استفاده ازن در صنعت کاغذسازی

صنعت کاغذ و خمیر کاغذ مقررات سختگیرانه تری در مورد کیفیت دبی های پساب پس از دریافت آب به ویژه برای کارخانه های تولید خمیر کاغذ سفید شده دارد. در بیشتر موارد ، این مقررات عمدتا مربوط به غلظت AOX ، سمیت سمی و سطح COD در ترشحات نهایی است. یک روش مؤثر برای بهبود تعادل آلودگی استفاده از ازون به عنوان یک درمان خارجی برای رعایت مقررات زیست محیطی است. بخش اول این کار شامل شناسایی مراحل آلاینده در فرآیندهای آسیاب کاغذ خمیر و کاغذ از نظر اثرات سمی است. پس از شناسایی ، جریانهای پساب که بیشترین میزان را در آلودگی دارند ، هدف از بین بردن سمیت حاد و کلروفنولیک ها برای افزایش تجزیه پذیری زیست میباشد . بسته به ماهیت پساب ، سم زدایی کامل و افزایش تجزیه پذیری را می توان با دوزهای کم ازن (۰٫۵- ۱ کیلوگرم در وزن خمیر پالپ) به دست آورد. ازن همچنین در ترشحات پساب نهایی قبل و بعد از درمان بیولوژیکی استفاده شده است. در ترشحات نهایی خمیر چوب و چوب نرم و خمیر کاغذ ، می توان COD باقیمانده را با درمان ازن کاتالیز شده از بین برد. این روش درمانی ممکن است کیفیت آب کافی را برای استفاده مجدد از آب فراهم کند که می تواند مصرف آب فرآیندهای پالپ را کاهش دهد.

اسنفاده از ازن در صنعت تولید کاغذ و خمیر کاغذ طی دو دهه گذشته رشد چشمگیر ی داشته است. ، ازن یک اکسیدان فوق العاده با کارآیی اقتصادی است که پس از تولید نیاز به استفاده مستقیم دارد. استفاده ازن بر روی بسیاری از مواد مانند الیاف خام و بازیافت شده ، لجن ، آبهای فرآوری شده و فاضلابها بررسی شده است .

سفید کردن ازن از سال ۱۹۹۲ به عنوان یک فناوری قابل اعتماد و اقتصادی در سراسر جهان در حال توسعه است. استفاده از ازن در صنعت کاغذ و خمیر کاغذ باعث اعتماد تولید کنندگان این رشته شده است . همراه با پیشرفت در فن آوری اختلاط خمیر ، اکنون بیش از ۸ میلیون تن یون در سال پالپهای شیمیایی با ازن سفید می شوند. در حقیقت ، ازن در کل شیمی موجود در تولید P&P یک موقعیت منحصر به فرد را اشغال می کند. ازن به عنوان یک گاز که فقط از اکسیژن تولید می شود و به اکسیژن به طبیعت باز می گردد ، ازن یک “اکسیدان فوق العاده” با علم به محیط زیست است که باید بعد از تولید مستقیم از آن استفاده شود.تولید کاغذ خمیر  و کاغذ به دلیل داشتن مجتمع های پلی اتیلن ، مکمل های مختلف ، مواد شیمیایی و آلودگی های موجود در زنجیره تولید شناخته شده است.

سفید کننده شیمیایی پالپ :

اکنون یک فرایند پیشرفته سفیدکننده توسط ازن بوجود آمده است . ازن در حال حاضر حدود ۸ میلیون تن در سال که ۸ درصد از ظرفیت پالپهای شیمیایی سفید شده جهان را به خود اختصاص داده است .

