造纸工艺中碱法制浆黑液的处理方法

摘要

造纸工艺中碱法制浆黑液的处理方法，属于化工和环保技术领域。采用生产活性白土产生的酸性废水酸化处理制浆黑液，至pH 3-4，分层，析出沉淀，分离出清液；所述的活性白土废水，是用无机酸酸化膨润土制备活性白土产生的pH为1-2的废水。分离出的清液回用于制浆工艺，或者进行生化处理后排放。对析出沉淀进行压滤、干燥后，提取木质素。本发明采用生产活性白土产生的废水酸化制浆黑液，与黑液中的碱木素发生取代反应而絮凝析出，达到分离的目的，以污治污，化废为利，是一种低成本、高效益的实用方法。

权利要求

1.造纸工艺中碱法制浆黑液的处理方法，所述的黑液其pH为10-13，其特征在于：采用生产活性白土产生的酸性废水酸化处理制浆黑液，至pH 3-4，分层，析出沉淀，分离出清液；所述的活性白土废水，是用无机酸酸化膨润土制备活性白土产生的pH为1-3的废水。

2.如权利要求1所述造纸工艺中碱法制浆黑液的处理方法，其特征在于：所述分离出清液回用于制浆工艺，或者进行生化处理后排放。

3.如权利要求1所述造纸工艺中碱法制浆黑液的处理方法，其特征在于：对所述析出沉淀进行压滤、干燥后，提取木质素。

说明书

发明领域

本发明属于化工和环保技术领域，涉及碱法制浆废水的处理技术，具体为造纸工艺中碱法制浆黑液的处理方法。

技术背景

在造纸领域中，碱法制浆是国内外发展前途最大，应用范围最广、其纸浆产量也居多数的制浆法。

制浆蒸煮黑液是高浓度、高碱性的有机废水。在造纸产生的黑液、中段水、白水三种废水中，黑液污染负荷最大，占整个造纸行业污染负荷的90％，水中COD、BOD5、色度、悬浮物很高，并且含有大量无机盐。造纸废水占全国各行业排放的废水总量的1/10以上；废水的有机物污染物含量高，占全国的1/4以上。

废水中70％左右是有机物，30％左右为无机钠盐，CODCr一般在15000～40000mg/L左右，pH10～13，CODCr超过排放标准的50倍。并且脱色困难。

黑液中污染物主要是原料在高温强碱条件下的产物，原料中50％以上的物质经化学反应之后溶入蒸煮液中。蒸煮液中木质素占很高的比例。它是一种带芳香结构的立体网状聚合物，属于难生物降解的化合物，对好氧、厌氧工艺来讲，木质素难以去除。而且由于目前黑液资源化综合利用技术工业化程度还不够完善，生产的木素副产品往往因纯度达不到要求，无法出售或加以利用，因而大都仍以固体废物的形式污染环境。

如果这些高浓度大水量的废水未经处理直接排放，不仅对造纸企业附近人民的生产与生活及周围环境造成极大危害，而且还会波及到远方的江河湖泊。

由于高浓度木质素等难降解物质的存在，使蒸煮黑液的处理极为困难。对黑液处理，人们做了许多工作，但因各方面因素限制，难以达到理想效果。

专利CN 101234833A公开了一种麦草清洁制浆造纸或亚硫酸盐法制浆造纸中段废水处理工艺。选用含钙的沉淀剂在中段废水生化处理前加入中段废水中，先去除废水中的亚硫酸根离子，使废水中的亚硫酸根离子含量降低，然后再进行生化处理。但由于黑液的废水一般都是高碱性，如果不进行中和处理，一般很难进行生化处理。

