一种絮凝造纸黑液木素的新方法技术

本发明专利技术公开了一种选择性沉淀造纸黑液木素的方法。该方法具体如下：将造纸黑液置于反应器中，加入硫酸铝钾５％，硫酸亚铁３％，阳离子聚丙稀酰氨胺０．２％，甲壳素２％，坡缕石粉末２％，调节ｐＨ为７．７－８．０，沉淀３小时，草浆中ＣＯＤ去除率达到９５％以上。本发明专利技术提供了一种新的沉淀造纸黑液木素的新方法，与传统的工艺相比，絮凝反应时间更短，ＣＯＤ去除率更高，木素的沉淀速度更快，脱色效果更好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种选择性降解草浆中木素的方法，具体是对造纸黑液采 用新的絮凝剂配方来沉淀、回收木素；以及采用坡缕石粉末来进一步净化黑液。
技术介绍
造纸行业制浆污染是是我国水体污染的最大污染源。其中制浆蒸煮的废液(俗称 黑液)占总污染排放量的90%以上。造纸原料用的秸秆等原料，均含有纤维素、木质素和半纤维素(聚糖类)三部分， 造纸仅取用其中的纤维素(约占40% )，而其中约占25%的木质素与约占28%的半纤维素 以及木糖、钾、氮、磷等物，则随黑液废弃。近年来国内外造纸黑液的治理主要有碱回收法、酸析法、等离子体技术、液膜分 离技术、絮凝沉降法、生物化学法、氧化法等。这些方法都有不同程度的缺点。酸析法是采 用酸来中和碱木素，但是可能造成酸污染。碱回收方案是黑液治理中最常用的一种方法，该法一般是将黑液先蒸发浓缩至固 形物含量50-60%以上，将其喷射燃烧，一部分心以蒸汽形式获取热能用于制浆；另一部分 作为燃烧残渣用水化成绿液，再苛化等到稀氢氧化钠溶液(用于制浆)、苛化渣、白泥。草浆 黑液中的Sio2含量很高，会使蒸发粘度大大升高。黑液中几乎所有组分，例如细小纤维，纤 维素、半纤维素、糖类、木素、硫酸盐和Sio2等都会使蒸发器结垢，尤其是细小纤维引起蒸发 器结垢比Sio2还要严重，并对Sio2结垢有诱导作用。碱回收技术投资大，另外，以秸秆等原 料的制浆黑液硅含量高，碱回收率低，运行费用高于回收的碱，而且碱回收技术只能适合碱 法制浆企业。液膜分离技术对于膜的要求较高，微滤膜成本高，而且在使用中极易堵塞，而且对 于颗粒较小的胶体可能会无能为力。絮凝沉降法是目前国内外用来提高水质处理效率的一 种既经济又简便的水处理技术，其关键问题之一是絮凝剂的选择。常用的絮凝剂主要是一 些表面活性剂与盐离子。在生产中，絮凝剂存在着如下缺点一是絮凝剂本身存在毒性，比 如广泛使用的聚丙稀酰胺(PAM)是一种有机高分子絮凝剂，具有很大的分子量与离子度， 对工业生产中许多废水的处理都有很好的效果，在造纸工业的废水处理中也有报道。但是 丙稀酰胺单体具有很强的神经致毒性，聚丙稀酰胺中不可避免的存在丙稀酰胺单体，因而 聚丙稀酰胺的使用会造成二次污染，如何尽量降低聚丙稀酰胺的使用量是一直都在解决的 问题之一；而采用甲壳素等天然絮凝剂则可以减少这些潜在的污染。二是絮凝反应耗时较 长。絮凝反应一般需要8小时左右，如何尽量加速絮凝反应，可以极大的节约成本，这也是 亟待解决的问题。坡缕石是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐黏土矿物，1862年因首次发现于苏 联的乌拉克地区(坡缕高斯克)而得名。它因质地轻柔，具有较强的吸附性能，坡缕石的一 般化学结构式为(Mg5) (Si8) O2tl (OH)2 (OH24) 4H20。坡缕石的比表面积达372m2/g，远远高于活 化氧化铝、硅藻土、固体硅胶等常用的固体吸附剂。这是因为坡缕石晶形结构中有许多管状 贯穿通道，可吸附多种极性与非极性分子物质进入贯穿通道之中，具有很强的吸附力。研究试验还表明，坡缕石还可通过理化处理(酸处理和高温处理)使其吸附力进一步增强。本专利技术在采用絮凝剂沉淀木素的基础上将坡缕石应用于造纸黑液的脱色中，利用 坡缕石的吸附能力从而达到净化黑液的目的。
技术实现思路
