平面結構生產過程中減少水系統內雜質的方法

2023-10-22 10:06:27 3

專利名稱：平面結構生產過程中減少水系統內雜質的方法
平面結構生產過程中減少水系統內雜質的方法
技術領域：
本發明涉及一種在由纖維材料的7jC懸浮液生產平面結構的過程中減少婦K系統內由有機染料、生物催化物質和/或微生物和/或其它生物物質形成的雜質的方法。
例如在1999年第12屆正EE國際脈衝電源研討會的論文摘要集中，S. Ihara、T.謹chi、 S. Satoh、 C. Yamabe等人的論文"Ozone generation by a discharge inbubbled watef'就公布了f頓高壓短脈衝產生臭氧以淨tt^的方法。
WO 02/070816 A2公開了j頓高壓電場對液體進行處理的一種方法和裝置，該方法的效率有待改進。
當使用天然纖維生產織物與毛氈時，尤其當使用木纖維和/g紙生產紙與纖維漿時，視最終產品而定，將需要4頓極大量的7K。按照現有的技術，在近乎封閉的循環迴路中循環f頓水。所謂水系統，可理解成例如造紙工廠內的所有場內循環迴路。儘管存在多種多樣的水循環迴路，原則上均可按照如下所述，來闡^X業水循系統的一般構造。
直接再利用例如造鄉幾第一脫水階段排出的含有大量物料的廢水形成了一次循環迴路，其可在造^t幾中及根據工藝要求在皿機前端用於稀釋目的，或者用於調整固形物含量。應當在較短的循環迴路中(白水循環迴路)將紙頁成形過程中在造紙禾iU:產生的含有高濃度固形物的廢水重新送回到造紙機。
二次循環迴路的特徵在於有一，料回收階段，其用於將所產生的壓榨7jC和噴淋水回，U造^t幾之中。
例如如果將二次循環迴路中的過雖水與其它工廠廢7K合併，就形成了三次循環迴路。之後可以在廠內的淨化設備中對這種合併的廢7jC^ia行處理，將其與來自例如地表水的ffi羊水一併進行處理，然後作為新鮮水回送到生產過程之中。
ffi5ii^種水再生方式，可以限制新鮮水需要量或者廢水量。但是，例如造紙過程所J頓的ZK其平均停留時間很長，因此雜質會^7K中積累。
本發明所述的雜質指的例如是溶解的有機物質，水系統內的雜質濃度隨著循環迴路封閉程度的增大而升高。對於造紙而言，此類和其它雜質通常會引起脅j^媒惡化，造鵬造紙清況下不禾盱紙頁成形勤卜觀質量體。此外，例如雜質還可能與化學助齊腿行反應，產生有害的沉澱物。這些沉澱物最終可能
會在造紙過程中導 張中出現斑i央和破洞。
例如當今印刷行業所4頓的顏料大部分均可溶於7k，因此會弓胞有色雜質。尤其當使用廢紙作為原料時，由於所用顏料的7jC溶性很高，即j棘用浮紅藝，也無法完全清除顏料。尤其是水溶性紅色顏料會使得水變成紅色色調，其轉移到最終產品上，雌轉移到紙肚。例如在生產白紙的過程中，如果水已染上了顏色，將無法達到所需的白度。
尤其在密集的循環條件下，通常會觀察到水中所含的微生物增多的現象。
例如水中存在的溶解氧會被MI^，從而可能會在水中形皿氧條件。微生
物可能會fflil增多，而這些微生物的代謝產物可能例如會弓胞濃烈的氣味汙染，
例如硫化氫和/或有機酸或者酵母與細菌形式的氣味汙染。除lfet外，某些情況下還會由於，厭氧微生物代謝產物的作用而腐蝕設備部件。原因是那些尤其會,釋放出可懶率碳水化合物的酶(例如纖維素酶)的微生物，纖維素酶可將
;^紙過程中存在的纖維素，成纖維基本物質，並且懶軍成短M7jC化
合物，成為微生物的營養。
