При изготовлении бумаги на бумагоделательной машине значительное количество волокон, минеральных наполнителей и проклеивающих веществ попадает под сетку на решетчатом столе машины и выдавливается в прессующей части. Если в составе бумаги присутствует коротковолокнистая масса, "провал" через сетку увеличивается и достигает 40-50% при производстве газетной бумаги, содержащей короткие волокна древесной массы — При производстве бумаги из целлюлозных волокон и без минерального наполнителя количество волокон в подсеточной воде составляет 5-20% от общего количества волокон в подсеточной воде. общее количество волокон, поступающих в бумагоделательные сетчатые машины.
Необходимо наилучшим образом утилизировать всю эту массу, которая оказалась за пределами листа бумаги, изготовленного в это время на бумагоделательной машине.
Следует иметь в виду, что регистрационная вода, также называемая водой первого анализа, имеет самое высокое содержание клетчатки и наполнителя, достигающее 3-5 г на литр и более. Концентрация воды из отсасывающих боксов (вода второго анализа) примерно в 2-3 раза меньше регистрационной. Вода, отжатая прессами, больше не используется на самой бумагоделательной машине, хотя ее концентрация достигает 0,5—1%. Эта вода забивается шерстяными волокнами из прессованных тканей.
Наиболее целесообразно направлять воду первого анализа без смешивания с водой второго анализа в основной поток бумажной массы для ее разбавления перед поступлением в сетку бумагоделательной машины. Для хорошего смешивания этой воды с массой основного потока и, таким образом, создания равномерной концентрации массы, необходимо вводить воду первого анализа самотеком непосредственно в смесительный насос .
Если перед сеткой недостаточно воды для создания желаемой концентрации водной массы, то необходимое дополнительное количество воды может быть пополнено соответствующим количеством воды второго анализа. Только в случае избытка воды первого анализа избыток регистрационной воды объединяют с водой второго анализа, обычно направляют в оборудование для улавливания из него волокон и минерального наполнителя. Захваченная скопа либо непосредственно используется с переработанным бумажным ломом в основном технологическом потоке производства бумаги, либо в условиях изготовления высококачественных видов бумаги, во избежание загрязнения, направляется в поток другой бумагоделательной машины, которая производит менее ответственный тип бумаги. Скопу также можно отправить в мастерскую по изготовлению древесноволокнистых плит.
Осветленная вода из улавливающего оборудования направляется в канализацию, но частично вместо пресной воды может использоваться для промывки полов, мытья оборудования, приготовления химических растворов и в качестве разбрызгиваемой воды. В последнем случае используются распылители специальных конструкций высокого давления и не засоряющие распылители, оснащенные фильтрующим блоком из нескольких трубчатых фильтров, автоматически очищаемых поочередно обратным потоком воды, как только перепад давления с обеих сторон фильтра превышает предел установленного уровня.
С целью снижения расхода пресной воды на 1 тонну продукции дополнительно проводятся следующие мероприятия: повышается осветление сточных вод за счет использования самого современного улавливающего оборудования и применения эффективных флокулянтов; организуется водооборот уплотнений вакуумных насосов; стараются максимально использовать без очистки воды, содержащей значительное количество волокон и наполнителей, и, по возможности, процессы проклейки и окрашивания массы следует заменить соответствующей обработкой поверхности бумаги; условно чистая охлаждающая вода и слегка загрязненная вода используются повторно, а также очищенная сточная вода вместо пресной воды.
Для жизнедеятельности живых организмов в водоемах необходимо, прежде всего, наличие растворенного кислорода в воде, а после смешивания сточных вод с водой водоема содержание растворенного кислорода должно составлять не менее 4 мг/л.
Биохимическая потребность в кислороде (БПК) - это количество кислорода, потребляемого органическими веществами в процессе их окисления. Поскольку наиболее интенсивное окисление органических веществ происходит через 5 дней, БПК обычно определяется ровно через 5 дней и этот показатель обозначается индексом (BPCe) - Общая биохимическая потребность в кислороде определяется через 20 дней (BPK20), т.е. за то время, когда окисление трудно- и медленно-происходит окисление веществ.
Требования к очистке сточных вод предусматривают в некоторых случаях не только определенные показатели цвета, прозрачности, биологического потребления кислорода, рН, допустимого содержания определенных ионов, но и некоторые специфические показатели, обеспечивающие жизнедеятельность рыбы. Например, согласно канадским стандартам, сточные воды заводов по производству древесной массы считаются безвредными для рыбы, если 80% лососевых рыб выживают в течение 96 часов в объеме воды, 65% из которых составляют сточные воды.
Повышенные требования к очистке сточных вод и требования к подготовке пресной воды для производства некоторых специальных видов бумаги (электроизоляционной, хроматографической и т.д.) приводят к значительным затратам материальных ресурсов на строительство различных типов водоочистных сооружений. Доля затрат на их строительство в настоящее время достигает 30% от стоимости строительства новых предприятий целлюлозно-бумажной промышленности.
Когда цикл циркулирующей воды полностью замкнут, для разбавления массы теоретически требуется только такое количество пресной воды, которое необходимо для восполнения воды, испарившейся при сушке бумаги, если не учитывать, что исходные полуфабрикаты (целлюлоза, древесная масса) всегда содержат больше влаги чем готовая бумага. Однако практически потребляется больше пресной воды, поскольку вода, отжатая в части пресса, не всегда используется повторно. Оборотная вода не всегда полностью используется для опрыскивания сетки и напорного ящика, для стирки ткани, а также для различного рода уплотнений и затворов, так как это необходимо для предварительной очистки воды от твердых включений в ней. Вода, содержащаяся в грубых отходах сортировки бумажной массы с центрифуг, обычно не используется из-за ее чрезвычайно малого количества и трудности удаления загрязняющих веществ, попадающих в канализацию.
Поскольку повторное использование оборотной воды возможно только после ее хорошей очистки, очевидно, что при замене пресной воды оборотной расход электроэнергии на ее очистку увеличивается. Однако в то же время экономятся волокнистые полуфабрикаты и значительно снижаются затраты на строительство
внешних очистных сооружений. Эти соображения следует принимать во внимание при рассмотрении вопроса о создании замкнутого цикла использования оборотной воды.
Удельные затраты на волокнистые материалы и наполнители определяются в соответствии с формулами, приведенными в разделе 54, или на основе данных, полученных в результате составления балансов воды, волокон и минеральных наполнителей. Составление этих балансов полезно для получения значений технологических потоков, а также массы волокон и наполнителя на каждой стадии процесса производства бумаги, что позволяет определить требуемую производительность соответствующих насосов и другого оборудования, а также диаметры массовых трубопроводов.
Перед составлением балансов необходимо выписать из соответствующих стандартов характеристики вида бумаги, в отношении которого рассчитывается баланс, и принять схему технологического процесса производства бумаги. На этой диаграмме должны быть указаны точки отбора и получения оборотной и осветленной воды, забора пресной воды и сброса сточных вод.
Расчет остатков может быть выполнен на 1 тонну готовой продукции нетто с учетом дефектов при отделке и на бумагоделательной машине. Это дает возможность непосредственно из расчета получать конкретные расходуемые технико-экономические показатели, которые, зная производительность бумагоделательной машины, нетрудно пересчитать для почасовой, суточной или годовой производительности. Можно рассчитать остатки на единицу производственного времени.
