气泡液膜卤水法治理碱性黑液制造技术

本发明专利技术是气泡液膜卤水法治理碱性黑液，属用化学方法治理废液的环境保护领域。在装有泡罩碟式搅拌器的气泡液膜反应器中，引入黑液和卤水，利用泡罩碟式搅拌器的强力分散气体和液体的功能，在反应体系中产生足够量的气泡，全部反应液被气泡分隔成足够薄的液膜，气泡为分散相，液膜为连续相，形成纳米反应环境，极大地增加了反应物之间的接触面，在液膜和气泡之间或在液膜内进行沉淀反应，成核，生长，生成氢氧化镁纳米粒子；同时，黑液碱性下降，木质素析出，氢氧化镁胶囊纳米粒子表面吸附大量气体和木质素，构成气相界面，抑止团聚，并形成矿化泡膜，经陈化，再分散得到用于含酸废水处理、烟气脱硫、重金属脱除和脱磷脱铵的氢氧化镁／木质素纳米粒子浆料；如再经过过滤，干燥，得到氢氧化镁／木质素胶囊纳米粒子阻燃剂。

【技术实现步骤摘要】
气泡液膜卣水法治理碱性黑液
本专利技术是对于造纸和粘胶纤维黑液污染处理与化学废弃物的利 用新课题，尤其涉及一种气泡液膜卤水法治理碱性黑液，属于用化学 方法治理废水的环境保护领域。
技术介绍
造纸和粘胶纤维工业是一个能源、化工原料消耗高、用水量大、 污染严重的行业。我国在部分省区的纸厂制浆造纸规模小、数量多、 分布广，缺乏有效的污染治理措施，并且我国制浆原料以麦草纤维为 主，原料利用率低，产生黑液成份复杂，其中含有占制浆纤维原料50 %以上的木质素、半纤维素以及制浆用烧碱等物质，黑液污染负 荷占整个纸厂污染负荷的70%以上，因此导致了造纸工业不论废水 排放量还是有机污染负荷，在全国工业污染排放中均列前位。我国众 多省份、地区调査资料表明，造纸黑液排放污染负荷己达到水域污染 总负荷的60 %以上，造成淮河、海河等多条重要河流的严重污染， 致使沿岸人民守着河流没水用，工农业生产与发展受到了严重制约。 对造纸黑液治理广泛采用的方法是碱回收技术和酸析木质素技术，尽 管有一定的效果，但投资巨大，运行成本较高。同时，现有工艺在降 低碱回收成本，提高碱回收率还不尽人意；酸析木质素可以使木质素 产品得以回收，但木质素市场销路不畅，也阻碍了该技术的发展。目前料浆状氢氧化镁广泛应用于含酸废水处理、烟气脱硫、重金属脱除 和脱磷脱铵等行业中，效果十分显著。它的作用是1、含酸废水处 理剂。由于氢氧化镁是一种弱碱，同时具有非沉淀性、非流动性使用 调节方便等优点。氢氧化镁弱碱性是它具有独特的缓冲及中和能力， 在中和过程中pH值不会超过9、中和速度慢、中和产生的沉淀沉降 快、易于过滤；而且它的吸附能力强，活性大，基本没有腐蚀性。这些优点使它用于含酸废水处理能够减少操作工序及时间，减少设备投资。2、烟气脱硫。氢氧化镁用于烟气脱硫具有以下优势与其他方 法比较，具有效率高、操作方便，工艺过程简单，副产品可以回收以及具有较高的经济效益等优点。采用镁质物料脱硫最早源于日本，80年代迅速普及并日趋成熟完善，而且成为烟气脱硫的主流工艺。使用氢氧化镁料浆能使S02脱除率达到95-99%，且工艺简单，操作方便， 副产物可以回收，避免了二次污染。3、重金属的脱除。氢氧化镁表 面积大吸附能力强，易于从各种工业废水中吸附并除去对环境有害的各种金属离子。如镍、铜、锑、镉、铅、锰等。氢氧化镁的溶度积比一般重金属的要大，所以不但其对于重金属离子有良好的物理吸附 性，而且还会与金属离子发生置换沉淀反应从而极大的提高脱除率。 如用氢氧化镁处理含铅废液，既可中和其酸性又可使铅离子发生置换生成沉淀，进一步被氢氧化镁吸附，使其彻底被除去，效果显著。4、 氢氧化镁是高分子材料的填加型阻燃剂，氢氧化镁在燃烧分解时除自 身进行脱水外，还能促进聚合物的成碳作用，形成保护层，国内外一致认为氢氧化镁将成为主要的无机阻燃剂。从中国知识产权网检索中国专利CN 1397684A治理和综合利用碱法制浆造纸黑液的方法， 通过多次絮凝工艺提取木质素，该方法使用絮凝剂处理黑液，消耗絮 凝剂，且方法仅对黑液中的木质素进行了有效利用，而对碱液利用不 高，并不能得到更具有经济价值的材料；中国专利CN1435530A提取 造纸黑液的方法，通过多次挤压工艺提取木质素，不使用絮凝剂，但 多次挤压，设备运行费用高，耗时长；中国专利CN 1436894A改进 的造纸黑液碱回收新工艺，在传统碱回收苛化工序增设绿液和石灰净 化处理，可以有效利用废碱液，副产碳酸钙，但对木质素未做使用； 中国专利CN1459420电渗式处理造纸黑液并回收碱和木质素的方法， 有效的利用了碱和木质素，但耗电量高，投资大，设备运行维护费用 高；中国专利CN1141983碱法造纸黑液的综合治理方法，它包括S02 酸析木质素、CaO中和苛化再生碱液，煅烧分解废渣产生S02并生产 水泥，该方法路径较长，消耗S02和CaO，煅烧耗能高，低标号水泥 生产同样存在新的能耗和污染。