關於生物物質的定義，可參閱歐洲專利協議第3節條例23 b。所謂生物催化作用，指的是例如蛋白質與其它粒子(針、離子、質子、
電子)之間的化學相互作用，且這些離子的性質在該作用過程中發生變化。生
物催化物質(例如酶或者蛋白質)可鵬生物催化作用。通常在造紙Mf呈中可
M:添加其它染料或者生物殺滅劑來消解有害的有機雜質、微生物及酶。
本發明的任務在於，提供一種能減少〗頓化學藥齊訴卩/或者互補染料的方法，從而 >在水系統內形成的雜質。
該任務可參照開頭所述的方法加以解決，即在水或者懸浮液中的電極上施加電壓，產生氣體放電以^/或者等離子體，所述電壓的電壓曲線具有脈衝持續時間小於10 ms的電壓脈衝，同時產生流光放電。這種方法的優點在於，由於短脈衝而可以使用更高的場強，其有利於引起流光放電。此外，還可M短脈衝避免電極之間提前發生電壓擊穿。流光放電是直線向前運動的等離子云的一種特殊形態，或者是由於短脈衝辦賣時間條件下施加很高的夕卜場強而正在形成的放電通道。藉助流光放電可以特別有效地在水系統內產生能改善淨化效果的自由基。在水系統的水中幾乎可以在不同循環迴路的任意部位上產生流光放電，因此可以禾IJ用例如不同的放電強度，對各種汙染等級進行處理。禾,等離子體以^/或者水中^7jC鄰近環境中的氣體放電，釋放出育嫩將7K中雜質變得無害的化學活性物質。Mig紙過程中的電化學反應，既可以抑制微生物，同
時也可抑制與這些微生物相互i^a的酶(例如纖維素酶)。
如果脈衝持續時間小於1 |is，尤其是在100ns 900ns範圍內，還可進一步提高自由基或化學活性物質的產生量。當用這種強脈衝將電壓施加在電極上時，由於擀賣時間很短，且場強很高，就會在局部形J^寺別有效的氣體放電。由於7JC尤其是高電導率的水的耐電壓3M極小，但隨著電壓負荷持續時間的減小而急劇增大，因此短脈衝特別有益。白7K循環迴路中水的電導率在4 5mS/cm之間。在這種情況下，特別重要的一點在於，應產生具有很高場強的電場，且不會引起強電流局部擊穿。
適宜至少應產生下列之一的化學活性物質
-自由基，尤其是O、 OH、 HOO，
-氧化劑，尤其是臭氧03、叫。
可以在不同水循環迴路的一個或者多個部位上，在水系統的水中，尤，白水循環迴路以^/或者清7jC循環迴路的水中產生自由基作為化學活性物質。尤其可M31婦JC中進行氣體放電的方式，非常輕易地產^J^自由基(相關說明可參閱前述專業文章)。
此外，還適宜施加M來產生lMV/cm、優選lMV/cm 10MV/cm的電場。電1Et間的這種高場強有利於產生有利的氣體放電。如果所使用的並非是純金屬電極，必要時可以減小場強。使用非金屬電極的另一個好處在於，可以產生其它化學活性物質，例如OH或者H。視所使用的電極而定，電場也可在0.1MV/cm lMV/cm範圍內。
為獲得另一種作用 ，皿宜M電壓尤其是電壓脈衝來產生紫夕卜輻射。流光放電有利於例如通過敲來纖水肝中的電子，使其放出紫夕卜輻射。可禾,電壓脈衝在流光放電或者氣體放電斑呈中超隨當高的電子糹鵬，從而產生紫外輻射以^/或者具有高效率的自由fifV或^化物質。這些自由基氧化劑和/或者紫外輻射可直接作用於有害雜質將其摧毀。例如在第一步驟
6中，紫外輻射照射在例如雜質細胞的細鵬上，從而使得雜質的細胞壁遭到先 期破壞。某些瞎況下可以打開細胞的孔隙，使得細胞'滲液'。經過紫外光的破
壞作用之後，化學活性物質尤其是自由基就可以輕易iaAlffl胞之中將其完全破壞。
