Woda w przemyśle papierniczym to surowiec niemal tak samo ważny jak celuloza. Jest wykorzystywana jako matryca dla reakcji chemicznych zachodzących w czasie produkcji, a jednocześnie służy do mycia i chłodzenia maszyn. Stacje uzdatniania wody dla przemysłu papierniczego obejmują zazwyczaj filtry mechaniczne, zmiękczacze wody oraz systemy odwróconej osmozy.
Spis treści:
- Przemysł papierniczy – co warto wiedzieć?
- Woda w przemyśle papierniczym – wymagania
- Metody uzdatniania wody w przemyśle papierniczym
- Uzdatnianie wody dla przemysłu papierniczego – podsumowanie
Przemysł papierniczy – co warto wiedzieć?
Podaje się, że początki masowej produkcji papieru sięgają nawet około 105 roku, kiedy to kancelista chińskiego cesarza wynalazł własny sposób na jego wytwarzanie. Współczesne metody produkcji papieru diametralnie różnią się od pierwszych prób, ale najważniejsze surowce pozostają niezmienne – włókna pozyskiwane z naturalnych surowców roślinnych oraz woda. W efekcie, przemysłowe uzdatnianie wody jest w tym sektorze zaliczane do etapów procesu technologicznego.
W przemyśle papierniczym woda jest wykorzystywana jako surowiec do wytwarzania papieru oraz medium w układach chłodniczych i systemach przeciwpożarowych.
Woda wykorzystywana w przemyśle papierniczym jest zazwyczaj klasyfikowana w trzech grupach:
- Woda technologiczna – stosowana do obróbki surowca, wchodzi w skład produktu lub stanowi czynnik myjący
- Woda techniczna – stosowana do celów pośrednich
- Woda wtórna – uzdatniona ciecz pochodząca z odzysku z procesów technologicznych
Chcesz wiedzieć, jak uzdatniać wodę dla przemysłu papierniczego, ale nie wiesz od czego zacząć? Poproś o pomoc eksperta.
Woda w przemyśle papierniczym – wymagania
Ponieważ woda jest kluczowym zasobem dla przemysłu papierniczego, większość zakładów znajduje się w pobliżu dużych zbiorników wodnych. W Europie wiele tego typu przedsiębiorstw wykorzystuje wody powierzchniowe, takie jak rzeki i jeziora. Część surowca pobierana jest zatem z własnych ujęć wód podziemnych, a reszta z wodociągów publicznych.
W produkcji papieru szczególnie istotną kwestią jest racjonalne zużycie wody i odpowiednie podejście do oczyszczania ścieków powstających na różnych etapach tego procesu. W przemyśle papierniczym, będącym wielkim konsumentem wody, równie ważne jest stosowanie zamkniętego układu chłodzenia. Jest to konieczne ze względu na ograniczenie zużycia tego medium. Układy chłodzenia należy z kolei zabezpieczyć przed korozją, osadami sedymentacyjnymi, bakteriami Legionella, czy innymi patogenami, które mogą być niebezpieczne dla pracowników obsługujących linie produkcyjne.
Uzdatnianie wody chłodniczej w przemyśle papierniczym (ale nie tylko) przeprowadza się przede wszystkim po to, aby maksymalnie ograniczyć proces powstawania osadów mineralnych, korozji i zanieczyszczeń biologicznych. Jakość wody procesowej ma olbrzymi wpływ na koszty eksploatacji oraz niezawodność urządzeń chłodniczych.
Wytyczne w kwestii jakości chłodniczej wody obiegowej regulują przepisy normy VDI 3803.
Choć w zależności od zastosowanych materiałów konstrukcyjnych oraz specyfiki używanych maszyn i urządzeń, zalecenia dotyczące wody obiegowej mogą się nieznacznie różnić, przyjmuje się pewne założenia:
- Woda klarowna, pozbawiona wyczuwalnego zapachu oraz czysta pod względem mikrobiologicznym
- Odczyn pH w przedziale od 6,5 do 8,5
- Twardość wody w przedziale od 35 do 70 mg/l CaCO3
- Zasolenie maksymalne do 1000 mg/l
- Sumaryczne stężenie chlorków i siarczanów niższe od 250 mg/l
Metody uzdatniania wody w przemyśle papierniczym
Filtrację wody do produkcji papieru prowadzi się po to, aby zagwarantować wysoką jakość produktów, a także bezproblemową pracę maszyn i urządzeń. Choć poszczególne metody uzdatniania wody dla przemysłu papierniczego mogą się różnić między przedsiębiorstwami, dobór optymalnego rozwiązania zawsze powinny poprzedzać badania wody wykonane w profesjonalnym laboratorium analiz.
