Надіслати статтю
вул. Інститутська 11, м. Хмельницький, 29016
visnyk.khnu@khmnu.edu.ua
(0382) 67-51-08

ВИВЧЕННЯ ПРОЦЕСІВ ОЧИЩЕННЯ ПІДСІТКОВИХ ВОД ДЛЯ ПОВТОРНОГО ВИКОРИСТАННЯ В ЦЕЛЮЛОЗНО-ПАПЕРОВІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ

STUDY OF THE PROCESSES OF WASTEWATER TREATMENT FOR REUSE IN THE PULP AND PAPER INDUSTRY

Сторінки: 128-133. Номер: №5, 2022 (313)  
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-313-5-128-133
Автори: ГАЛИШ Віта
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
ORCID ID: 0000-0001-7063-885X
e-mail: v.galysh@gmail.com
РАДОВЕНЧИК Ярослав
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
ORCID ID: 0000-0002-0101-0273
e-mail: r.yar@ukr.net
ГОМЕЛЯ Микола
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
ORCID ID: 0000-0003-1165-7545
e-mail: m.gomelya@kpi.ua
РАДОВЕНЧИК Вячеслав
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
ORCID ID: 0000-0001-5361-5808
e-mail: dokeco@ukr.net
HALYSH Vita, RADOVENCHYK Iaroslav, GOMELYA Mykola, RADOVENCHYK Vyacheslav
National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”

Анотація мовою оригіналу

В роботі наведено результати досліджень процесів освітлення підсіткових вод технологічного процесу виробництва картону тарного з макулатури. Встановлено закономірності впливу компонентів макулатурної маси на ефективність їх видалення з оборотних вод за використання неорганічних коагулянтів різних типів. Показано, що залишкова каламутність оборотних вод пов’язана з вмістом в них мінеральних наповнювачів.
Ключові слова: первинне волокно, вторинне волокно, картон, показники міцності, підсіткові води, коагулянти.

Розширена анотація англійською  мовою

Nowadays, more than 80% of cardboard and paper products of Ukrainian mills are made from waste paper – secondary fibers that differ in their chemical and physical properties from primary cellulosic fibers. Characteristic feature of secondary fibers is the presence of a large number of small fibers, which negatively affects the quality of finished products, mass retention on the grid during the formation of paper or cardboard, which leads to pollution of wastewaters. Despite its environmental friendliness and economy, waste paper is also characterized by the presence of various pollutants, the formation of which is associated with the process of paper formation, storage of finished products, and their use. As a result of the preparation of the mass from secondary fibers, there is a transition of pollutants from the waste paper to the wastewater in the form of colloidally dispersed and soluble substances, which lead to the pollution of circulating water. Purification of water and its reuse in technological processes is an important task of paper industry mills. The results show that more than 90% of the secondary fibers have a length that does not exceed 1 mm, while in the primary cellulose fiber from coniferous wood about 53% of the fibers have a length of more than 1 mm. The high content of short fibers in the paper mass affects the processes of paper formation, worsening them, and a decrease in the retention of the fiber on the grid of the paper or cardboard machine is observed, causing the pollution of wastewater. The results of the study of coagulation of industrial wastewater with the content of suspended solids 1520 and 3200 mg/dm3 from the production of cardboard from recycling paper show that the best coagulants are A1(OH)C12 and A12(OH)5C1. The maximum efficiency of water purification of only 92.5% was achieved at the suspended solids content of 1520 mg/dm3, while for wastewater with a suspended solids concentration of 3200 mg/dm3 98.0% was obtained. To develop a scheme for deep purification of wastewaters, it is important to understand which components are removed from water more easily and which are more difficult during coagulation. For this purpose, studies on coagulation of model suspensions of starches, bentonite and kaolin using inorganic coagulants were conducted. It was established that coagulation of native corn starch suspension with inorganic coagulants is effective. However, in the case of using modified starches, the removal of cationic starches is reduced. The efficiency of water purification in the removal of bentonite by sedimentation-filtration with the use of coagulants is quite high. The degree of purification reaches 80.8-98.1%. The filtering stage allows the degree of purification to be further increased. Research on the processes of purification of model kaolin suspensions shows that mechanical and physico-chemical methods are ineffective in removing this mineral filler.
Keywords: primary fiber, secondary fiber, cardboard, strength indicators, wastewater, coagulants.

