專利名稱：堿法制漿造紙黑液良性循環(huán)資源化處理新工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明提供堿法制漿造紙黑液良性循環(huán)資源化處理的一種工藝方法。特別適宜制漿生產(chǎn)規(guī)模不足2萬噸/年、草纖維原料造紙廠黑液處理。本發(fā)明從屬環(huán)境污染治理技術領域。
制漿造紙黑液排放造成嚴重的環(huán)境污染，其主要原因在于纖維原料利用率低，占纖維原料量約50％的木質素、半纖維素以及制漿過程中加入的堿等化工原料與生產(chǎn)用水形成高濃制漿黑液，排入環(huán)境，既形成嚴重的環(huán)境污染，同時造成大量的資源浪費。
目前，堿法制漿造紙黑液的處理方法主要包括堿回收處理法、絮凝沉淀處理法、蒸發(fā)濃縮法、厭氧生物處理法等。
堿回收法 國外以木材為原料的制漿造紙廠，對污染負荷占制漿造紙生產(chǎn)排放總量約90％的蒸煮黑液的處理多采用堿回收地方法。在我國堿回收技術對規(guī)模大、以木材為原料的堿法制漿廠黑液污染問題的解決效果良好。但對為數(shù)眾多的以草纖維為原料、規(guī)模不足的制漿造紙廠黑液污染治理，難以達到理想的效果。草纖維原料制漿黑液硅含量高、粘度大，難以將其濃縮到適合堿回收爐燃燒的濃度要求；草漿黑液熱值較木漿低，常常需要加入輔助燃料如重油等才能保證堿回收爐正常燃燒，大大增加回收堿的成本。另外，對制漿規(guī)模小的造紙廠，沒有足夠多的黑液供堿回收爐連續(xù)運行。巨額投資使堿回收技術對資金實力不強的眾多造紙廠屬可望不可及。
絮凝沉淀法 此法主要針對制漿造紙廠綜合廢水采用絮凝、沉淀、過濾、分離沉淀物的方法處理。分離沉淀物以后的廢液再經(jīng)厭氧生物法進行深度處理。處理后的廢水污染負荷明顯下降，部分回用或全部排放，但很難達到理想的處理目標。這類方法對高濃制漿黑液處理不適宜，工程投資及運行費用較高。分離出來的沉淀物中，廢液成分和處理過程加入的絮凝劑等混在一起，成分復雜，難以得到有效的利用，達不到資源化回收、利用的目的。
蒸發(fā)濃縮法 此法先將制漿黑液直接濃縮到一定的濃度，再進行干燥脫水制成黑粉。此法僅通過濃縮、干燥法脫除黑液水分，既需要大面積的蒸發(fā)器和較多的能量消耗，干燥脫水的強度也大，致使設備投資大、能耗高。同時，黑液成分未經(jīng)改性，全部有機、無機物組分包囊其中，成分復雜，應用價值不大。
發(fā)明專利89106694.2提供的制漿造紙黑液處理方法，回收的木質素純度高、質量穩(wěn)定，有良好的應用基礎。但是，回收木質素以后的液體進一步回收亞硫酸鈉，工藝條件和設備要求高，回收的亞硫酸鈉精品率低、成本高，工程經(jīng)濟效益差。
厭氧生物法 此法適宜蒸煮程度較低的石灰法制漿黑液處理。以燒減、硫化鈉、亞硫酸鈉為主要藥劑制漿產(chǎn)生的黑液較石灰法黑液濃度高，木質素等難以生物降解物質的大量存在，作為假底物使厭氧法COD去除率低。黑液中較高濃度的鹽分如硅、(亞)硫酸鹽、鈉等對生物活性產(chǎn)生嚴重的抑制作用。制沼氣后的廢水還需進行深度處理才可能達標，產(chǎn)生的污泥利用價值低。低溫使厭氧發(fā)酵系統(tǒng)生物活性差而嚴重影響處理效果。我國常年氣溫較低的北方地區(qū)很難使厭氧發(fā)酵系統(tǒng)保持在適宜(中溫35-40℃、高溫52-55℃)的溫度水平。此法局限性大。
本發(fā)明的目的在于有效治理制漿黑液污染，同時將黑液固形物和水分全部轉化成產(chǎn)品與回用液體的形式回收、回用。處理過程中使用的原料轉化為制漿藥劑回用于制漿生產(chǎn)后，進一步成為回收物的有效組分。本發(fā)明適合各種規(guī)模、多種纖維原料堿法制漿造紙黑液的處理，工藝簡短、工程投資省、處理成本低，適應性強?；厥瘴飸眯阅芎?，液體回用效果好。建立的黑液處理與回收、回用良好結合的處理機制，是本發(fā)明具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的重要基礎?？蓪崿F(xiàn)黑液污染治理徹底、資源回收充分的雙重目標。
本發(fā)明之目的通過如下步驟實現(xiàn)