Najbardziej typowe technologie stosowane do uzdatniania wody w przemyśle papierniczym to:
- Filtracja mechaniczna (eliminacja wszelkich zanieczyszczeń stałych)
- Zmiękczanie wody (obniżenie wysokiego stopnia twardości wody)
- Odwrócona osmoza (eliminacja zanieczyszczeń z dokładnością do pojedynczych jonów, produkcja wody o najwyższej czystości)
Filtracja mechaniczna
Filtry mechaniczne o dużej wydajności to najczęściej pierwszy etap uzdatniania wody w przemyśle papierniczym oraz poligraficznym. Urządzenia tego typu zabezpieczają centralną stację uzdatniania wody oraz całą instalację wodociągową zatrzymując zanieczyszczenia stałe, takie jak piasek, żwir, muł czy osady sedymentacyjne. Filtry mechaniczne montuje się bezpośrednio na rury wodociągowe. Dobre jakościowo filtry narurowe powinien cechować niski spadek ciśnienia wody.
Profesjonalne filtry mechaniczne są często wyposażone w system przepływu zwrotnego, który stosuje się do okresowego czyszczenia wkładów filtracyjnych z nagromadzonego osadu. Takie rozwiązanie przedłuża żywotność wkładów filtracyjnych, a tym samym obniża koszty eksploatacyjne takiego rozwiązania. Zawór zwrotny odprowadza wodę z popłuczynami prosto do kanalizacji, natomiast samo płukanie jest wywoływane przez specjalne automaty.
Na rynku, oprócz filtrów mechanicznych, dostępne są także duże i wydajne kolumny filtracyjne wypełnione zazwyczaj złożem kwarcowym. Choć redukują mętność wody i eliminują z niej zanieczyszczenia mechaniczne, nie zalecam traktować ich jako zastępstwa dla filtrów mechanicznych. Doskonale sprawdzają się natomiast w duecie z nimi. Warto jednak pamiętać, że wszystko zależy od warunków panujących w danym zakładzie przemysłowym oraz wymagań procesu produkcyjnego.
Piotr Pisarski
Przemysłowe zmiękczanie wody
Wysoki stopień twardości wody to jej zupełnie naturalna cecha wynikająca głównie ze zbyt dużego stężenia kationów wapnia i magnezu. Twarda woda w przemyśle papierniczym może być jednak przyczyną wielu problemów, dlatego stacje uzdatniania w tym sektorze obejmują zazwyczaj przemysłowe zmiękczacze wody. Zasada działania takich urządzeń jest identyczna jak w przypadku rozwiązań przeznaczonych do stosowania w warunkach domowych, w których proces redukcji stopnia twardości wody odbywa się na drodze wymiany jonowej.
Butle ze złożem jonowymiennym stosowane w przemysłowych zmiękczaczach wody powinny być wykonywane z tworzyw odpornych na korozję. Przed przystąpieniem do montażu sugeruję sprawdzić, czy wybrane urządzenie posiada niezbędne certyfikaty i spełnia odpowiednie normy.
Piotr Pisarski
Przemysłowa odwrócona osmoza
Ponieważ produkcja papieru (szczególnie dla sektora poligraficznego) oznacza wysokie standardy jakości wody, bardzo popularne jest uzdatnianie z wykorzystaniem przemysłowej odwróconej osmozy. Membrana osmotyczna usuwa do 98 proc. zanieczyszczeń, w tym metale ciężkie, mikroorganizmy, a także chlor i jego pochodne. Przemysłowa odwrócona osmoza charakteryzuje się także świetną wydajnością oraz długą żywotnością, co doskonale sprawdza się podczas produkcji papieru, gdzie zapotrzebowanie na czystą wodę jest znacznie większe niż w innych gałęziach przemysłu.
Przed odwróconą osmozą konieczna jest instalacja filtrów mechanicznych i urządzeń zmiękczających. Woda trafiająca na membranę osmotyczną powinna być oczyszczona z jonów odpowiedzialnych za kamień w wodzie, a także z żelaza i manganu.
Uzdatnianie wody dla przemysłu papierniczego – podsumowanie
Uzdatnianie wody w przemyśle papierniczym to kluczowy etap na drodze do uzyskania wysokiej jakości produktów. Odpowiednio dobrane technologie filtracji pozwalają także na efektywne zarządzanie zasobami wodnymi i minimalizację negatywnego wpływu produkcji na środowisko. Właśnie dlatego już na etapie poszukiwania skutecznych rozwiązań, warto skorzystać z wiedzy i doświadczenia profesjonalistów z branży uzdatniania wody.
