造纸黑液综合治理的研究进展

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1、造纸黑液综合治理的研究进展2008-06-11 环搜网(http://www.114ep.com/) 　　摘要：黑液经常与其它废水混合进行厌氧处理。其方法大致可归纳为：单独厌氧处理、厌氧-好氧复合处理、物理化学-厌氧复合处理、改进型厌氧处理。目前国内外已有五种厌氧反应器以及它们的组合形式。它们包括：厌氧池法、厌氧接触反应器、UASB反应系统、AF系统、AFB系统、组合型与二相厌氧工艺。造纸工业的污染问题十分严重，受到了人们普遍的关注。在世界范围内，造纸工业废水都是重要的污染源，例如日本、美国分别将造纸工业废水列为六大公害和五大公害之一。在我国，造纸工业废水

2、污染已成为造纸生产及相关行业能否生存和发展的关键因素。据1996年环保统计公报数字表明，县及县以上制浆造纸和纸制品废水排放21.25亿吨，占全国工业总排放量的11%，仅次于化学工业及钢铁工业的年排水量，居第三位。其中达标排放为3亿吨，仅占造纸总排放量的14％。排放废水中化学耗氧量307万吨，约占全国总排放量的45%。“十五”期间，我国将要求造纸工业废水污染问题基本得到控制，因此，造纸黑液的综合治理得到了广泛的研究。　　造纸黑液的污染，约占总污染物发生量的90%左右。木质素及其降解物是黑液中最重要的成分，可以占到总COD的50%左右。木质素是带有芳香结构的立

3、体网状聚合物，具有在自然条件下不易降解和降低水的透明度两大特点。不同来源的黑液其COD浓度在15.0~160g/L之间。若黑液不能得到有效的处理而直接排放，不仅严重污染了环境，而且造成了大量资源的浪费。因此，解决造纸工业污染排放的关键在于对黑液彻底有效的治理。造纸工业废水污染治理形势在总体上仍十分严峻。一个造纸厂污染一条河的局面还没有得到根本改观，特别是为数不少的以草纤维为原料、规模不大的中小造纸企业，急需适宜的造纸制浆废液治液技术解决废液污染排放问题。　　本文旨在通过详细评述国内外在治理造纸黑液方面所做的研究工作，同时针对我国造纸生产企业污染的自身特点，

4、提出新思路，为解决我国的造纸工业污染提供参考。1造纸黑液的治理技术现状　　由于大量的游离碱、硫化物和有机物存在于造纸黑液中，致使国内外造纸行业多年来对造纸废水的处理主要致力于废水中化学药品和纤维原料的回收与综合利用，其研究方法涉及面较广。1.1碱回收法　　目前，大型造纸厂碱回收率已达90%，非木原料纸浆厂（芦苇、蔗糖渣等）碱回收率达70%左右，稻、麦草浆造纸厂的碱回收率在60%左右。采用碱回收可以大大地降低黑液的高负荷污染，BOD可以减少80%~85%，此外还可以回收热能、化学品等，降低了成本，增加了经济效益。而其中碱回收法又分为燃烧苛化法、电渗析法及黑液

5、气化法等。1.1.1燃烧苛化法　　采用燃烧苛化法进行碱回收的完整流程分为提取、蒸发、燃烧、苛化—石灰回收四道工序。基本原理是将黑液在燃烧炉中进行燃烧，烧去有机物，以达到回收碱和热能的目的。　　当前各国对黑液处理广泛采用燃烧法回收碱的技术路线。我国以木浆为原料的造纸厂大都采用该法。木浆黑液中硅含量只有0.22%，因此碱回收进行较顺利。但我国90%以上的造纸厂是以稻麦草为原料，黑液中硅含量约为3%，二氧化硅与碱作用生成硅酸钠，在燃烧过程中易结垢，影响了碱回收过程的顺利进行。目前一些造纸工业发达的国家碱回收率达95~98%，能源利用率也很高。我国碱回收率一般仅达

6、85~90%，原料硅含量较高是碱回收率不尽人意的原因之一。草浆黑液碱回收同步除硅技术是除硅技术的新突破，除硅率达70%，碱回收率提高10%，蒸发效率提高19%。该除硅技术已成功进行了生产性试验，具有良好的推广前景。1.1.2电渗析法　　电渗析法工艺一般采用循环式流程，黑液通过阳极室循环，稀碱液通过阴极室循环。在直流电场作用下，Na＋通过阳膜进入阴极室，与电解产生的OH—结合生成NaOH而得以回收碱；阳极室黑液由于电解产生H+，而不断被酸化，到一定程度时，大部分木质素将沉淀析出。采用单阳膜电渗析器回收黑液中的碱技术上是可行的，具有工艺过程简单，操作方便、设备

7、投资少，易于自动化等特点。陈长春等利用单阳膜从造纸黑液中回收碱，结果表明该法回收1t碱的电耗可稳定在3000kW.h左右，比氯碱厂生产烧碱和黑液燃烧法回收碱的能耗都低。当回收终点黑液pH为7时，Na＋回收率为50％，阳极黑液含Na+5000~7000mg·L-1。在工艺上，人们正在努力通过改进电极和膜片来提高电渗析法碱回收率。1.1.3黑液气化法　　黑液碱回收除了常采用上述两种方法外，在国外还普遍使用的一种方法是黑液气化法。　　黑液中的木质素及其降解物能够燃烧，其热值大约为14~16MJ/kg。1978年，Rockwell试验证明了将黑液气化为可燃气体原料

8、的可能性。通过气化，黑液中的有机物转化为清洁的可供燃气轮机使用的燃