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1 脫墨技術 -分類

1. 電場法脫墨
電場法脫墨技術是由美國開發的一種新型有效的脫墨除污技術、即把高壓電加到廢紙漿
料上,使油墨和其他污物從纖維上脫離。陰陽兩級間通電產生高壓電場,陰陽兩級都分別伸到管道的漿料中,兩極能產生300~2 000V/cm的電勢差。這樣,高壓電場加到廢紙漿的懸浮液上,使漿液中的污物粒子如:油墨、膠黏物等在電的作用下容易從纖維上脫離,使有機物在高壓電的作用下失去活力。它對苯胺油墨、不同油墨、微小膠黏物、調色油墨、蠟等很難用常規技術脫除的污物尤其有效。另一重要顯著特點就是,經本方法處理的脫墨漿,木素上羧基結合點增多,氫鍵增強,強度提高。在強度改善這一點上是其他脫墨方法無法相比的。具體操作是:廢紙製漿時,注入空氣,使氣泡混入漿料中,然後漿料進入高壓電場、漿料在電場中的流速有所降低,便於分離輕的污染物(如附在氣泡上的油墨)和中的污染物(如砂子、玻璃等),這些分離出來的廢渣排出后另行進行處理。經脫污處理的漿料進入回收槽。空氣注入時可使用注射器,由於氣泡大小直接關係到污物的吸附效果,氣泡直徑最好在40~50μm之間,漿料對注射器口的封鎖壓力越大,出來的氣泡直徑約小,但是漿料濃度太高時,注射器口容易堵。

2.中性脫墨法
與常規鹼性脫墨相比,中性脫墨不需要鹼、水玻璃等化學藥品,從而減少了COD,並節約了化學成本,避免了機械漿的鹼性變黑現象。該法的作用機理為表面活性劑滲透到油墨與纖維的界面,在機械洗滌與表面活力的雙重作用下脫除油墨。在中性條件下,更多的油墨被選擇性地分散成達到良好浮選和洗滌效果所需的粒度而過度分散;由於中性環境允許膠粘物質附聚再加機械的方法脫除,因此膠粘雜質減少。此外在中性條件下常可以不用或降低pH值調節劑的量,這樣可以減少流送到紙機漿料的濾水性能波動,pH值變化較少導致紙機較好的運轉性能。經使用廠試驗,脫墨漿泡沫大,既可用水洗法,也可用浮選法清除油墨,並有脫墨徹底、乾淨、適於多種廢雜紙脫墨的優點,對美國廢紙、舊報紙的脫墨有特殊的效果,脫墨漿的抄紙強度比鹼性熱法提高35%,得率提高12%,生產成本降低20%。

3.超聲波脫墨法
超聲波就是頻率大於16 kHz的聲波。超聲波脫墨機理是當聲波傳過物質時物質分子會在聲波傳播方向上發生縱向振動。如果這種作用發生在液體中,那麼周期性的壓力變化將導致液體中發生空穴作用,或形成直徑約為0.1~0.2ram的細小氣泡。當氣泡受到超聲波的作用時,它可以不斷吸收因超聲波持續的壓縮和膨脹周期而產生的能量,從而使其大小發生波動或平均直徑增大。當氣泡增大時,它的體積增大實際上有個臨界狀態,在這個狀態下,它
可以從超聲波中吸收最大能量,並迅速增大,繼而爆破。當這些氣泡爆破或破裂時(在幾乎不到1μs的時間內),其內部溫度可達5 500℃,由於體積很小,這種熱消失得非常快,在任何時間內,液體仍保持與環境接近一致的溫度。破裂的氣泡將能量傳遞給它附近的介質,比如二次纖維,這個能量產生以下兩種作用:使油墨粒子松馳,並從纖維表面移開;還可使油墨粒子自碎解。該法優點是:少用或不用化學藥品,降低成本,減輕廢水污染;對高光澤油墨除去率高,脫墨效果好;DIP的耐破因子、裂斷長、伸長率、白度等指標有明顯提高,而撕裂因子卻不會有任何減少。William等研究了超聲波處理含有靜電複印紙的辦公混合廢紙油墨脫除情況,結果表明,浮選之前採用間歇法或連續法超聲波處理能夠裂解油墨粒子,降低油墨粒子尺寸,裂解后的油墨粒子採用浮選的方法較易脫除。但是目前,該項技術在工業化生產中的應用尚未見報道。