بيشتر كارخانه ها در مرحله شستشو ازن هستند. همچنین با استفاده از دی اکسید کلو راین. در واقع ، سفید کردن ECF با ازن اجازه می دهد تا ۲۰% هزینه های عملیاتی کاهش یافته  و بارهای پایین AOX ، COD و BOD • برگشت روشنایی پایین • مقاومت در برابر خمیر مشابه • مقاومت بهتری نسبت به پالپ داشته باشد .CF با ازن یک فناوری بالغ است که آماده اجرای آن است

مقرون به صرفه بودن ازن نسبت به دی اکسید کلرید

۱ کیلوگرم ازن جایگزین ۱٫۷ کیلوگرم دی اکسید کلرید خالص کلسیم می باشد . تولید ازن خالص فقط به انرژی و اکسیژن نیاز دارد . ازن (O3) از اکسیژن (O2) در یک الکتریک الکتریکی با غلظت ۱۲٪  تولید می شود. شکل گیری اوزون در  ۱ کیلوگرم به حداکثر ۱۰ کیلووات ساعت نیاز دارد.

•  تولید ۱ کیلو گرم دی اکسید کلر نیاز به ۱٫۶ کیلوگرم کلرات سدیم دارد . تولید ۱ کیلو گرم دی اکسید کلر علاوه بر آنچه باید هزینه پیش نشانگرها و لجستیک در نظر گرفته شود ، به ۸ کیلووات ساعت نیز نیاز دارد.
•   ۵ کیلووات ساعت برای تولید هر کیلوگرم کلرید سدیم نیاز است .

بنابراین ، تولید ۱٫۷ کیلو گرم دی اکسید کلر نیاز به ۱۳٫۶ کیلووات ساعت ، مواد شیمیایی و هزینه های جانبی دارد ، با این حال ۱ کیلو گرم ازن می توانید نیازهای انرژی را حداقل ۱٫۳ کیلووات ساعت (انرژی کاهش یافته) کاهش دهید.

تولید کلرید سدیم و هزینه های سایر مواد شیمیایی و هزینه های جانبی را از بین می برد. از نظر ایمنی و استفاده از مواد شیمیایی ، ازن به عنوان یک واسطه غیر جدا شده بلافاصله پس از تولید مورد استفاده قرار می گیرد.تولید دی اکسید کلر بر اساس استفاده از حجم زیادی از کلرید سدیم است که به حمل و نقل و ذخیره سازی در محل نیاز دارد ، انتقال کلرید سدیم مورد استفاده در کارخانجات پالپ می تواند منجر به بروز بلایای بزرگ شود.

آزمایشات انجام شده در مورد کاهش COD باقیمانده در پساب تصفیه شده بیولوژیکی برروی مواد زایدو یا خطوط TMPنشان میده نرخ مصرف ازن  ۲٫۵ گرم ۰۳ / گرم از بین بردن COD ، میزان حذف COD تا ۸۲٪ و میزان حذف DOC تا ۶۴٪ درمیزان کاهش آلودگی تاثیر داشته در حقیقت مصرف ازن  LJV یا در pH> 9 یا در دمای بالا (۴۰ درجه سانتیگراد) به طور قابل توجهی بیشتر بود. از طرف دیگر ، در پساب های کاملاً بیولوژیکی (COD <500 میلی گرم در ۱) ، ازونزاسیون باعث افزایش نسبت BOD5 / COD از <0.05 اولیه به حداکثر ۳۷/۰ – یک مشاهداتی شد که به وضوح نشان دهنده افزایش تجزیه تجزیه پذیری است.

استفاده از ازن درفاضلاب پالپ کرافت با ترکیب ازن و لجن فعال شده نشان میدهد اثرات pH در تخریب لیگنین و تولید اسیدهای آلی به طور تجربی توسط ازن نه تنها تخریب لیگنین شده بلکه تولید اسیدهای آلی را نیز افزایش میدهد . رفتارهای پویا از رشد میکروبی و مصرف بستر در تجزیه بیولوژیکی اسیدهای آلی با استفاده از لجن فعال  اسید مالئیک و اسید اگزالیک در فاضلاب اوزونیزه شده توسط لجن فعال به طور کامل تخریب شدند. کشت لجن فعال شده بی حرکت با استفاده از فوم پلی اورتان در تخریب اسیدهای آلی مؤثر بود.