最好採用實時方式，尤其是"在線"方式測量水或者懸浮液中化學活性物質 的濃度。如果能連續獲得所產生的化學活性物質的當前濃度信息，則有利於調 節或者控制化學活性物質的產出率。
按照另一種實施型式，尤其可以用實時或者"在線"方式測量7jC或者懸浮液
中的雜質濃度。雜質濃度同樣也是本發明所述方法的效率衡量尺度，例如當水 中的雜質濃度測量值變小時，就可以越來越減小化學活性物質的產出率。 按照另一種關於測量調節量的有益實施型式，尤其可以用實時或者"在線"
方式，測量水或者懸浮液中蛋白質和/或者DNA殘留的濃度，以便控制和/或者 調節微生物滅菌效果。通過所述的方法步驟將細胞壁和/或者細胞至少局部破 壞，就可M測定DNA殘留的方式來調節電化學滅菌過程。同樣也可以M 酶的濃度測量值進fiH周節。
適宜使用濃度值作為電化學過程觸發電壓的調節量。
因此按照本發明所述，可以不必使用任何助劑(例如化學藥劑或者生物殺 滅劑)禾口/或者互補染料來M^、雜質。該措施例如可以使得造紙設備以環保方式 運行。
視水的狀況而定，如果不能完全摒棄使用助劑或者互補染料，則可以用適 宜的方式添加適量的助齊訴B/或者互補染料，且添加量小於不施加電壓盼瞎況下 所需的量。只要準確知道7K或者懸浮液中化學活性物質的濃度和作用，就可以 針對所要達到的最終效果，最優化地計量添加助齊訴口減互補染料，從而將環境 汙染保持在儘可能小的程度。因為部分作為助齊iMffi的生物殺滅劑、滅藻劑、 殺菌劑、殺真菌劑以及其它助劑會汙染環境。通過摒棄^ffi或者限量摻入染料 或者助劑的方式，還具有節約成本的優點。
適宜使用下列一種或者多種物質作為纖維材料 -廢紙，
-天然纖維，尤其^7K漿(Holzstoff)和纖維漿(Zellstofi)， -織物纖維。水系統最好具有以下一個或多物料和/或者水循環迴路
- 一次循環迴路，尤其是白zK循環迴路，
-二次循環迴路，尤其是清7jC循環迴路， -三次循環迴路，尤其是淨化廢水的循環迴路。 下列附圖所示均為本發明的實施例以及其它優點，其中 附

圖1 具有ZK循環迴路的造紙設備，
附圖2 利用7jC溶^M者空氣中的電暈等離子體產生自由基的裝置示意 圖(剖面圖)平行板或者排管裝置，包括施加有脈衝高壓的金屬線，
附圖3 使用具有較高脈衝重複頻率的短高壓脈衝(通常小於1 MS)在空
氣或7K介質中的電暈放電過程中產生自由基的脈衝原理示意圖，
附圖4 9用於產生電暈放電的電極裝置和電極系統極板-極板型式、極 板-線-極板型式、同軸線-管型式、點電極-極板型式、多點電極-極板型式、柵網 -極板型式、排管型式、柵網-柵網型式，
附圖10混合放電，其中一個電極完全位於7jc溶Mi:方，第二個電極則沒
力K溶液之中，
附圖11極板或柵網型式，具有與容，相配的彎曲表面，或者將其用作
電極，使用現有魏的管狀同心電極，或者j頓木漿i割乍為反應器容器，
附圖12在^57K溶液表面的空間內脈衝放電，
附圖13 —種脈衝電暈放電系統，帶有同軸線-管以^I^A的細密分布的 氣泡，使得S^文電區域內存在細微的氣泡，且主要在氣泡中形i^荒光放電，
附圖14 一種水系統的示意圖，
附圖1 14中相應的零件均具有相同的附圖標記。
附圖1是一種實施本發明所^i行方法的造紙設備1的示意圖。以大約 1:100的比例4OT7K進fi^釋後，將纖維漿或纖維質材料與助齊U—起置於具有成 形網10的成形網裝置9上。纖維質材料並排、重疊沉澱在成形網10上。可 以禾,多個真空室區域24排出或吸出循環7jC 23，然後將其送回到循環水23 的循環迴路之中。附圖14及相關描述是關於造紙廠水系統各種不同的循環回 路以^/或者漿料流和7K流的說明。
