Доочистка сточных вод мембранным методом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Целлюлозно-бумажная промышленность
2. Основные положения и определения
3. Бумагообразующие свойства полуфабрикатов бумажного свойства
4. Общая технологическая схема производства бумаги
5. Производство листовой целлюлозы и переработка: товарная целлюлоза, бумага, картон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 

Целлюлозно-бумажная промышленность – наиболее сложная отрасль лесного комплекса, связанная с механической обработкой и химической переработкой древесины. Она включает производство целлюлозы, бумаги, картона и изделий из них. Эта отрасль отличается:

- Высокой материалоёмкостью: для получения 1 т целлюлозы необходимо в среднем 5-6 куб. древесины;

- Большой водоёмкостью: на 1 т целлюлозы расходуется в среднем 350 куб.м. воды;

- Значительной энергоёмкостью:1 т продукции требует в среднем 2000 кВт/ч;

Следовательно, предприятия  ЦБП ориентируются на лесные ресурсы  вблизи крупных водных источников. В основном они размещаются на европейской части страны

Первое место по выработке бумаги принадлежит северному экономическому району, в котором особенно выделяется Карелия (Кондопожский и Сержский ЦБК). В Архангельской области размещается Соломбальский ЦБК. Крупные ЦБК расположены в Котласе, Новодвинске, Сыктывкаре.

Второе место занимает уральский экономический район. Производство почти целиком сконцентрировано в Пермской области: Краснокамске, Соликамске, Перми и др. В Свердловской области ЦБК расположены в Туринске и Новой Ляле.

На третьем месте  Волго-Вятский район. Наиболее крупные предприятия действуют в Нижегородской области (Правдинский Балахнинский ЦБК), в республике Марий Эл (Марийский ЦБК в г. Волжске).

Целлюлозно-бумажная промышленность развита и в Северо-западном экономическом районе, главным образом в ленинградской области( города Сясьск и Светогорск), в Восточной Сибири (Братский, Усть-Илимский, Красноярский, Селенгинский, Байкальский ЦБК). На Дальнем Востоке производство концентрируется в городах Корсаков, Холмск, Углегорск, Амурск и др.

Производство бумаги исторически возникло в Центральном экономическом районе вблизи от потребителей сырья. В настоящее время оно наиболее развито:

В Северном экономическом  районе, особенно в Республике Карелия, дающей 20% всего производства России, в Республике Коми, доля которой составляет 12%;

В Уральском экономическом  районе, главным образом в Пермской области, дающей 15,1% всего производства России;

В Волго-Вятском экономическом  районе, в первую очередь в Нижегородской области, производящей 8,6% всей бумаги страны;

Самыми высокими показателями по производству картона характеризуются:

Северный экономический  район, главным образом Архангельская  область, дающая 21,4% всего картона России;

Северо-западный экономический  район, в первую очередь Ленинградская  область-7,8% всего производства;

Восточно-Сибирский экономический  район, в котором выделяются Иркутская область, дающая 7,3%, и Красноярский край – 4,8%;

Дальневосточный экономический  район, особенно Хабаровский край, производящий 4,6% всего картона страны;

Центральный  экономический  район, в том числе Московская область, дающая 2,0%.

В структуре лесного  комплекса 12% по стоимости приходится на целлюлозу, 8%-на бумагу, картон и изделия из них.

Современной чертой отрасли  стало создание лесопромышленных комплексов(ЛПК), представляющих собой территориальное сочетание лесозаготовок и различных производств лесной промышленности. Выделяются Братский, Усть-Илимский, Енисейский, Асиновский ЛПК - в Сибири; Амурский ЛПК – на Дальнем Востоке; Архангельский и Сыктывкарский ЛПК – в Северном экономическом районе.

Лесопромышленные комплексы  особенно перспективны для районов, имеющих богатые лесные ресурсы, но отличающиеся нехваткой трудовых ресурсов, слабой степени освоенности, суровыми климатическими условиями. Это преимущественно Сибирь и Дальнем Востоке.

 

2 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Бумага— листовой материал, состоящий  в основном из растительных волокон, соответствующим образом обработанных и соединенных в тонкий лист, в котором волокна связаны между собой поверхностными силами сцепления. Помимо растительных волокон в последнее время при выработке специальных видов бумаги все чаще применяют волокна как синтетические органического происхождения, так и минеральные (асбестовые, стеклянные и др.). Крайне редко используют волокна шерсти. Кроме того, в бумаге могут содержаться проклеивающие вещества, минеральные наполнители и красители.

