一体化造纸制浆漂白及废水净化工艺

摘要

一体化造纸制浆漂白及废水净化工艺包含造纸制浆漂白工艺段和废水净化工艺段两个工艺段；造纸制浆漂白工艺段包括：1)切片；2)配液；3)加酶及药剂初反应；4)加药剂深度反应；5)过筛沉淀磨浆；6)洗浆漂白稳定得到成品纸浆；废水净化工艺段包括：1)净化沉淀分离；2)浓缩干燥回收沉淀物。本发明采用化学和生物学相结合，制浆漂白工艺在同一常压容器中一体化完成，制浆漂白过程中无需氯元素、不产生黑液，以最大限度降低制浆水中COD、BOD、SS和色度，制浆废水经净化处理后可用于洗浆循环使用，最终使整个制浆工艺废水达到零排放或达标排放。

说明书

技术领域

本发明涉及一种造纸制浆工艺，具体涉及一种一体化造纸制浆漂白及废水净化工艺。

背景技术

造纸工业污染问题，已成为世界性的一大难题。为解决这一难题，国内外许多专家学者多年来都在积极进行相关的研究和探讨。目前造纸工业污染问题的治理均是由末端治理思维模式出发，想尽一切办法治理制浆污水，但是这种末端治理的方式有许多难题，且治理的效果也不理想。现状是：如果想要治理的效果稍好，需要十分复杂且价格十分昂贵的污水处理设备，治理成本非常高；另一种是投入少，但很难达到治理要求，使得造纸工业处于十分尴尬的地位。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体化造纸制浆漂白及废水净化工艺，其采用化学和生物学相结合，制浆漂白工艺在同一常压容器中一体化完成，制浆漂白过程中无需氯元素、不产生黑液，以最大限度降低制浆水中COD、BOD、SS和色度，制浆废水经净化处理后可用于洗浆循环使用，最终使整个制浆工艺废水达到零排放或达标排放。

本发明的技术解决方案是：

一种一体化造纸制浆漂白及废水净化工艺，其特殊之处是，该工艺步骤包含两个工艺段，分别是造纸制浆漂白工艺段和废水净化工艺段；

所述造纸制浆漂白工艺段包括下述步骤：

1)先将准备好的制浆原料切成3～4cm碎片或丝备用；

2)根据液料比计算出所需的水量备用，再将其加入搅拌池内并开始加热；

3)常压下当加热温度达到40℃时，向搅拌池中加入生物酶和制浆漂白药剂，再将上述制浆原料加进搅拌池内并开始搅拌；

4)继续加热，常压下当温度升到75℃时再加入制浆漂白药剂，在温度范围为40℃～97℃内控制好整个过程的温度曲线，反应55～60分钟关闭搅拌；

5)然后将反应过的纸浆原料经六十目的筛过筛筛选，将过滤后的制浆废水放入废水沉淀池，将筛选好的原料送入高浓磨磨浆机进行磨浆3～5分钟；

6)然后用浆泵将磨好的浆料抽到洗涤池中加水洗浆，将洗浆废水放入废水沉淀池，最后将洗好的浆料放入贮浆池，并加入漂白稳定剂反应5分钟，进行静置即可得到成品纸浆；

所述废水净化工艺段包括下述步骤：

1)向存放制浆废水和洗浆废水的废水沉淀池，加入特效净水剂进行净化处理，快速沉淀、分离，清水可用于洗浆循环使用或排放；

2)回收沉淀物，经浓缩和干燥处理后得到白色固形有机物，该白色固形有机物可直接做建筑材料使用。

上述液料比按其原料的绝干重量份比是5～8∶1。

上述生物酶为木瓜酶、木素过氧化酶、木质素酶、过氧化氢生成酶以及辅酶催化酶任意一种或它们的混合物，其用量为0.001～20umol/L。

上述当温度为40℃时加入的制浆漂白药剂为NaOH、Na₂SO₃、无水乙醇、十二烷基型渗透剂、蒽醌或它们的混合物，其用量为基于干纸浆重量的0.05～1.2％。

上述当温度为75℃时加入的制浆漂白药剂为GaCO₃、Na₂SiO₃、MgSO₄、EDTA、多聚磷酸钠、氨基磺酸、过氧单硫酸或它们的混合物，其用量为基于干纸浆绝干重量的0.07～1.5％。

上述制浆漂白稳定剂为Na₂O₂或H₂O₂或它们的混合物，其用量为基于干纸浆量的0.02～1.1％。

上述纸浆浓度为5～10％，纸浆浆液的PH值为9～11，搅拌转速为25～80转/分钟，所述磨浆时的转速为50～150转/分钟。

上述特效净水剂为高分子无机净水剂与有机净水剂通过接脂的方法生成复合净水剂；所述复合净水剂为聚合硫酸铝铁、聚硅酸铝铁、聚丙稀酰胺、壳聚糖两种或几种的聚合物进行接脂反应生成复合剂，其用量为废水总重量的1.5～5.5％。