本专利技术公开了本专利技术公开了一种选择性沉淀造纸黑液木素的方法。该方法与传统 的方法相比，减少了聚丙稀酰胺的使用，絮凝反应时间更短，COD下降更快，木素的沉淀速度 更快，木素的回收率更高。本专利技术通过以下途径实现1、将纸浆通入反应器中，依次加入硫酸铝钾，硫酸亚铁，阳离子聚丙稀酰氨胺和甲 壳素，使上述的终浓度分别为5%，3%，0.2%和2%。2、调节反应器pH值，使pH值为7. 7-8. 0，反应温度为室温。3、絮凝反应时间为3-4小时。4、加入2%的坡缕石粉末来对黑液进行进一步脱色。该方法无需投入更多的设备，仅仅是改变絮凝剂的配方，可以大大缩短絮凝时间， 达到降低投入，加速循环的目的。此外，本专利技术创造性地将坡缕石粉末应用于黑液的脱色处 理中，大大增强净化效果。下面结合实施例对本专利技术进行进一步说明实施例1本专利技术采用的絮凝剂配方与其他配方的效果比较用稻草为原料制浆的黑液为试验水样，其原始COD为12000mg/L(C0D采用重铬酸 钾法测定)。室温下，将上述黑液均等分为3份，各IOOmL,搅拌速度为50rpm/min，依次加入 硫酸铝钾，硫酸亚铁，阳离子聚丙稀酰氨胺和甲壳素，使上述成分的终浓度分别为5%，3%， 0. 2%和2%，调节pH值为7. 8后，陈放4h，取上清液测定COD,平均COD降为327mg/L, COD 去除率为97. 3%。另一组采用同样的草浆原料，加入0. 1 %的聚合氯化铝与1 %的聚丙稀酰 胺，按照同样pH、同样的絮凝反应时间4小时陈放后，COD为1480mg/L，平均COD去除率为 87. 7%，显著低于本专利技术所采用的絮凝剂组(η = 3)。实施例2不同pH值对絮凝反应的影响取上述造纸黑液，搅拌速度为50rpm/min，依次加入硫酸铝钾，硫酸亚铁，阳离子聚 丙稀酰氨胺和甲壳素，使上述成分的终浓度分别为5%，3%，0.2%和2%，在不同的？!1值条 件下进行絮凝，水样温度为室温，陈放6小时后取上清液测定C0D，其试验结果如图1所示。 如图所示，PH对絮凝反应有较大影响，pH在7. 7-8.0之间絮凝效果最好，COD去除率在95%左右ο实施例3絮凝时间对絮凝反应的影响取上述造纸黑液，搅拌速度为50rpm/min，依次加入硫酸铝钾，硫酸亚铁，阳离子聚 丙稀酰氨胺和甲壳素，使上述成分的终浓度分别为5%，3%，0.2%和2%，调节？!1值为7.8 后，每隔一个小时取上清液测定C0D，其试验结果如图2所示。如图所示，絮凝反应在3小时 左右即基本完成，3小时后继续陈放对COD的降低作用不大。实施例4坡缕石对黑液脱色的影响取上述造纸黑液，搅拌速度为50rpm/min，一组依次加入硫酸铝钾，硫酸亚铁，阳离子聚丙稀酰氨胺和甲壳素，使上述成分的终浓度分别为5%，3%，0.2%和2%，调节？!1值为 7. 8 ；另一组依次加入硫酸铝钾，硫酸亚铁，阳离子聚丙稀酰氨胺，坡缕石粉末，使上述四者 的终浓度分别为5%，3%，0.2%，2%，调节pH值为7. 8。放置3小时后测量脱色率。加入 坡缕石组的平均脱色率为92. 4%，显著高于未加入坡缕石组(82. 3% )。附图说明图1为不同pH值对絮凝反应的影响。图2为絮凝时间对絮凝反应的影响。权利要求一种选择性沉淀造纸黑液木素的方法，其特征在于将造纸黑液通入反应容器中，依次加入硫酸铝钾5％，硫酸亚铁3％，阳离子聚丙稀酰氨胺0.2％和甲壳素2％。2.根据权利要求1所述的一种选择性沉淀纸黑液木素的方法，其特征在于调节PH为 7. 7-8. 0。3.根据权利要求1所述的一种选择性沉淀纸黑液木素的方法，其特征在于加入2%的 坡缕石粉末。全文摘要本专利技术公开了一种选择性沉淀造纸黑液木素的方法。该方法具体如下将造纸黑液置于反应器中，加入硫酸铝钾5％，硫酸亚铁3％，阳离子聚丙稀酰氨胺0.2％，甲壳素2％，坡缕石粉末2％，调节pH为7.7-8.0，沉淀3小时，草浆中COD去除率达到95％以上。本专利技术提供了一种新的沉淀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种选择性沉淀造纸黑液木素的方法，其特征在于：　　将造纸黑液通入反应容器中，依次加入硫酸铝钾５％，硫酸亚铁３％，阳离子聚丙稀酰氨胺０．２％和甲壳素２％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张舒羽，顾莹，
申请(专利权)人：上海纳欣生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]