例如作為原料進廠的例如有廢紙和通常還有幹紙漿，而木漿則通常在同一個車間內生產，並且作為纖維/水混合物(也就是不交織的纖維素構成的懸浮液)
泵入到製漿中心3之中。同樣也可在將槽中加7K將廢紙和/或者纖維素俯。
艦各種分揀體拋出非紙類成分(這裡沒有繪出)。根據所需的紙張種類，
在製漿中心3混合各種不同的原料。也可在這裡加入能改善紙張質量、提高 生產率的填充劑、助劑及互補染料。按照本發明所述，至少可以限量加入這些 禾才料中的至少一種材料。
造紙設備1的流漿箱7將纖維聚懸浮液均勻分布在旨成形網寬度範圍 內。成形網裝置9末端的紙幅27仍含有大約80% 7K分。
如果以廢紙作為皿原料，則趙氏設備1前端安裝有漿料製備系統(這裡 沒有繪出)。Wit系統將造紙設備1與漿料製備系統21的循環7jC相連。
為了按照本發明所述對流向漿料製備系統21的水流g料流以及循環水 23進行處理，在造紙設備1內tit系統的各個不同部位上安裝有等離子體反 應器lla lld。
為了減少循環7]C 23中的有色雜質，在由真空室區域24至分揀機5之間 的循環水23回流管路中安裝一個第一等離子體反應器lla。第二等離子體反 應器lib安裝於真空室區域24和受漿器17之間的循環水23回流管路之 中。在受漿器17後面，沿著流動方向S觀察，魏系統一方面分成一個流向 槳料製備系統21的7jC流鄉料流管縣統，即漿料循環迴路；另一方面則分 成通向圖中並未繪出的淨化設備(以箭頭19表示)的管道系統。用來產生電 化學過程的第三等離子體反應器llc安裝在受漿器17後面通向漿料製備系統 21的循環7jC管道系統之中。第四等離子體反應器lld安裝在受漿器17後面 通向淨化設備19的管路系統之中。
例示的本發明所述方法的特徵在於，在指定的部位上，利用流向漿料製備 系統21的循環zK 23、 7jC流和漿料流的管道系統以及通向淨化設備19的tit 系統之中的等離子體反應器11a lld，將電豐體於難系統的內部，將高脈衝 電壓施加糹g些電極。高壓脈衝發生器46 M高壓電纜47分別與等離子體 反應器11a lld相連。由於水尤其是高導電率的水(例如循環水23)的耐壓 3，極小，但會隨著電壓負荷持續時間的減小而急劇增大，因此要使用脈衝持 續時間通常為10 ms的短脈衝，某些應用情況下只有1 ms甚至更低。，行 業的典型電導率值在4 5mS/cm之間。附圖2所述為附圖1所^離子體反應器11a lld的一種特殊實施型 式。附圖2所示的裝置用來輸送循環7K 23，同時在7jC流或者漿料流中產生等 離子體。在該裝置的中間安^W—個高壓電極50。圓柱形裝置的外殼作為反 電極51。待處理的循環水23處在該裝置之中。將脈衝電壓施加在電極50、 51上，就會在電極50和51之間通過電場產生流光放電53。在流光放電過 程中，高能電子55與水分子相撞，並且使其離解或者將其激發，從而產生自 由基59。在離解過程中立即釋放出自由基59和氧化劑57，在隨後的輻射躍 遷導致的激發過程中產生紫外光。所產生的紫外光又與水^T發生反應，並且 使其離解。
對於有色雜質而言，這些自由基59和氧化劑57直接作用於高^染料將
其破壞，tM消除這些^的成色效應。