Література

  1. Sixta H., Potthast A., Krotschek A.W. Chemical Pulping Processes: Handbook of Pulp / Ed. by Herbert Sixta. – Weinheim: Wiley-VCH Verlag, 2006. – 1291 p.
  2. Deykun I. Rapeseed straw as an alternative for pulping and papermaking / I. Deykun, V. Halysh, V. Barbash // Cellulose Chemistry and Technology. – 2018. – Volume 52, No. 9-10. – P. 833–839.
  3. Nanofibrillated cellulose as an additive for recycled paper // L.C. Viana, D.C. Potulski, G.I.B.D. Muniz, A.S.D. Andrade, E.L.D Silva // Cerne. – 2018. – No. 24. – Р. 140–148.
  4. Fatta-Kassinos D. Wastewater resuse and current challenges / D. Fatta-Kassinos, D. Dionysiou // The Handbook of Environmental Chemistry. – 2016. – No. – Р. 1–257.
  5. Treatment of pulp and paper mill wastewater with various molecular weight of polyDADMAC induced flocculation / M.A.A. Razali, Z. Ahmad, M.S.B. Ahmad, A. Ariffin // Chemical Engineering Journal. – 2011. – Volume 166, No. 2. – Р. 529–535.
  6. Woods to goods: water consumption analysis for papermaking industry in China / Y. Man, Y. Han, Y. Wang, J. Li, L. Chen, Y. Qian, M. Hong // Journal of Cleaner Production. – 2018. – No. 195. – Р. 1377–1388.
  7. Žarković D.B. Simple and cost-effective measures for the improvement of paper mill effluent treatment–A case study / D.B. Žarković, Ž.N. Todorović, L.V. Rajaković, // Journal of Cleaner Production. – 2011. – No. 19 (6-7). – Р. 764–774.
  8. Jung H. Water in the paper industry / H. Jung, J. Kappen // Professional Papermaking. – – No. 2. – Р. 11–13.
  9. Olanrewaju S. Pulp and paper mill effluent management / S. Olanrewaju, M. Gustavo // Water Environment Research. – 2014. – No. 86. – Р. 1535–1544.
  10. Hubbe M. Measures to clean up process water / M. Hubbe // Paper Technology. – 2007. – No. 48. – Р. 23 – 30.
  11. Tetteh E.K. Application of organic coagulants in water and wastewater treatment / E.K. Tetteh, S. Rathilal // Organic Polymers. – 2019. – No. 1. – Р. 1–18.
  12. Косогіна І.В. Коагуляційний реагент з відходів глиноземних виробництв / І.В. Косогіна, І.М. Астрелін, Н.В. Стасюк // Праці Одеського політехнічного університету. – 2013. – No. 3. – С. 281 – 285.
  13. Шаблій Т.О. Розробка коагулянтів для інтенсифікації освітлення стічних вод картонно-паперових виробництв / Т.О. Шаблій // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2013. – Volume 1, No. 6. – Р. 41 – 44.
  14. Birjandi N. Treatment of wastewater effluents from paper-recycling plants by coagulation process and optimization of treatment conditions with response surface methodology / N. Birjandi, H. Younesi, N. Bahramifar // Applied Water Science. – 2016. – No. 6. – Р. 339 – 348.
  15. Razali M.A.A. Treatment of pulp and paper mill wastewater with various molecular weight of polydadmac induced flocculation with polyacrylamide in the hybrid system / M.A.A. Razali, Z.A. Ahmad, A. Ariffin // Chemical Engineering Journal. – 2011. – No. 166. – Р. 529 – 535.
  16. Макулатура паперова й картонна. Технічні умови : ДСТУ 3500:2019. – [Чинний від 2020–07–01]. – Київ : Держспоживстандарт України, 2019. – ІV, 11 с. – (Національний стандарт України).
  17. Галиш В.В. Ресурсозберігаюча технологія одержання картонно-паперової продукції / В.В. Галиш, І.М. Дейкун // Вісник Хмельницького національного університету. Серія: «Технічні науки». – 2021. – №3. (297). – С.112-115.
  18. Techno-economic feasibility for water purification from copper ions / I. Trus, V. Halysh, M. Gomelya, D. et a. // Ecological Engineering & Environmental Technology, – 2021. – Volume 22. No. 3. – Р. 27–34.
  19. Evaluation of Optimal Conditions for the Application of Capillary Materials for the Purpose of Water Deironing / I. Radovenchyk, I. Trus, V. Halysh et al. // Ecological Engineering & Environmental Technology. – 2021. – Volume 22. No. 2. – Р. 1–7.