4.蒸汽爆破脫墨法
蒸汽爆破法用於廢紙回收已有30多年歷史,但以前均因間歇操作而受到制約。美國Recoupe回收技術公司為此開發了新蒸汽爆破技術,該項技術的過程是將廢紙以50%的濃度投入蒸汽爆破器,通過往複式活塞將其壓縮成塞狀物料,后連續送入高壓釜,經過蒸汽處理使其溫度達到230℃,壓力1176.84~2 796.45kPa,處理數分鐘,然後通過一個小型噴放閥放漿爆破。經這樣處理后,油墨顆粒能被碎至很小,再經凈化、篩選、洗滌等製得脫墨漿。該工藝是唯一的連續式廢紙處理工藝,據稱,該工藝能更有效地回收低檔廢紙,而且該項技術能解決一些廢紙回收中的難處理問題,如塑料熱熔物、蠟、松香以及傳真和複印紙等,它對分散難的材料(如激光、靜電印刷油墨)十分有效。該項技術具有工藝簡單、操作費用低、投資省、節能和環保的優點。

5.酶法脫墨
酶法脫墨是一種具有良好應用前景的生物技術。酶法脫墨不僅可以減輕化學脫墨所造成的環境污染,而且還可以改善紙漿的抄造性能,從而提高產品的產量和質量,對於緩解造紙工業纖維資源的緊張、減輕廢紙回收利用所造成的二次污染來說具有重要意義。酶法脫墨還可以有效地解決混合辦公廢紙脫墨難的問題,酶的加入能促進油墨粒子的脫除,並且適當的酶處理能夠改善脫墨漿的濾水性以及某些強度性能。目前,用於脫墨研究的酶有脂肪酶、脂酶、果膠酶、澱粉酶、半纖維素酶、纖維素酶和木素降解酶,其中大多數使用纖維素酶和半纖維素酶。關於酶的脫墨機理,Eriksson認為,油墨與纖維間的結合點具有較大的應力,酶優先作用於這些區域,使油墨和纖維間的連接變得鬆弛,使油墨與纖維易於分離;Zeyer等人則認為,由於機械剪切力的作用,使油墨在纖維上突起,然後酶作用於這些突起部位,使油墨與纖維分離,此外,酶作用於纖維表面的細纖維,使纖維表面變得光滑,在機械力作用下油墨易於分離二儘管酶能夠促進油墨粒子從纖維上被除去,但它並不總能提高浮選效率。這可能是由於酶對油墨粒子表面化學的負面影響所致。利用酶和表面活性劑可以提高油墨的去除效率。工廠中用酶要求酶的配製和過程變數具有廣泛的適應性,從而獲得較優的脫墨效果。提高調色油墨從纖維上的脫除效率,可以把酶加入到脫墨劑中,或者把改性的聯接樹脂溶解於高pH值的製漿體系中。與常規的鹼性脫墨相比,酶脫墨產生的廢水中COD較少,因此廢水處理系統的負荷較低。一般來講,酶脫墨廢水的COD要比化學脫墨廢水低約20%~30%。

6.酶—超聲波協同脫墨
酶處理不僅可以減少廢紙回收過程中的化學藥品消耗,而且還能加速油墨粒子的脫除。但由於受生化反應特點所限制,酶處理往往需要比較長的時間。超聲波(頻率在20kHz以上)能在液體中引起周期性的壓縮和膨脹,使纖維產生劇烈振動和相互摩擦,並能提高纖維素酶的活性,從而加速油墨粒子的脫除。華南理工大學的伍紅等人進行了酶與超聲波協同作用對廢舊彩色膠印新聞紙脫墨的研究,實驗結果表明,超聲波協同酶預處理對廢舊彩色膠印新聞紙的脫墨效率有很大的提高,處理后漿的白度比空白樣提高5%1S0。雖然酶和超聲波的處理會在一定程度上降低纖維粗度和纖維長度,但對紙張的強度影響很小。研究發現,超聲波的主要作用是提高了酶對纖維表面碳水化合物的水解速度,因而有利於油墨的脫除。

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