對於微生物雜質而言，可通過紫外光、自由基59和氧化劑57對其進行攻 擊，並且將其摧毀。多種這些生物殺滅成分同時發揮作用，從而形成協同效應， 特別有效iWf盾環7jC 23進行殺菌。尤其在開始處理循環水23之時即已存在的 強電場還肖隨一步提高協同作用，其原因在於對細胞壁進行電穿 L，使得生物 細M至恍期破壞，使隨後產生的化學活性物質尤其是自由基59和氧化劑57 更容易侵Ai^些細胞。
那些育,釋放出可，碳水化合物的酶(例如纖維素酶)的微生物同樣也 可受到抑制或者完全破壞，所述纖維素酶可將皿過程中的纖維素懶早成纖維 基本物質，並且懶 成短fMzK化合物，成為微生物的營養。殺死了細菌或酵 母之類的微生物，從而最大程度地減少纖維素酶的產出量。除了可形成自由基 之外，由於同時還有過氧化氫酶的，過程發生，因此也會增大h202的濃度， 從而既有助於直接^S纖維素酶，也有利於殺^Mii纖維素酶產生的微生物。
附圖3所示為所使用的高壓脈衝電壓曲線60。第一個脈衝66和第二個 脈衝67均具有脈衝持續時間62，其間隔為脈衝重複頻率63。橫坐標表示時 間(單位ms)，縱坐標標電壓(單位kV)。這些單位為任意選擇。疊 加直流電壓的水平可以與所示,標重疊。^i^產生自由基及臭氧所需的直流 電壓約為100 kV。將高壓脈衝疊加^E流電壓上，使得總振幅約為500 kV。因 此，所示電壓曲線60上可 卩直流電壓，其主要取決於待處理水的電導 率。脈衝66和67的脈衝持續時間62小於1 ms，各個脈衝66、 67均具有陡峭的上升沿，且上升時間64明顯小於脈衝持續時間62。脈衝66或67的 下降沿則不太陡峭。脈衝重複時間63的典型值在10 ms 100 ms之間。通 過直流電壓成分就已經產生電化學過程的先期破壞效應。
M脈衝66、 67 具有適當的總振幅，使得可以超出設定的直流電壓 範圍達到設定的育遣密度，如前所述，脈衝上升時間64通常短於脈衝下降時 間。採用這樣的脈衝66、 67可避免產生可能會導致均勻等離子體密度分布中 的空間與時間幹撓的電擊穿。
附圖4 9所示為電極系統的其它實施例，用來在造紙設備1的水系統或 者懸浮液中產生等離子體以^/或者電暈放電，尤其可應用於上述實施例中的其 它應用。附圖4所示為極板-極板型式，其中第一極板70a和第二極板70b均 作為電極。第一極板70a和第二極板70b相互平行。第一極板70a構成高 壓電極，並Mil高壓電纜與高壓脈衝發生器46相連。第二極板70b構成反 電極，並且作為接地電極與高壓脈衝發生器46相連。
附圖5所示為一種具有特殊平板電極的相,式。兩個實心平板電極70a 和70c具有固定間距，高壓電極71在中間穿過。這種極板-線-極板型式中的 高壓電極71設計成實心線結構，並且與高壓脈衝發生器46的高壓輸出端相 連。接地極板70a、 70c同樣也與高壓發生器46相連。
附圖6所示為一種線-管型式的電極系統。高壓電極71在中間伸入到圓 柱形電極72之中。與附圖5所示一樣，高壓電極71設計成實心線結構，並 且與高壓脈衝發生器46相連。接地的圓柱形電極72最好設計成金屬絲編織 網結構，並且與高壓脈衝發生器46相連。
附圖7所示為一種點電極-極板型式的電極系統。例如三個點電極73通 過高壓電纜與高壓脈衝發生器46相連。點電極73與接地平板電極74之間 皿角。點電極73與平板電極74之間的距離可以調整，因此可以適配於不 同的工藝^j牛。