专利CN 1920170A公开了一种造纸黑液生物酸化-絮凝沉淀联合提取木质素的方法。利用固体有机物建立生物酸化发酵体系，在微生物作用下发酵固体有机物中的有机质生产酸，用于黑液酸化中和的初始启动酸源，通过絮凝沉淀过程沉淀中和后的黑液提取木质素。但是生物产酸的量有限，并不能很好满足黑液处理的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种较为低成本的，使用方便的造纸碱法制浆黑液的处理方法。
本发明造纸工艺中碱法制浆黑液的处理方法，所述的黑液其pH为10-13。
采用生产活性白土产生的酸性废水酸化处理制浆黑液，至pH 3-4，分层，析出沉淀，分离出清液；所述的活性白土废水，是用无机酸酸化膨润土制备活性白土产生的pH为1-3的废水。
上述分离出的清液回用于制浆工艺，或者进行生化处理后排放。对以上所述析出沉淀进行压滤、干燥后，提取木质素。
本发明采用生产活性白土产生的废水酸化制浆黑液，与黑液中的碱木素发生取代反应而絮凝析出，达到分离的目的。利用活性白土酸性废水酸化处理制浆废水，并提取木质素，化废为利。
活性白土的生产是用无机酸对膨润土进行酸化处理，用无机酸的氢离子置换膨润土晶层间的钙、钠、镁、铁等阳离子，置换时，晶胞中也有一部分硅铝等离子溶出，增加了晶胞的空隙，增大了比表面积，并形成无数个活性酸点。
酸化处理后，需要用大量的水清洗出残余的酸，生产1吨活性白土，将产生50吨左右的废水。废水中还含有大量的酸，废水pH值1～3。常规的废水处理办法是用碱中和废水，然后排放。需要大量的碱，成本很高，这是制约活性白土生产的主要因素。
本发明利用生产活性白土产生的废水酸化处理制浆黑液，并提取木素，以污水治理污水，化废为利，节省污染治理开支，具有较高的环保价值，和社会、经济效益。
每吨制浆黑液中含有25kg左右的纤维素、半纤维素与木素，这部分物质占色度成分的85％，占CODcr成分的75％，是主要的污染物。其余的则为悬浮的小纤维及薄壁细胞成份，黑液的CODCr一般在15000～40000mg/L左右，SS1000mg/L～2500mg/L，pH10～13。这些物质在碱性条件下，难以沉淀，处理困难。调节pH值到酸性，碱性木素将析出。
碱性木素是制浆黑液中的主要污染物，用活性白土的废水酸化造纸黑液，调节pH值，碱性木素就在酸性条件下发生取代反应而絮凝析出，达到分离的目的，并进一步提取木质素。
活性白土的废水也中和了黑液中的碱性物质，这些碱性物质包括：氢氧化钠、硫化钠、碳酸钠、木素钠、甲酸钠、乙酸钠、亚硫酸钠、硅酸钠等。达到排放的标准。

附图说明

图1为：使用生产活性白土产生的废水酸化处理制浆黑液流程图。
活性白土废水对制浆黑液的处理效果如下：
表1不同的pH条件下黑液的分离现象
  PH   5.5   4.5   3   效果   产生微絮状，稍有  下沉，分层不明显   絮团较大，颗粒下沉较  明显，少量上浮   絮团增大，下沉明显，较  多物质上浮，中间水澄清
表2CODcr处理效果

具体实施方式

本发明具体实施步骤如下：
1)制浆厂建造多个黑液池，满足连续生产需要，造纸黑液储存在黑液池中，备用。
2)活性白土废水沉淀滤去残余活性白土颗粒，取上部澄清液，作为酸化黑液之用。
3)活性白土废水添加到制浆黑液中，充分混合，至pH 3-4后，停止加入活性白土废水。
4)制浆黑液酸化后，分层。分离出清液，回用到制浆，或者进一步进行生化处理。
5)沉淀下来的物质是碱木素酸化后的絮聚物，进行压滤、干燥后，进一步提取木质素。
实施例1
取10吨烧碱蒽醌法木浆黑液，pH值为10.6，CODcr值为29546mg/L，SS 1538mg/L，加入100kg左右的活性白土废水，调节pH到3.5，黑液发生沉淀，取清夜检测CODcr值为8513mg/L，CODcr去除率为71.2％。沉淀物进一步提取木质素，得到木质素67kg。
实施例2
取30吨碱性亚硫酸盐麦草浆黑液，pH值为11，CODcr值为35754mg/L，SS 1936mg/L，加入450kg左右的活性白土废水，调节pH到3.5，黑液发生沉淀，取清夜检测CODcr值为12756mg/L，CODcr去除率为64.3％。沉淀物进一步提取木质素，得到木质素159kg。