和/或混合器。其還可包含例如用于干燥漂白的漿料的干燥裝置、化學(xué)回收系統(tǒng)和/或化學(xué)制漿廠的其他組件?；瘜W(xué)回收系統(tǒng)可包括堿循環(huán)和石灰循環(huán)系統(tǒng)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，漂白裝置包含從獲自漂白階段的漿料分離流出物或過(guò)濾物的裝置，用于分離獲自條件為酸性的第一漂白階段的酸性流出物或過(guò)濾物。

在一個(gè)實(shí)施方式中，從獲自漂白階段的漿料分離流出物或過(guò)濾物的裝置是過(guò)濾裝置，其用于過(guò)濾獲自漂白階段的酸性流出物或過(guò)濾物。

在其他實(shí)施方式中，從獲自漂白階段的漿料分離流出物或過(guò)濾物的裝置可為壓力機(jī)、擠漿機(jī)、鼓狀置換器洗滌器或能分離漿料和流出物或過(guò)濾物的任何其他裝置。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)包含：

用于燒煮漿料的消化裝置；

用于清洗漿料的清洗裝置；

漂白裝置，其包含用于從獲自條件為酸性的漂白階段的漿料中分離流出物或過(guò)濾物的裝置；和

第一導(dǎo)管，其用于從將流出物或過(guò)濾物與漿料分離的裝置輸送酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分；

用于從所述酸性流出物或過(guò)濾物中移除磷的純化裝置；

用于輸送所述酸性流出物或過(guò)濾物的第二部分的第二導(dǎo)管；

其中所述第一導(dǎo)管的第一末端連接至從漿料中分離流出物或過(guò)濾物的裝置，并且所述第一導(dǎo)管的第二末端連接至純化裝置；

所述純化裝置包括適用于混合堿性試劑與所述酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分并允許磷以磷酸鹽的形式沉淀的裝置；用于分離所述沉淀以產(chǎn)生純化的流出物或過(guò)濾物的離心裝置；和用于從純化裝置輸送純化的流出物或過(guò)濾物的第三導(dǎo)管；和

所述第三導(dǎo)管連接至用于合并純化的流出物或過(guò)濾物與酸性流出物或過(guò)濾物的第二部分的第二導(dǎo)管。

第一、第二和第三導(dǎo)管可直接或間接連接至系統(tǒng)的各個(gè)組件。

各第一、第二和第三導(dǎo)管可包含例如管或用于建立流體連通的任何其他器件。

在一個(gè)實(shí)施方式中，適于混合堿性試劑與酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分的裝置包含用于引入堿性試劑的導(dǎo)管。其還可包括用于混合堿性試劑與酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分的裝置。此類裝置可為例如安裝有一個(gè)或多個(gè)噴管的管道，所述噴管用于將堿性試劑注入酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分可能流動(dòng)的管道中。

堿性試劑可為上述任何堿性試劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，堿性試劑為

CaO；

堿金屬氫氧化物，例如NaOH；

Ca(OH)₂；

NH₄OH；

堿性流出物或過(guò)濾物；

堿性漂白流出物或過(guò)濾物；或

其粉末、水溶液、或任何混合物。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)包含反應(yīng)器，其用于將堿性試劑與酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分接觸以實(shí)現(xiàn)磷的沉淀。所述反應(yīng)器可安裝有一個(gè)或多個(gè)噴管用于將堿性試劑注入所述反應(yīng)器中。因此堿性試劑可通過(guò)將其注入酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分的流體中而連續(xù)引入。在反應(yīng)器中，酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分可在管中流動(dòng)并且堿性試劑可注入所述流體中。

離心裝置可為使用離心力的任何裝置。離心裝置使用離心力從通過(guò)混合堿性試劑與酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分所得的混合物中分離沉淀。

在一個(gè)實(shí)施方式中，離心裝置是分離器或傾析離心機(jī)。

系統(tǒng)還可包括用于回收沉淀的裝置，例如固體排出裝置。

第二導(dǎo)管和第三導(dǎo)管可通過(guò)使用例如合適的管狀連接或附件來(lái)彼此連接。其還可通過(guò)罐、混合器或盆來(lái)連接，用于合并和/或混合純化的流出物或過(guò)濾物與酸性流出物或過(guò)濾物的第二部分。

所述系統(tǒng)還可包含用于使獲自步驟f)的純化的流出物或過(guò)濾物和流出物或過(guò)濾物的第二部分的合并物流至廢水處理車間或排出的管道或?qū)Ч堋?/p>