附圖8所示的電極系統包括3個極板70a、 70d和70e。第一個極板70a 作為高壓電極與高壓脈衝發生器46相連，並且安裝在兩個實心極板70d和 70e之間正中央。極板70a和70b通過極板連接線70f相連。由於極板70d 作為接地的反電極與高壓發生器46相連，因此極板連接線70f上的極板70e同 樣也具有接地的反電極的功能。
ii附圖9所示為柵網-柵網型式的電極系統。與附圖4所示的一樣，這裡的 第一柵網75a和第二柵網75b平行相對而置。其中的第一柵網75a構成高壓 電極，並且與高壓脈衝發生器46相連。第二柵網75b構成接地的反電極，並 且與高壓脈衝發生器46相連。
J^^f有電極型式的共同之處在於除了可接入高壓脈衝66、 67之外(如 附圖3所示)，也可對其施加例如IV IOV、尤其是2V 5V的直流電 壓，從而產生連續的電解作用。
附圖10所示的，是另一種混合M^文電，，其中的一個電極76a完全 位於待處理的循環ZK 23之外，第二個電極76b貝院全或者部分^A循環7k 23 之中。這一另一實施例中，所示的電極76a設計 網電極型式，並且與高壓 脈衝發生器46相連。接地的反電極76b也設計成柵網電極型式。在空氣與 循環7jC 23之間的分界層上形成第一電荷雲68a。化學活性物質可以藉助該電 荷雲68a iiA循環水23之中，並且清除不想要的雜質。優選也在循環水23 中局部場強增大的部位上產生電荷雲68b、 68c。電荷雲68a、 68b、 68c在循 環水23中釋放出例如O、 OH、 HOO之類的自由基，尤其也可釋放出諸如臭 氧和/或者H202之類的強氧化劑。這些化學活性物質能高效破壞諸如細菌和酵 母之類的^t生物。
附圖11所示的剖面圖為附圖1中等離子體反應器lla lld的另一實 施例示出了一個管子，皿是用於輸送循環水23的管子，其具有外壁77。使 用極板或者柵網結構型式，具有與外壁77或者容^IM相配的彎曲表面。多線 電極79設計成同心電豐鵬式，髓夕卜壁77的走向安裝，並且與高壓脈衝發生 器46相連。有兩個反電極與其相對而置 一個是容鵬77，另一個是平板電 極78。高壓電極79安裝於容器壁77和平板電極78之間，互不接觸。容器 壁77和平板電極78相互導電 ，以此構成接地的反電極，其與高壓脈衝發 生器46相連。附圖標記S表示循環水23的流動方向。
附圖12所示的另一實施例是一種特殊的電極裝置，可在循環水23上方的 近表面氣體空間內產生脈衝放電。在這種情況下，在一個向上開口的循環水管 道37中輸送循環水23。高壓電極50包括多個相互電連接的棒電極，並且適 當安裝於循環水23的近表面氣體空間之中，使得電極棒平行於表面。接地的 反電極51設計成實心極板型式，且齡平面與高壓電極50之間的距離處處相等。循環7jCf道37的壁還與反電極51相連。
這種電極裝置的空氣與循環ZK 23之間的分界面上也會產生電荷雲，例如 圖中所示的電荷雲68d和68e。這些電荷雲在這裡也有助於化學活性物質滲入 循環水23之中。
附圖13所示為最後一種實施例，這是一種循環7K 23中的脈衝等離子體或 者電暈放電系統。電極系統與附圖2所示的一樣，也是設計成同軸線-管電極系 統的型式。高壓電極50與構成容^H的反電極51同軸布置。MM氣t^ 80藉助氣體分配器81將細微的氣泡導入放電區域之中，協助產生自由基或者 產生活性化學物質。在氣泡82和83之中 形成參照附圖2解釋的流光放 電。由於流光放電產生氧化劑57。因此在循環水23中會產生特定的自由基。