上述原料包括非木材纤维原料，所述非木材纤维原料包括麦草、稻草、龙须草、甘蔗渣、全棉杆、芦苇、荻苇、芦竹、皇竹草以及其他非木材纤维。

上述白色固形有机物为木质素钙与木质素钠混合物。

本发明的优点在于：

1、制浆与漂白技术结合同步反应，制浆漂白工艺一体化完成。

2、漂白浆得率高达55％-68％，由于浆中保留了部分可造纸木素，造纸浆得率大幅上升，纸浆得率可达55％以上。

3、生产工序短，将传统制浆与漂白工艺结合一次完成，缩短了工序，整个制浆漂白过程不超过1小时，比传统工艺(3-5h)缩短2/3。

4、绿色环保，制浆过程无氯元素、无黑液，制浆废水经净化处理后COD大幅度下降，净化水可循环使用，整个生产过程不产生令人作呕的恶臭气味，保护环境。

5、生产成本下降，造纸制浆漂白反应在常压容器中进行，制浆漂白反应设备仅为传统工艺设备造价的30-40％，反应温度小于97℃，反应时间比传统工艺(3-5h)缩短2/3，纸浆冲洗用水量减少，综合成本比传统工艺下降30％。

具体实施方式

实施例1，一种一体化造纸制浆漂白及废水净化工艺，该工艺步骤包含造纸制浆漂白工艺段和废水净化工艺段；

造纸制浆漂白工艺段包括下述步骤：

1)先将准备好的1000公斤麦草或稻草切成3～4cm碎片或丝备用；

2)根据液料比5∶1的比例计算出所需的水量为5000公斤备用，再将这些量的水加入搅拌池内并开始加热；

3)常压下，当加热温度达到40℃时，向搅拌池中加入木瓜酶，加入的量是0.001umol/L，加入制浆漂白药剂NaOH，其用量为基于干纸浆重量的0.05％，再将上述备用的麦草或稻草加进搅拌池内并开始搅拌；

4)继续加热，常压下当温度升到75℃时再加入制浆漂白药剂GaCO₃，其用量为基于干纸浆重量的0.07％，在温度范围为40℃～97℃内控制好整个过程的温度曲线，反应55～60分钟关闭搅拌；

5)然后将反应过的麦草或稻草所得到的纸浆经六十目的筛过筛筛选，将过滤后的制浆废水放入废水沉淀池，将筛选好的原料送入高浓磨磨浆机进行磨浆3～5分钟；

6)然后用浆泵将磨好的浆料抽到洗涤池加水洗浆，将洗浆废水放入废水沉淀池，最后将洗好的浆料放入贮浆池加入普通的纸浆荧光增白剂R反应5分钟，进行静置即可得到至少550公斤以上的成品纸浆；

废水净化工艺段包括下述步骤：

1)向存放制浆废水和洗浆废水的废水沉淀池，加入聚合硫酸铝铁、聚丙稀酰胺的复合剂进行净化处理，其用量为废水总重量的1.5％，快速沉淀、分离，清水可用于洗浆循环使用或排放；

2)回收沉淀物，经浓缩和干燥处理后得到白色固形有机物，即木质素钙与木质素钠混合物，该白色固形有机物可直接做建筑材料使用。

实施例2，一种一体化造纸制浆漂白及废水净化工艺，该工艺步骤包含造纸制浆漂白工艺段和废水净化工艺段；

造纸制浆漂白工艺段包括下述步骤：

1)先将准备好的1000公斤麦草或甘蔗渣原料切成3～4cm碎片或丝备用；

2)根据液料比6∶1的比例计算出所需的水量为6000公斤备用，再将这些量的水加入搅拌池内并开始加热；

3)常压下当加热温度达到40℃时，向搅拌池中加入木素过氧化酶，加入的量是0.03umol/L，加入制浆漂白药剂NaOH、十二烷基型渗透剂，其用量为基于干纸浆重量的0.09％，再将上述备用的麦草或甘蔗渣加进搅拌池内并开始搅拌；

4)继续加热，常压下当温度升到75℃时再加入制浆漂白药剂GaCO₃、Na₂SiO₂，其用量为基于干纸浆重量的0.1％，在温度范围为40℃～97℃内控制好整个过程的温度曲线，反应55～60分钟关闭搅拌；

5)然后将反应过的麦草和甘蔗渣所得到的纸浆经六十目的筛过筛筛选，将过滤后的制浆废水放入废水沉淀池，将筛选好的原料送入高浓磨磨浆机进行磨浆3～5分钟；

6)然后用浆泵将磨好的浆料抽到洗涤池加水洗浆，将洗浆废水放入废水沉淀池，最后将洗好的浆料放入贮浆池加入漂白稳定剂Na₂O₂反应5分钟，进行静置即可得到至少550公斤以上的成品纸浆；