本發(fā)明中所述實(shí)施方式可任意相互組合使用。其中幾個(gè)實(shí)施方式可組合以進(jìn)一步形成本發(fā)明的其他實(shí)施方式。本發(fā)明所涉及的方法或系統(tǒng)，可包含至少一種本發(fā)明前述的實(shí)施方式。

本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)是來(lái)自過(guò)程的流出物或過(guò)濾物中的磷含量可通過(guò)本發(fā)明所述方法得到顯著降低。

本發(fā)明方法的優(yōu)勢(shì)是低成本過(guò)程，其不需要對(duì)設(shè)備的大量投資。其還不需要對(duì)試劑大量投資；在任何情況中可用于調(diào)節(jié)流出物或過(guò)濾物的pH的試劑諸如堿性試劑均可使用。

根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)調(diào)節(jié)流出物或過(guò)濾物的pH的需求降低。

根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)是即使相比流出物或過(guò)濾物的總體積而言流出物或過(guò)濾物的第一部分的體積相當(dāng)小，仍可使流出物或過(guò)濾物中磷顯著下降。

根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)是輸送至廢水處理的流出物或過(guò)濾物中可存留小量的磷；這在流出物或過(guò)濾物中優(yōu)選具有一定含量的磷的情況中(例如當(dāng)后續(xù)廢水處理使用細(xì)菌過(guò)程時(shí))具有優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)是其可在例如化學(xué)制漿廠的纖維流水線處進(jìn)行。因此其可用于減少化學(xué)制漿廠已存在的流出物或過(guò)濾物中的磷。

根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)是含磷的沉淀可經(jīng)回收并再加工用于其他用途。

本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是離心力在分離沉淀中非常有效。離心裝置沒(méi)有堵塞的傾向并且可直接連接至例如其他過(guò)程裝置例如管道。

實(shí)施例

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，這些實(shí)施方式的示例之一在附圖中示出。

下面的描述公開(kāi)了本發(fā)明的一些實(shí)施方式，具體到本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本說(shuō)明書(shū)能使用本發(fā)明。并非對(duì)實(shí)施方式的所有步驟均進(jìn)行詳細(xì)討論，因?yàn)榛诒菊f(shuō)明書(shū)的許多步驟對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。

為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，下述示例性實(shí)施方式中重復(fù)組件情況中的術(shù)語(yǔ)編號(hào)保持一致。

圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的方法，其用于降低來(lái)自包含條件為酸性的至少一個(gè)階段的過(guò)程的流出物或過(guò)濾物中的磷。在該實(shí)施方式中，該過(guò)程包含條件為酸性的至少兩個(gè)分開(kāi)的過(guò)程階段。步驟a)中，流出物或過(guò)濾物的第一部分獲自一個(gè)該階段。流出物或過(guò)濾物的第二部分在步驟b)中獲自不同的階段，或獲自單一階段的流出物或過(guò)濾物在步驟b1)中分為第一部分和第二部分。因此所獲的第一部分輸送至步驟c)。在步驟c)中加入堿性試劑以調(diào)節(jié)流出物或過(guò)濾物的第一部分的pH至堿性。步驟d)中磷發(fā)生沉淀，并且在步驟e)中使用離心力分離沉淀。已從中使用離心力分離沉淀的純化的流出物或過(guò)濾物可輸送至步驟f)，這里純化的流出物或過(guò)濾物與流出物或過(guò)濾物的第二部分合并。如此所獲合并物可經(jīng)輸送以排出或輸送至廢水處理(步驟h)。步驟e)中用離心力所獲沉淀可在步驟g)中回收。

圖2顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的系統(tǒng)，其用于降低來(lái)自包含條件為酸性的至少一個(gè)階段的化學(xué)制漿過(guò)程的流出物或過(guò)濾物中的磷。為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，可作為系統(tǒng)的部分的多個(gè)組件未包括在該示意圖中。

在該示例性實(shí)施方式中，系統(tǒng)包含用于燒煮來(lái)自木質(zhì)纖維素材料的漿料的消化裝置1。漿料(常稱為“粗漿”)從消化裝置1輸送到洗滌裝置2以洗滌漿料。洗滌裝置2可包含例如一個(gè)或兩個(gè)粗漿洗滌器，通常使用逆流流動(dòng)。洗滌的漿料輸送至漂白裝置3。在該實(shí)施方式中，漂白裝置包含三個(gè)漂白階段，標(biāo)記為3’、3”和3”’。在該實(shí)施方式中，第一漂白階段3’是條件為酸性的漂白階段，例如A/D1階段；階段3”和3”’可為酸性或堿性。該系統(tǒng)還可包含用于干燥漿料的裝置11。漂白裝置3包含用于從獲自漂白階段3’的漿料中分離流出物或過(guò)濾物的裝置4。系統(tǒng)還包含第一導(dǎo)管5，其將使用從漿料中分離流出物或過(guò)濾物的裝置4所獲得的酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分輸送至純化裝置6。第一導(dǎo)管5直接或間接連接至從漿料中分離流出物或過(guò)濾物的裝置4并連接至純化裝置6。純化裝置6包含適用于混合堿性試劑與所述酸性流出物或過(guò)濾物的第一部分并允許磷沉淀的裝置8。裝置8可包含例如用于磷沉淀的罐。該罐可為例如錐底罐。裝置8還包含用于分離沉淀以產(chǎn)生純化的流出物或過(guò)濾物的離心裝置9。