References

  1. Sixta H., Potthast A., Krotschek A.W. Chemical Pulping Processes: Handbook of Pulp / Ed. by Herbert Sixta. – Weinheim: Wiley-VCH Verlag, 2006. – 1291 p.
  2. Deykun I. Rapeseed straw as an alternative for pulping and papermaking / I. Deykun, V. Halysh, V. Barbash // Cellulose Chemistry and Technology. – 2018. – Volume 52, No. 9-10. – P. 833-839.
  3. Nanofibrillated cellulose as an additive for recycled paper // L.C. Viana, D.C. Potulski, G.I.B.D. Muniz, A.S.D. Andrade, E.L.D Silva // Cerne. – 2018. – No. 24. – Р. 140–148.
  4. Fatta-Kassinos D. Wastewater resuse and current challenges / D. Fatta-Kassinos, D. Dionysiou // The Handbook of Environmental Chemistry. – 2016. – No. – Р. 1–257.
  5. Treatment of pulp and paper mill wastewater with various molecular weight of polyDADMAC induced flocculation / M.A.A. Razali, Z. Ahmad, M.S.B. Ahmad, A. Ariffin // Chemical Engineering Journal. – 2011. – Volume 166, No. 2. – Р. 529–535.
  6. Woods to goods: water consumption analysis for papermaking industry in China / Y. Man, Y. Han, Y. Wang, J. Li, L. Chen, Y. Qian, M. Hong // Journal of Cleaner Production. – 2018. – No. 195. – Р. 1377–1388.
  7. Žarković D.B. Simple and cost-effective measures for the improvement of paper mill effluent treatment–A case study / D.B. Žarković, Ž.N. Todorović, L.V. Rajaković, // Journal of Cleaner Production. – 2011. – No. 19(6-7). – Р. 764–774.
  8. Jung H. Water in the paper industry / H. Jung, J. Kappen // Professional Papermaking. – – No. 2. – Р. 11–13.
  9. Olanrewaju S., Gustavo M. Pulp and paper mill effluent management / S. Olanrewaju, M. Gustavo // Water Environment Research. – 2014. – No. 86. – Р. 1535–1544.
  10. Hubbe M. Measures to clean up process water / M. Hubbe // Paper Technology. – 2007. – No. 48. – Р. 23 – 30.
  11. Tetteh E.K., Rathilal S. Application of organic coagulants in water and wastewater treatment / E.K. Tetteh, S. Rathilal // Organic Polymers. – 2019. – No. 1. – Р. 1–18.
  12. Kosohina I.V. Koahuliatsiinyi reahent z vidkhodiv hlynozemnykh vyrobnytstv / I.V. Kosohina, I.M. Astrelin, N.V. Stasiuk // Pratsi Odeskoho politekhnichnoho universytetu. – 2013. – No. 3. – S. 281 – 285.
  13. Shablii T.O. Rozrobka koahuliantiv dlia intensyfikatsii osvitlennia stichnykh vod kartonno-paperovykh vyrobnytstv / T.O. Shablii // Vostochno-Evropeiskyi zhurnal peredovыkh tekhnolohyi. – 2013. – Volume 1, No. 6. – R. 41 – 44.
  14. Birjandi N. Treatment of wastewater effluents from paper-recycling plants by coagulation process and optimization of treatment conditions with response surface methodology / N. Birjandi, H. Younesi, N. Bahramifar // Applied Water Science. – 2016. – No. 6. – Р. 339 – 348.
  15. Razali M.A.A. Treatment of pulp and paper mill wastewater with various molecular weight of polydadmac induced flocculation with polyacrylamide in the hybrid system / M.A.A. Razali, Z.A. Ahmad, A. Ariffin // Chemical Engineering Journal. – 2011. – No. 166. – Р. 529 – 535.
  16. Makulatura paperova y kartonna. Tekhnichni umovy : DSTU 3500:2019. – [Chynnyi vid 2020–07–01]. – Kyiv : Derzhspozhyvstandart Ukrainy, 2019. – 11 s. – (Natsionalnyi standart Ukrainy).
  17. Halysh V.V. Resursozberihaiucha tekhnolohiia oderzhannia kartonno-paperovoi produktsii / V.V. Halysh, I.M. Deikun // Visnyk Khmelnytskoho natsionalnoho universytetu. Seriia: «Tekhnichni nauky». – 2021. – №3. (297). – S.112-115.
  18. Techno-economic feasibility for water purification from copper ions / I. Trus, V. Halysh, M. Gomelya et al. // Ecological Engineering & Environmental Technology. – 2021. – Volume 22. No. 3. – Р. 27–34.
  19. Evaluation of Optimal Conditions for the Application of Capillary Materials for the Purpose of Water Deironing / I. Radovenchyk, I. Trus, V. Halysh et al. // Ecological Engineering & Environmental Technology. – 2021. – Volume 22. No. 2. – Р. 1–7.

 

Post Author: Горященко Сергій

Translate