中国报告大厅网讯,造纸工业作为传统用水大户,面临着日益严格的环保法规和成本管控的双重压力。白卡纸作为高端包装纸种,其生产过程中白水循环回用技术的创新突破,成为行业绿色转型的关键抓手。2026年,随着水资源税改革的深入推进和碳达峰目标的迫近,白卡纸生产企业的节水减排能力直接关乎市场竞争力。白水作为抄纸工段网部和压榨部脱除的水分,含有细小纤维、填料及功能性助剂,若直接排放既造成资源浪费又增加处理成本。多圆盘过滤机、重力式过滤器与精细过滤器的三级组合工艺,通过分级过滤、分质回用的技术路径,将白水固体悬浮物含量降至10mg/L以下,实现部分替代清水用于高压喷淋和化学品稀释,为白卡纸行业清洁生产提供了可复制的技术范式。基于30万t/年产能规模的白卡纸机实际运行数据,系统分析了三级过滤工艺的设备原理、水质净化效果及长期运行中的湿部系统影响,为行业技术升级提供实践参考。
《2026-2031年中国白卡纸行业项目调研及市场前景预测评估报告》指出,白卡纸机白水循环系统采用多圆盘过滤机、重力式过滤器与精细过滤器的三级串联工艺,实现白水从粗滤到精滤的梯度处理。整个系统以混合网下白水池为起点,纸机白水与损纸高浓除渣器除渣后的垫层浆混合至一定浓度后,首先进入多圆盘过滤机进行一级分级过滤。
多圆盘过滤机作为核心设备,白水处理流量达到25000L/min,采用14圈整体式316/304不锈钢无滤袋扇片,较传统网架加聚酯滤袋组合增加20%过滤面积。经多圆盘过滤机处理后,浓缩浆料进入损纸浓缩池,后经磨浆按一定比例配入白卡纸芯层。滤液按三个等级分流:浊滤液100%再循环与纸机白水一起重复回收利用;清滤液固体悬浮物含量≤60mg/L,分流至多圆盘过滤机剥浆喷淋、白水塔及二级过滤器;超清滤液固体悬浮物含量≤30mg/L,经低压超清喷淋泵送至网部进行低压喷淋。
二级处理采用重力式过滤器,滤网目数150目(孔径100μm),进水固体悬浮物含量≤60mg/L时最大处理量可达250m³/h。清滤液经泵送至过滤器后,产生的1#超清滤液固体悬浮物含量≤25mg/L,主要用于网部中低压喷淋和填料制备,日用量达1253m³。
三级处理配置15个盘的精细过滤器,过滤精度1~20μm,进口固体悬浮物含量≤25mg/L,最大进水量220m³/h,滤出滤液量150~187m³/h。经精细过滤器深度处理后,2#超清滤液固体悬浮物含量≤10mg/L,满足替代网压部高压喷淋和化学品二次稀释的清水水质要求。
多圆盘过滤机的技术创新体现在整体式不锈钢无滤袋扇片的应用。该扇片采用波纹状设计,持续提供稳定滤液,不存在滤袋破损泄漏风险,运行费用低且浆料剥浆干净。设备处理的白水最大浓度0.15%,垫层浆浆料浓度2.5%~3.5%,打浆度35°SR左右,经处理后清滤液固体悬浮物含量≤60mg/L,超清滤液固体悬浮物含量≤30mg/L。
重力式过滤器的核心优势在于自清洗连续旋转喷淋系统。滤网底部开口,在壳体内侧由悬垂装置支撑并保持松弛状态,当清滤液导向滤网上时,松弛的滤网在悬垂装置带动下转动,导致滤网网面发生弯曲,为滤网提供防止堵塞和堵死该滤网开口的自净化作用。滤网更换时间小于15分钟,占地面积小,操作简便。
精细过滤器由15个旋转圆盘组成,安装在旋转中空轴上并整体置于加压箱体内。圆盘正反两个外表面由特殊工业滤网组成,中间为支撑网,通过中心支撑盘定位于一体。过滤过程中,70%~90%的白水被过滤并回用至造纸工段,10%~30%的浓缩液回用至浊滤液池循环利用,过滤后浓度一般为进水口白水浓度的3~5倍。
对三级过滤系统各处理环节的水质进行系统检测,结果清晰呈现了过滤精度的阶梯式提升。多圆盘过滤机产生的清滤液浊度16NTU,固体悬浮物含量39mg/L,化学需氧量919mg/L,生化需氧量294mg/L,总硬度721mg/L(以CaCO₃计),电导率2.28×10³μS/cm;超清滤液浊度降至14NTU,固体悬浮物含量25mg/L,化学需氧量876mg/L,生化需氧量282mg/L,总硬度726mg/L,电导率2.22×10³μS/cm。
经重力式过滤器二级处理后,1#超清滤液浊度进一步降至13NTU,固体悬浮物含量13mg/L,化学需氧量809mg/L,生化需氧量249mg/L,总硬度733mg/L,电导率2.27×10³μS/cm。最终经精细过滤器三级深度处理后,2#超清滤液浊度仅5NTU,固体悬浮物含量6mg/L,化学需氧量743mg/L,生化需氧量156mg/L,总硬度718mg/L,电导率2.35×10³μS/cm。
数据表明,随着过滤精度提高,水样中有机物含量逐级减少,浊度逐渐降低,白水中的纤维及细小颗粒得到有效过滤。但三级过滤对总硬度和电导率基本无影响,这为后续湿部系统运行埋下了潜在隐患。