附圖14所示為採用本發明所述方法的造紙廠水系統90中的漿料和水的 流向，或者漿料與7K循環迴路。水系統90的中心，氏設備1。附圖14所 示為M多現有水循環系統挑選的一種常見結構i^氏廠運行的水循環示意圖。 分為三大主要7K循環迴路 一次循環迴路I、 二次循環迴路n和三次循環迴路
m。 一次循環迴路i可直接重新使用來自造紙設備i第一脫水階段富含漿料 的廢水，ifc^用於在造紙設備i之中和之前進fi^釋或者調整固形物含量。可
在較短的循環迴路即白水循環迴路98中，將造紙設備1紙頁成形過程中所產
生的固形物濃度ite最高的廢zK和/或者水懸浮^ttf^回至ij皿設備i之中。 將固形物濃度明顯樹氐的廢水和/或者水懸浮M^A—次循環迴路n即清zK循
環迴路99之中。
一次循環迴路n的特徵在於具有一，料回收階段，這裡是受漿器17。 受漿器17可將造紙設備i中產生的壓榨廢7jan噴淋廢水用艦行兩盾環。以
方框94表祐種循環，以直線表示的各種白7K成分itA其中。其它白zK成分 iSA受漿謝廣展段17a之中。受漿器17將不同的白水成分分為富含麟的較 小部分以及麟含量較少的駄部分，富含糹驟的這部分進入清水循環迴路99 之中再次作為 製備系統93的稀釋水，而^^含量較少的這部分則可以作 為造紙設備1的噴淋水繼續使用。紙漿含量較少的這部分經過廢水淨化裝置 96 i^AH次循環迴路m，也就是送入淨化zK 100的循環迴路之中。M廢水 淨化裝置96不回，U三次循環迴路ffl之中的水可在經過淨化之後ilil廢水 排放管路97送回到環境之中。如果將二次循環迴路n中的過量廢水與其它生產廢水合併，就例如形成了 三次循環迴路m。如前所述，可在廠內的淨化設備中對這種合併的廢水tt 行處理，將其與例如來自地表水的新鮮水一併進行處理，然後作為雜羊水回送 到生產過程之中。這種淨化廢水ioo循環迴路即三次循環迴路m的系統可減 輕二次循環迴路n的處理量、減少來自造紙設備i的殘留7jc量，從而 上
改善水系統90中的新鮮7K4OT效率。
M3^新鮮7jC供給裝置91經由新鮮水製備裝置92 ^^1各所需的新鮮7jCit
入7jc系統90。 二次循環迴路n和三次循環迴路m經由紙漿製備系統93通 向造紙設備i。 二次循環迴路n也可以不經31 製備系統93從一個分路
直接回流到造紙設備1。可以在紙漿製備系統93中Mil垃圾分離裝置101分
離所產生的固形物。不能再重新回送給三個主循環迴路i、 n和in的蒸發損
失102/A^紙設備i排出。
所述循環迴路實施例的水流量如下白7jC循環迴路98每天的7K和/或者7K
懸浮液流量約為100 200m3，清7K循環迴路每天的流量為10 50m3，淨4bK IOO迴路每天的流量為1 5m3。 本發明的其它基本思想如下
微過程中可能會降低纖維或紙^M量的微生物雜質例如有主要能釋放出 可懶，ZK化合物的酶(例如纖維素酶)的微生物，纖維素酶可將皿過程中 的纖維素，￥成纖維基本物質，並且，成短 7尺化合物，成為微生物的營 養。迄今為止為了阻止這種情況而採用的解決方案僅僅使用化學方法，也就是 將化學藥劑尤其是生物殺滅劑(例如戊二醛)添加到紙漿循環迴路或者水循環 迴路之中，以便殺死微生物，從而將皿過程以及最終產品中的雜質減小到最 低程度。而其它瞎況下廣為使用的過氧化氫H202通常不能使用，因為通常也 會同時產生能分解過氧化物的纖維素酶，並使得過氧化氫H202 ffii!儘。