Свойства бумаги легче  всего поддаются объяснению, если исходить из того, что бумага является упругопластическим капилянрно-пористым коллоидным материалом.

Происхождение термина «бумага» остается до сих пор неясным. Однако в европейских странах это понятие явно связано с корнем слова папирус — растения, из которого в былое Бремя изготовлялся бумагоподобный материал. Действительно, бумага по английски — (the рарег, по немецки — das Рарiеr, но французски —le  рарiеr.

Обычно при изготовлении разных видов бумаги применяют два, три и более волокнистых полуфабрикатов, образующих, таким образом, композицию бумаги по виду волокон. Иногда ее изготовляют из одного волокнистого полуфабриката, подготовленного для этого соответствующим образом. Очень часто в композицию бумаги вводят минеральные наполнители, проклеивающие и окрашивающие вещества.

В Советском Союзе  приняты следующие обозначения. Когда после названия вида бумаги (например, типографская, писчая, офсетная) стоит номер и одна из цифр от О до 3 включительно, то эти цифры свидетельствуют о композиции бумаги по виду использованных волокон. О — означает, что бумага изготовлена из тряпичных волокон, 1 — из 100 % волокон целлюлозы, 2 —из 50% целлюлозы и 50% древесной массы, 3 —из 35% целлюлозы и 65% древесной массы.

В настоящее время  мировая бумажная промышленность, выпускает  свыше 600 видов бумаги и картона, обладающих разнообразными, а в ряде случаев совершенно противоположными свойствами: высокопрозрачные и почти совершенно непрозрачные (неактиничные); электропроводящие и электроизоляционные; толщиной в 4—5 мкм (т. е. в 10—15 раз тоньшечеловеческого волоса) и толстые виды картона, хорошо впитывающие влагу и водонепроницаемые (бумажный брезент); прочные и слабые, гладкие и шероховатые; паро-, газо-,, жиронепроницаемые и др.

Это разнообразие свойств  разных, видов бумаги обеспечивает широкие возможности применения ее не только в быту и в качестве материальной основы для письма и печати, но и в различных областях народного хозяйства: химической, электро-, радиотехнической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.

Часто смешивают понятия  вид и сорт бумаги, хотя сорт обычно определяет качество одного и того же вида бумаги (например, 1-й или 2-й сорт того или иного Вида бумаги).

Не следует относить к другому виду бумагу того же назна-чения, но отличающуюся величиной массы 1 м². Например, мешочная бумага массой I м² 80 г и 70 г остается одним и тем же видом бумаги, т. е. мешочной бумагой, но эти разновидности мешочной бумаги могут быть названы ее марками., Существует множество разновидностей бумаги по ее назначению, по массе 1 м², окраске или по какому-либо другому признаку (по некоторым литературным данным их свыше 7000 разновидностей).

Отсутствует четкое различие между понятиями бумага и картон. Условно принято считать, что  картоном называют-продукцию, имеющую  массу 1 м² более 250 г, толщину более 0,5 мм. Однако такое определение нельзя считать точным. Например, волокнистый материал, применяемый в текстильной промышленности и именуемый шпульной бумагой, имеет массу 1 м² до 400 г при толщине 0,6 мм, в то же время некоторые виды бумажной продукции при толщине 0,1 мм и массе 1 м² 110120   г   называют   электроизоляционным   картоном.

Не следует смешивать  понятия обработка и переработка-бумаги. Под обработкой бумаги понимаются процессы мелования, поверхностной проклейки, пропитки, окраски, покрытия бумаги битумными, светочувствительными и другими эмульсиями, а также гуммирование, гофрирование, крепирование, тиснение, армирование и др. Под переработкой бумаги понимаются операции превращения бумаги в другие изделия: в фибру, растительный пергамент, гильзы, шпули, бумажную пряжу, мешки, тетради, блокноты, конверты, альбомы и др.

Иногда массу 1 м² бумаги ошибочно называют ее плотностью. Известно, что плотность материала представляет собой величину массы этого материала в единице объема. Таким образом, по своему физическому смыслу и по размерности величин понятия «масса 1 м²» и «плотность» являются: совершенно различными и отождествлять их не следует.

