製紙業界は、将来的には完全に廃棄物のない工場を建設し、森林資源を節約するソリューションを提供するために懸命に取り組んでいます。 解決策の 1 つは、白水を生産ラインで再利用することです。 では、紙や板紙の製造における白水の再利用から生じる問題にはどのようなものがあるのでしょうか? すべては以下の詳細な記事で説明します。

製紙業界における白水とは、粉体濃縮工程後に出てくる水であり、製紙工程、噛み合わせ、プレスの段階で放出されます。 白水の組成は、機械の種類、パルプの種類、非繊維添加剤の種類、および機械の湿潤部分にある真空ボックスの数によって異なります。 基本的に、白水には短繊維、可溶性物質、および増量剤、デンプン、着色料などの添加物が大部分含まれています。

紙および板紙の製造における白水の再利用によって生じる問題を以下の表に示します。 それらは 3 つのカテゴリに分類できます。高レベルの浮遊物質。 溶解固体の蓄積。 そして熱の保存性が高まります。

浮遊物質の増加	溶解固形分を増やす	熱エネルギーを増やす
ほこり 擦り傷 小さな種 防水シート、ネット 防水シートを使用する時期 サーフィン利用時間 排水率が低下します スプレーに差し込む	泥を薄める 泡 腐食性 接着剤 紙上の斑点 色 pHコントロール 降水量 堆積 臭い 時間の節約	温度 接着剤の問題 機械室の温度 真空ポンプ能力低下

可溶化剤とコロイドは、懸濁物質よりも深刻な問題を引き起こします。 上水コストを削減して長期間運転すると、スケールや機器の腐食が発生します。 高度な水の循環により、添加プロセス（接着剤、フォームなど）や機械の動作に影響を与えるほど溶質の濃度が増加し、紙中の短繊維の含有量が増加します。白水を再利用する場合、白水温度の上昇により排水能力が向上する場合が多いです。

白水を再利用する際の最も一般的な問題は、ネットスプレーシステム、防水シート、機関車ボックス内のスプレーの詰まりです。 主な原因は、白水中に長い繊維（通常は 3 mm 以上）が存在することです。 この現象を克服するには、除去する繊維の長さの 5 ～ 7 倍未満の溝を持つふるいを使用できます。 例えば、メッシュノズル径が0.13～0.15mmの場合は、ふるい#60を使用してください。 このふるいは、ノズルに供給される浄水中の残留物を除去するためにも使用されます。

システムは電気化学や微生物によって腐食される可能性があります。 腐食速度は、溶存酸素レベルなどの一連の相互作用要因の影響を受けます。 pH; 溶解固体。 塩化; 硫酸塩; …水の硬度。 アルカリ性。 酸度; 温度; 表面を通過する流れの速度。 二酸化炭素濃度。 他の金属との接触。 腐食プロセスには多くの要因が関与しているため、腐食プロセスが複雑になり、制御が困難になります。

腐食は機器の寿命を縮め、メンテナンスコストを増加させます。 ただし、デバイスの回転は変化するため、時間の経過とともにこれらの影響を判断することは困難です。 この問題を解決するには改善が必要ですが、設備の維持費が増加します。 一部の薄紙工場では、他の材料で作られた装置がシステムから取り外されているか、隣接する装置と絶縁されています。 腐食した鋼管のほとんどは、ステンレス鋼管またはグラスファイバー管に置き換えられます。

腐食制御を可能にする技術には、pH 調整、陰極防食、保護コーティング、化学抑制剤の添加などがあります。 考えられる抑制剤は、重炭酸カルシウム、クロム酸塩および重クロム酸塩、硝酸塩、ポリリン酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、安息香酸ナトリウムおよび有機抑制剤です。 白水に対する万能の抑制剤はありません。 最も有望な物質は、ポリリン酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩です。 しかし、これまでのところ、製紙工場の水系には化学抑制剤は使用されていません。

好気的条件では電気化学的腐食が優勢になる傾向がありますが、嫌気的条件では微生物による腐食が重要になります。 白水の再利用中に蓄積する硫酸塩と硫酸塩還元バクテリアの存在により、腐食が促進されます。 硫酸塩の還元生成物は臭気のある硫化物です。 微生物による腐食は殺生剤を使用することで制御できます。 年間約 0.9 mm の腐食速度は許容されますが、0.9 ～ 1.3 mm が考慮され、それを超える場合は、腐食速度を下げるための措置を適用する必要があります。

いずれの場合も臭気の発生は生物学的発生に関連しているため、汚泥と臭気は一緒に考慮する必要があります。 ホワイトウォーターシステムで発生する臭気の問題のほとんどは、不適切な管理、効果的な消毒プログラムの欠如、または水または粉末調製システム内の水の停滞によって引き起こされます。

製造時に白水を再利用しているため、システム内の溶質濃度が増加します。 炭水化物と栄養素の増加は細菌の増殖を促進します。 栄養豊富な培地での細菌の増殖を阻害する能力は遅くなり、システムに添加される殺生物剤の濃度が増加します。 大量の水を再利用すると、温度が20～35℃から50℃以上に上昇し、微生物の数に大きな変化が生じます。 好熱性微生物は胞子を形成する傾向があるため、根絶や制御が困難です。 人間の安全と利便性の理由から、細菌の増殖を防ぐのに十分な温度で工場の水システムを操作することは現実的ではありません。

工場は、工業用洗浄をより頻繁に行い、システム内の特定の作業点にバイオマス生産阻害剤を添加することによって、汚泥問題に対処しています。 使用される殺生物剤は、塩素およびその誘導体、フェノール、有機硫黄化合物、銀化合物です。

白紙と色紙を交互に生産する場合、循環水の色が問題になります。 この問題を解決するには、白い紙にきれいな水を加えて生産を開始し、白い水が油圧粉砕で粉末を砕き、濃度を調整するのに十分になるまできれいな水で運転することをお勧めします。 工場で色紙を生産している場合、次の生産では明るい色の紙を使用し、最も暗い色の紙で仕上げる必要があります。 新しいサイクルを開始する前に、完全に洗浄する必要があります。 染料の発色が良く、除去しやすい場合、水循環が改善されます。 複数の機械で白紙と色紙を同時に生産する場合、効率的に再利用するために白水システムを分離する必要があります。

排出量が削減され、工場内を循環する白水の量が増加すると、電解質濃度が大幅に増加します。 機械の湿潤部分の多くのプロセス、特にイオン引力または反発力に依存するプロセスは、このような高塩濃度の環境では変化します。

西ミシガン大学の完全密閉型機械モデルを使用したテストにより、完全密閉状態で 70% の粉砕木材パルプと 30% の硫酸塩粉末からカタログ用紙を製造できるという結論に至りました。 塩濃度を 4000 mg/l まで増加しても、機械的特性と光学的特性にはほとんど影響がないことがわかりました。 ミシガン大学でのテストでは、白​​水を再利用する条件下で不透明な紙が生成されることが確認されています。

参照元：書籍 “Bảo vệ môi trường trong công nghiệp bột giấy và bột giấy” – 著者: Doãn Thái Hòa – NXB: KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT

記事担当: Đỗ Thị Huệ