1.堿法制漿黑液提取木質素
調節(jié)堿法制漿黑液濃度為Be°1-13(20℃)，將SO2引入處理系統(tǒng)，與黑液水分反應生成亞硫酸酸化劑。黑液酸化至pH2-5.5析出木質素。將液體加熱、保溫，使木質素聚凝沉淀并過濾分離出木質素。
2.濾液調堿制回用液
分離木質素后的液體以固體或液體氫氧化鈉或(和)碳酸鈉調節(jié)pH值，酸化劑轉變成制漿藥劑的主要成分，液體成為回用液。
3.合成紙漿生產(chǎn)白液回用制漿生產(chǎn)
將回用液合成為中性或堿性亞硫酸鹽紙漿生產(chǎn)用白液，回用于制漿生產(chǎn)。
4.回用制漿后所得回收液經(jīng)調制、濃縮、干燥獲得產(chǎn)品木質素磺酸鹽。
木發(fā)明工藝流程圖見附圖
。堿法制漿造紙黑液良性循環(huán)資源化處理新工藝實施例如下
實施例1
堿法制漿黑液50kg，調節(jié)至Be°4(20℃)，酸化使液體pH2.5析出木質素。加熱至溫度65℃，保溫聚凝3.0小時，過濾分離固體木質素。分離木質素后的液體用氫氧化鈉和碳酸鈉調節(jié)至pH12成為制漿回用液。將制漿回用液調至有效堿16％、亞硫酸化度0.4，回用于制漿造紙。所得回用液經(jīng)調制、濃縮、干燥成為木質素磺酸鹽。
實施例2-5處理步驟同實施例1，實施條件列于表1。
表1.實施例1-5實施條件
表2.實施例實驗結果
權利要求
1.堿法制漿造紙黑液良性循環(huán)資源化處理新工藝是對以堿法、中性、堿性亞硫鹽法制漿產(chǎn)生的黑液進行處理，回收、回用黑液固形物以及制漿生產(chǎn)用水并回收黑液處理過程中使用的原料。本發(fā)明的特征在于包括以下步驟
·堿法制漿黑液提取木質素
·濾液調堿制回用液
·合成紙漿生產(chǎn)白液回用制漿生產(chǎn)
·回用制漿后所得回收液經(jīng)調制、濃縮、干燥等制成木質素磺酸鹽。
2.如權利要求1所述的堿法制漿造紙黑液良性循環(huán)資源化處理新工藝，其特征在于所用的酸化劑是以焚硫或焙燒硫鐵礦或煙道氣或液化SO2與黑液中的水分反應生成的亞硫酸。
3.如權利要求1所述的堿法制漿造紙黑液良性循環(huán)資源化處理新工藝，其特征在于處理黑液的濃度為Be°1-13(20℃)，黑液酸化pH值為2-5.5，析出物聚凝溫度為40-90℃，液體保溫時間為1/3-5小時。
4.如權利要求1所述的堿法制漿造紙黑液良性循環(huán)資源化處理新工藝，其特征在于制漿回用液體中的藥劑成分亞硫酸鈉是以制漿黑液提取木質素所用酸化劑合成的。
5.如權利要求1所述的堿法制漿造紙黑液良性循環(huán)資源化處理新工藝，其特征在于分離木質素后的液體用氫氧化鈉或(和)碳酸鈉調制成pH7-14的制漿回用液。以回用液調制的紙漿生產(chǎn)白液之濃度為有效堿8-16％、亞硫酸化度0.4-0.85。
6.如權利要求1所述的堿法制漿造紙黑液良性循環(huán)資源化處理新工藝，其特征在于制備木質素磺酸鹽的磺化劑是用制漿黑液提取木質素所用的酸化劑轉化而成的。
7.如權利要求1所述的堿法制漿造紙黑液良性循環(huán)資源化處理新工藝，其特征在于酸化劑回收和木質素磺化是在蒸煮過程中完成的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種環(huán)境污染治理技術——堿法制漿造紙黑液良性循環(huán)資源化處理新工藝。調節(jié)黑液濃度,以真空動力將焚硫或焙燒硫鐵礦或煙道氣或液化SO2送入系統(tǒng),與黑液水分反應生成酸化劑,分離木質素。濾液以氫氧化鈉或(和)碳酸鈉調節(jié)回用制漿生產(chǎn),回收液制木素磺酸鹽。酸化劑以制漿藥劑回用并轉化成木素磺酸鹽組分。本工藝工程投資少、處理成本低?；厥瘴镄阅芎?廢棄物資源化回收充分。特別適合制漿規(guī)?！?萬噸/年造紙廠黑液處理。
文檔編號D21C11/04GK1262359SQ00103238
公開日2000年8月9日 申請日期2000年3月17日 優(yōu)先權日2000年3月17日
發(fā)明者穆環(huán)珍, 楊問波, 姚春麗, 黃衍初 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心