本专利专利技术人杨第伦、曾能等已研制出具有强力分散气体和液体 功能的泡罩碟式搅拌器，专利号ZL: 200420044185.8，申请日2004 年3月31日。泡罩碟式搅拌器由旋转圆盘、固定罩和旋转动力机构 三部分组成。圆盘上设有若干个开口泡罩，每个泡罩的底部开孔。当 圆盘旋转时，参加反应的反应物水溶液通过旋转圆盘上的泡罩，受到 泡罩控制，从泡罩底部孔喷射到旋转圆盘的另一面，形成喷射方向与 圆盘旋转方向相反的气泡射流。全部反应液被气泡分隔为足够薄的液 膜，气泡为分散相，液膜为连续相，构成纳米反应环境。将泡罩碟式搅拌器装置在各种反应容器内，就构成气泡液膜反应器，中国专利公开号CN1833769A，公开日2006年9月20日。在上述基础上，提出了制造纳米粒子材料的气泡液膜法，中国专利公开号CN1803272A，公开日2006年7月19日。因此气泡液膜反应器和 气泡液膜法特别适用于化学液相沉淀法生产纳米粒子材料。本专利技术就 是在此基础上进行试制而获得成功的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种气泡液膜卤水法处理碱性黑液，它是采 用黑液和卤水为原料，在气泡液膜反应器黑反应，黑液中的有机物为 包覆剂(也是表面活性剂)，利用泡罩碟式搅拌器的强力分散气体和 液体的功能，瞬间将黑液、包覆剂和卤水混合，达到微观混合均匀的 浆液，在反应体系中产生足够量的气泡，全部浆液被气泡分隔成足够 薄的液膜，气泡为分散相，液膜为连续相，包覆剂的非极性端伸向气 泡内部，极性端伸向液膜，形成纳米反应环境，极大地增加了气体与 卤水、碱之间的接触面，强化传质传热。反应物在液膜和气泡之间或 液膜内进行沉淀反应，氢氧化镁成核，生长，生成晶体纳米粒子，经 原位包覆，生成氢氧化镁胶囊纳米粒子。同时，黑液碱性下降，木质 素析出，氢氧化镁胶囊纳米粒子表面吸附大量气体和木质素，构成气 相界面，抑止团聚，并形成矿化泡膜，经陈化，再分散得到氢氧化镁 /木质素纳米粒子浆料；如再经过过滤，干燥，得到氢氧化镁/木质素 胶囊纳米粒子浆料或疏松型粉体或块体。一、本专利技术工艺步骤、设备特征如下1、 气泡液膜卤水法治理碱性黑液，是在气泡液膜反应器中进行， 其步骤是(一) 在引入的黑液里加入卤水；(二) 把上述混合液通入装有泡罩碟式搅拌器的气泡液膜反应器中， 利用泡罩碟式搅拌器的强力分散气体和液体的功能，在反应体系中产 生足够量的气泡，全部反应液被气泡分隔成足够薄的液膜，气泡为分 散相，液膜为连续相，形成纳米反应环境，极大地增加了反应物之间 的接触面，在液膜和气泡之间或在液膜内进行沉淀反应，成核，生长， 生成氢氧化镁纳米粒子；同时，黑液碱性下降，木质素析出，氢氧化 镁胶囊纳米粒子表面吸附大量气体和木质素，构成气相界面，抑止团 聚，并形成矿化泡膜，经陈化，再分散得到氢氧化镁/木质素纳米粒 子浆料；(三) 再经过过滤，干燥，得到氢氧化镁/木质素胶囊纳米粒子浆料 或疏松型粉体或块体。2、 它的第二个特点是所用黑液是造纸、粘胶生产中产生的碱性 黑液，或是pH〉7的其它碱性废液；3、 它的第三个特点是所用的卤水是含有Mg盐的副产品，或是 含有Mg离子的溶液；4、 它的第四个特点是得到的产品为用于含酸废水处理、烟气脱 硫、重金属脱除和脱磷脱铵的氢氧化镁/木质素纳米粒子桨本文档来自技高网...

【技术保护点】
气泡液膜卤水法治理碱性黑液，是在气泡液膜反应器中进行，其步骤是：　　　　（一）在引入的黑液里加入卤水；　　　　（二）把上述混合液通入装有泡罩碟式搅拌器的气泡液膜反应器中，利用泡罩碟式搅拌器的强力分散气体和液体的功能，在反应体系中产生足够量的气泡，全部反应液被气泡分隔成足够薄的液膜，气泡为分散相，液膜为连续相，形成纳米反应环境，极大地增加了反应物之间的接触面，在液膜和气泡之间或在液膜内进行沉淀反应，成核，生长，生成氢氧化镁纳米粒子；同时，黑液碱性下降，木质素析出，氢氧化镁胶囊纳米粒子表面吸附大量气体和木质素，构成气相界面，抑止团聚，并形成矿化泡膜，经陈化，再分散得到氢氧化镁／木质素纳米粒子浆料；　　　　（三）再经过过滤，干燥，得到氢氧化镁／木质素胶囊纳米粒子浆料或疏松型粉体或块体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨第伦，曾能，李宗葆，
申请(专利权)人：曾能，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]