二级处理水(重力式过滤器处理水)在白卡纸机上的应用主要包括面芯底三层胸辊润滑喷淋和湿部填料制备。面层胸辊润滑喷淋流量125.6L/min,芯层胸辊润滑喷淋流量168.2L/min,底层胸辊润滑喷淋流量125.6L/min,填料制备流量450.7L/min,总流量870.1L/min,日用量1253m³。
三级处理水(精细过滤器处理水)替代清水的应用场景更为广泛。网部洗网高压移动喷水管流量413L/min,洗辊高压移动喷水管流量257.8L/min,校正辊刮刀润滑管流量408L/min,一压上辊刮刀润滑管流量109.5L/min,二压靴辊刮刀喷淋流量109.5L/min;湿部化学品二次稀释包括阳离子助留助滤剂面层32.37L/min、芯层195.72L/min、底层32.37L/min,有机微粒面层35.15L/min、芯层208.39L/min、底层35.15L/min,阳离子淀粉面层32.33L/min、芯层165.02L/min、底层32.33L/min。精细过滤器处理水替代清水总流量2067L/min,日用量2976m³。
按30万t/年产能、年工作330天计算,吨纸清水节降量为2976÷(3×10⁵÷330)=3.27m³/t。这意味着该白卡纸机每年可节约清水2976×330=98.21万m³,节水效益显著。
白水长期循环回用导致湿部系统阴离子垃圾持续累积,对助留助滤体系造成渐进式干扰。通过15天连续跟踪监测,每天8:00、16:00、24:00取样,检测三层网下白水电导率、三层流浆箱首程留着率、三层白水浊度等关键指标。
首程留着率变化显示,面层由最高时的88.6%降低到80.1%,芯层由最高时的96.7%降低到89.8%,底层由最高时的88.6%降低到82.7%,三层流浆箱首程留着率呈下降趋势。白卡纸湿部采用双元助留体系,线型阳离子聚丙烯酰胺起助留作用,立体微粒型阴离子聚丙烯酰胺提高滤水性能。当芯层首程留着率低于90%、面底层低于80%时,需对助留助滤剂进行调整。第6天和第11天分别增加助留助滤剂用量,阳离子型助留剂用量呈0.2、0.3、0.4kg/t纸递增,阴离子型助滤剂用量由0.2kg/t纸增加到0.25kg/t纸。增加用量后,三层首程留着率呈先上升后下降趋势,且第二次添加效果较第一次差。
电导率监测显示,三层流送系统电导率初期缓慢上升,而后快速上升,后期趋于平缓。第一次增加助留助滤剂用量时电导率出现明显下降,第二次增加时下降幅度不如第一次明显。原因在于白水循环初期,助留助滤剂和阴离子垃圾同步累积,助留助滤剂占主导作用,电导率上升速率相对缓慢;之后阴离子垃圾逐渐占据主导,不断干扰助留助滤剂效果,浆料中的离子随白水流出,导致电导率迅速上升;后期白水中与纸张中的离子趋于平衡,电导率呈缓慢增加趋势,再增加阳离子型助剂用量效果逐渐减小。
白水浊度变化呈现类似规律,初期升高速率相对缓慢,中后期上升迅速,增加助留助滤剂用量后浊度先下降后上升,第二次增加用量时浊度下降幅度不如第一次明显。这是由于系统前期由助留助滤剂占主导作用转变为阴离子垃圾占主导作用,使得助留助滤效果逐渐变差,三层流浆箱首程留着率逐渐降低,从而导致三层白水浊度上升速率逐渐变快。
白卡纸机白水三级过滤分级回用新工艺通过多圆盘过滤机、重力式过滤器与精细过滤器的组合应用,白卡纸行业分析指出,实现了白水的高效净化与分级利用。最终经精细过滤器处理后,2#超清滤液固体悬浮物含量仅6mg/L,满足替代网部和压榨部高压喷淋及化学品二次稀释的清水水质要求,每天可节约清水2976m³,吨纸清水节降3.27m³,年节约清水量超过98万m³,节水减排效果显著。
该工艺的技术核心在于根据白卡纸机不同用水点的水质要求,实现处理水的梯级利用:浊滤液100%回用至多圆盘过滤机,清滤液用于剥浆喷淋和洗网喷淋,超清滤液用于网部低压喷淋,1#超清滤液用于胸辊润滑和填料制备,2#超清滤液用于高压喷淋和化学品稀释。这种分质回用模式最大限度地发挥了各级处理水的使用价值。
然而,白水的不断回用导致湿部系统阴离子垃圾持续累积,对助留助滤剂体系造成渐进式干扰,表现为三层流浆箱首程留着率逐渐降低、三层白水浊度和电导率逐渐升高。这提示白卡纸生产企业在推广白水回用技术时,需建立阴离子垃圾的监测与调控机制,适时增加助留助滤剂用量或采用阴离子垃圾捕集剂,以维持湿部系统的稳定运行。未来白卡纸行业应在持续优化过滤设备性能、提高清水替代率的同时,加强湿部化学过程管控,实现节水降耗与产品质量的双重保障,推动行业向更加绿色、高效、可持续的方向发展。