該系統(tǒng)還包含第二導(dǎo)管7，其用于輸送獲自用于從漿料中分離流出物或過(guò)濾物的裝置4的酸性流出物或過(guò)濾物的第二部分；和第三導(dǎo)管10，其用于輸送來(lái)自離心裝置9的純化的流出物或過(guò)濾物。第二導(dǎo)管7通過(guò)合適器件直接或間接連接至從漿料中分離流出物或過(guò)濾物的裝置4。第三導(dǎo)管10與用于分離沉淀以產(chǎn)生純化的流出物或過(guò)濾物的離心裝置9連接。第二導(dǎo)管7和第三導(dǎo)管10直接或間接連接，用于合并純化的流出物或過(guò)濾物與酸性流出物或過(guò)濾物的第二部分。第二導(dǎo)管7和第三導(dǎo)管10可經(jīng)連接，從而例如使它們形成將純化的流出物或過(guò)濾物與酸性流出物或過(guò)濾物的第二部分的合并物輸送至廢水處理車間12并進(jìn)一步排出的導(dǎo)管。

實(shí)施例1-從酸性漂白過(guò)濾物中移除磷

酸性漂白過(guò)濾物(A/D1過(guò)濾物)獲自牛皮紙制漿廠。9m³/ADt過(guò)濾物流分為兩部分，第一部分2m³/ADt和第二部分7m³/ADt。

第一部分用氫氧化鈣(Ca(OH)₂)水溶液處理。以1.84g/l或20g/l的濃度使用氫氧化鈣。通過(guò)添加氫氧化鈣水溶液將第一部分的pH調(diào)節(jié)為9.0、9.2、9.5、9.8或10.0。調(diào)節(jié)pH至堿性后2小時(shí)通過(guò)傾析移除沉淀。移除沉淀后，從第一部分獲取的純化過(guò)濾物與第二部分合并，輸送至廢水處理車間。

在加入氫氧化鈣溶液之前和移除沉淀之后從過(guò)濾物的第一部分獲取樣品。用分析方法“微波消化的ICP(感應(yīng)耦合等離子)金屬”SFS-EN ISO 11885測(cè)定樣品的總磷含量。

獲自第一部分的純化的過(guò)濾物中測(cè)量到的磷含量相比未處理的酸性漂白過(guò)濾物下降約60-99％。將第一部分的pH調(diào)節(jié)到高于9.2沒(méi)有改善所獲下降結(jié)果。

用更高濃度Ca(OH)₂(20g/l)溶液相比更稀釋的Ca(OH)₂(1.84g/l)溶液產(chǎn)生更好的下降結(jié)果。這可能是由于用1.84g/l樣品的稀釋度更高，其與20g/l樣品(稀釋系數(shù)僅1.06)相比，在處理后過(guò)濾物的量幾乎翻倍。

實(shí)施例2-使用離心力從酸性漂白過(guò)濾物移除磷

酸性漂白過(guò)濾物(A/D1過(guò)濾物)獲自牛皮紙制漿廠，并且酸性漂白過(guò)濾物的一部分用實(shí)施例1所述的氫氧化鈣(Ca(OH)₂)水溶液處理。形成的沉淀使用臺(tái)式離心機(jī)(P-Selecta MIXTASEL 7000575)以500、1000或4000rpm的離心力分離，分別對(duì)應(yīng)于約41x g、165x g和2640x g。

在500rpm離心1分鐘后部分沉淀已可從溶液中移除。然而，若旋轉(zhuǎn)速度增加至4000rpm，則可獲得更好的結(jié)果。此外，500或1000rpm下增加離心時(shí)間至3分鐘會(huì)改善結(jié)果。

對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，隨著科技的發(fā)展，本發(fā)明的基本理念可通過(guò)各種方式實(shí)施。因此本發(fā)明及其實(shí)施方式不限于以上實(shí)施例，可以在權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)變化。