權利要求
1. 在由纖維材料的水懸浮液生產平面結構的過程中減少由有機染料、生物催化物質和/或微生物和/或其它生物物質在水系統(90)內形成的雜質的方法，其特徵在於，在水(23)或者懸浮液中的電極(50，51)上施加電壓(U)，產生氣體放電以及/或者等離子體，所述電壓(U)的電壓曲線(60)具有脈衝持續時間(62)小於10μs的電壓脈衝(66，67)，同時產生流光放電(53)。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中脈衝持續時間(62)小於1 ms，尤其 在100ns 900ns範圍內。
3. 根據^l利要求1 2中任一項所述的方法，其中至少產生下列一種化學活性物質-自由基(59)，尤其是O、 OH、 HOO， -氧化劑(57)，尤其是臭氧03、脇。
4. 根據權利要求1 3中任一項所述的方法，其中S51電壓(U)產生場強 為lMV/cm、優選lMV/cm 10MV/cm範圍內的電場。
5. 根據權利要求1 4中任一項所述的方法，其中M31電壓(U)、尤其是 M電壓脈衝(66， 67)產生紫外輻射。
6. 根據權利要求1 5中任一項所述的方法，其中以實時、尤其是"在線" 方式在7K (23)或者懸浮液中測量化學活性物質的濃度。
7. 根據權利要求1 6中任一項所述的方法，其中尤其以實時或'在線"方式 在水(23)或者懸浮液中測量雜質的濃度。
8. 根據權利要求1~7中任一項所述的方法，其中尤其以實時或'在線"方式 在水(23)或者懸浮液中測量蛋白質和/或DNA殘基的濃度，用於控制和/或調 節微生物滅菌效果。
9. 根據權利要求8所述的方法，其中^ffl濃度值作為流光放電(53)觸發 電壓(U)的調節量。
10. 根據權利要求1 9中任一項所述的方法，其中不4頓助劑和/或者互 補染料來 >雜質。
11. 根據權利要求1 10中任一項所述的方法，其中助劑和/或者互補染料 的添加量小於不施加電壓(U)的情況下所需的量。
12. 根據禾又利要求1 11所述的方法，其中使用下列一種或多種物質作為纖維材料-廢紙，■天然纖維，尤其^^漿和纖維漿， -織物纖維。
13. 根據權利要求1 12中任一項所述的方法，其中水系統(90)具有一個或多個下列漿料和/或水循環迴路- 一次循環迴路(I)，尤其是白7K循環迴路(98)，-二次循環迴路(n)，尤其是清7jC循環迴路(99)，-三次循環迴路(m)，尤其是淨化廢7jC (100)的循環迴路。
全文摘要
本發明涉及一種在使用纖維材料的水懸浮液生產平面結構的過程中減少在水系統(90)內由有機染料、生物催化物質、微生物以及/或者其它生物物質形成的雜質的方法。為了減少使用化學藥劑以及/或者互補染料，從而減少水系統內形成的雜質，可按照本發明所提供的方法，在水(23)或者懸浮液中的電極(50，51)上施加電壓(U)，產生氣體放電以及/或者等離子體，所述電壓(U)的電壓曲線(60)具有脈衝持續時間(62)小於10μs的電壓脈衝(66，67)，同時產生流光放電(53)。這樣就能使得造紙設備(1)以更加環保的方式運行。
文檔編號C02F1/46GK101466642SQ200780021821
公開日2009年6月24日 申請日期2007年5月25日 優先權日2006年6月14日
發明者F·斯佩思, K·斯特拉茨, M·羅姆赫爾德, W·哈特曼 申請人:西門子公司