废水净化工艺段包括下述步骤：

1)向存放制浆废水和洗浆废水的废水沉淀池，加入聚硅酸铝铁和聚丙烯酰胺有机高分子聚合物进行净化处理，其用量为废水总重量的1.5％，快速沉淀、分离，清水可用于洗浆循环使用或排放；

2)回收沉淀物，经浓缩和干燥处理后得到白色固形有机物，即木质素钙与木质素钠混合物，该白色固形有机物可直接做建筑材料使用。

实施例3，一种一体化造纸制浆漂白及废水净化工艺，该工艺步骤包含造纸制浆漂白工艺段和废水净化工艺段；

造纸制浆漂白工艺段包括下述步骤：

1)先将准备好的1000公斤芦苇或/和荻苇切成3～4cm碎片或丝备用；

2)根据液料比7∶1的比例计算出所需的水量为7000公斤备用，再将这些水加入搅拌池内并开始加热；

3)常压下当加热温度达到40℃时，向搅拌池中加入木质素酶、过氧化氢生成酶，加入的量是10.00umol/L，加入制浆漂白药剂NaOH、无水乙醇、蒽醌，其用量为基于干纸浆重量的1.0％，再将上述备用的芦苇或/和荻苇加进搅拌池内并开始搅拌；

4)继续加热，常压下当温度升到75℃时再加入制浆漂白药剂多聚磷酸钠、氨基磺酸，其用量为基于干纸浆重量的1.0％，在温度范围为40℃～97℃内控制好整个过程的温度曲线，反应55～60分钟关闭搅拌；

5)然后将反应过的芦苇、/和荻苇所得到的纸浆经六十目的筛过筛筛选，将过滤后的制浆废水放入废水沉淀池，将筛选好的原料送入高浓磨磨浆机进行磨浆3～5分钟；

6)然后用浆泵将磨好的浆料抽到洗涤池加水洗浆，将洗浆废水放入废水沉淀池，最后将洗好的浆料放入贮浆池加入漂白稳定剂Na₂O₂反应5分钟，进行静置即可得到成品纸浆560kg；

废水净化工艺段包括下述步骤：

1)向存放制浆废水和洗浆废水的废水沉淀池，加入聚硅酸铝铁、壳聚糖复合剂进行净化处理，其用量为废水总重量的3.5％，快速沉淀、分离，清水可用于洗浆循环使用或排放；

2)回收沉淀物，经浓缩和干燥处理后得到白色固形有机物，即木质素钙与木质素钠混合物，该白色固形有机物可直接做建筑材料使用。

实施例4，一种一体化造纸制浆漂白及废水净化工艺，该工艺步骤包含造纸制浆漂白工艺段和废水净化工艺段；

造纸制浆漂白工艺段包括下述步骤：

1)先将准备好的1000公斤芦竹或/和皇竹草切成3～4cm碎片或丝备用；

2)根据液料比8∶1的比例计算出所需的水量为8000公斤备用，再将这些水加入搅拌池内并开始加热；

3)常压下当加热温度达到40℃时，向搅拌池中加入木质素酶、过氧化氢生成酶，加入的量是20.001umol/L，加入制浆漂白药剂Na₂SO₃、十二烷基型渗透剂，其用量为基于干纸浆重量的1.2％，再将上述备用的芦竹或/和皇竹草加进搅拌池内并开始搅拌；

4)继续加热，常压下当温度升到75℃时再加入制浆漂白药剂Na₂SiO₃、无水乙醇、十二烷基型渗透剂，其用量为基于干纸浆重量的1.5％，在温度范围为40℃～97℃内控制好整个过程的温度曲线，反应55～60分钟关闭搅拌；

5)然后将反应过的芦竹或/和皇竹草所得到的纸浆经六十目的筛过筛筛选，将过滤后的制浆废水放入废水沉淀池，将筛选好的原料送入高浓磨磨浆机进行磨浆3～5分钟；

6)然后用浆泵将磨好的浆料抽到洗涤池加水洗浆，将洗浆废水放入废水沉淀池，最后将洗好的浆料放入贮浆池加入漂白稳定剂H₂O₂反应5分钟，进行静置即可得到成品纸浆550kg；

废水净化工艺段包括下述步骤：

1)向存放制浆废水和洗浆废水的废水沉淀池，加入聚丙稀酰胺、壳聚糖复合剂进行净化处理，其用量为废水总重量的5.5％，快速沉淀、分离，清水可用于洗浆循环使用或排放；

2)回收沉淀物，经浓缩和干燥处理后得到白色固形有机物，即木质素钙与木质素钠混合物，该白色固形有机物可直接做建筑材料使用。