 

 

 

3 БУМАГООБРАЗУЮЩИЕ СВОЙСТВА ПОЛУФАБРИКАТОВ БУМАЖНОГО СВОЙСТВА

При выборе нужного вида волокнистого материала следует учитывать его бумагообразующие свойства, которые в совокупности определяют достижение требуемого качества изготовляемой бумаги. При этом имеется в виду как поведение материала в технологических процессах изготовляемой из него бумаги, так и его влияние на свойства получаемой бумажной массы и готовой бумаги. Таким образом, бумагообразующие свойства волокнистого материала нельзя охарактеризовать однозначно каким-либо показателем. Действительно, по отношению к процессу размола бумагообразующие свойства материала характеризуются, например, его способностью расщепляться на фибриллы (фибриллированне) или укорачиваться, скоростью достижения требуемой степени помола. По отношению к процессу отлива листа из бумажной массы важным является, например, показатель скорости обезвоживания и т. д.

Строение исходных волокон во многом определяет их бумагообразующие свойства. Волокна трубчатого строения способствуют получению пухлых видов бумаги, обладающих повышенной впитывающей способностью. Такие волокна требуют больше времени для фибриллирования. Из волокон ленточного строения обычно получается плотная прочная бумага с сомкнутой поверхностью. Толстостенные волокна (с толщиной стенки 6—8 мкм) легче фибриллируются, а тонкостенные (1,5—2 мкм)   более подвержены поперечной рубке.

Волокна твердых пород древесины, как правило, обеспечивают непрозрачность, пухлость, воздухопроницаемость и впитывающую способность бумаги. Волокна мягких пород, наоборот, придают бумаге относительно более высокую прозрачность, плотную структуру и высокие показатели сопротивления разрыву (табл. 1).

Сырьем для изготовления разных полуфабрикатов является древесина девяти основных пород, используемых в различных соотношениях: ели, сосны, пихты, ольхи, лиственницы, тополя, березы, осины, бука. Наряду с этими породами в меньшем количестве используется также древесина эвкалипта, каштана, липы, дуба, клена и других пород. Указанное сырье делится на две группы: хвойные и лиственные породы древесины, отличающиеся между собой по химическому составу н морфологическим признакам, известным студентам из курса химии древесины и целлюлозы. Эти различия определяют н различия в свойствах волокон соответствующих полуфабрикатов.

Основным   полуфабрикатом  для   производства   бумаги   является    целлюлоза — продукт   варки   растительного   сырья с кислотой (сульфитный метод), щелочью (сульфатный) или методом, являющимся модификацией указанных методов (би-сульфитный, полисульфидный и др.). Выход обычной целлюлозы из древесины в зависимости от вида древесины и способа ее варки находится в пределах от 46 до 53%. Целлюлоза высокого выхода характеризуется выходом выше 53 и до 65 %.

При сравнении свойств  сульфатной и сульфитной целлюлозы  легко видеть, что волокна сульфатной целлюлозы при всех прочих равных условиях придают бумаге, как правило, более высокие показатели механической прочности по сопротивлениям разрыву, излому, продавливанию и надрыву, повышенное удлинение до разрыва, термостойкость, долговечность и меньшую прозрачность, чем волокна сульфитной целлюлозы, особенно полученные в результате варки на кальциевом    основании.    Поэтому    сульфатная    целлюлоза    успешно используется для изготовления прочных упаковочных видов бумаги, мешочной бумаги, а также бумажной пряжи и шпагата.

Бумага, изготовленная  из волокон сульфатной целлюлозы, обладает более высокими показателями диэлектрических свойств, благодаря чему многие виды сульфатной бумаги и применяются в качестве электроизоляционных (кабельная, телефонная, конденсаторная и др.). Волокна сульфатной целлюлозы более гибкие, на их поверхности меньше микротрещин, они труднее размалываются, меньше укорачиваются при размоле по сравнению с волокнами сульфитной целлюлозы.

Таблица 1 – Зависимость  свойств бумаги от морфологической  структуры и химического состава волокон ( по вульчу)

Свойства бумаги	Влияние увеличения			Отношение к поперечному сечения  стенок волокон к их общему числу поперечному сечению
	содержания		длина волокон
	гемицеллюлоз	лигнина
Разрывная     длина	Весьма положительно	Весьма отрицательно	Ограничено	Весьма отрицательно
Сопротивление продавливанию	То же	То же	То же	То же
Сопротивление   излому	>>	>>	Положительно	>>
Плотность	>>	Отрицательно	Отрицательно	>>
Прозрачность	>>	То же	Положительно	>>
Постоянства размеров	Весьма отрицательно	Положительно	Отрицательно	Весьма положительно
Сопротивлению разрыву	То же	То же	Весьма положительно	Положительно
Светонепрницаемость	>>	>>	Отрицательно	Весьма положительно
Пористость	>>	>>	Положительно	То же