CN103373784A - 造纸黑液膜处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用膜技术处理造纸黑液的方法。本发明包括将造纸黑液经过滤袋过滤后，得到滤渣和滤液1和滤液2，滤液2再进入纳滤膜分离装置，获得含碱的滤液和含木素及半纤维素的浓缩液，滤渣和浓缩液经蒸发器蒸发，而含碱滤液返回循环利用或送去溶解锅炉燃烧后的碱灰。本发明使造纸黑液中的木素及半纤维素浓缩到固含量的20%，碱回收率高于90%，废液资源化工程无废水排放，具有经济效益高，环境效益好的优点。

Description

造纸黑液膜处理方法

 技术领域

本发明涉及造纸黑液的处理方法，特别是涉及采用膜分离技术对造纸黑液的处理方法。

背景技术

我国多数造纸厂是以非木材纤维为原料的，主要以纤维素、木质素和半纤维素（即聚戊糖类）三大成份构成。纤维素是造纸的主要原料，纤维素属碱不溶物，在蒸球内的碱液中，木质素和半纤维素可溶解于碱液中形成黑液，因此，麦草在蒸球蒸煮过程中，木质素和半纤维素被碱溶液溶解，形成含有水、残碱、纤维素、碱木素和半纤维素的原始浆液，原始浆液经浆液分离，不被碱液溶解的纤维素（纸浆）被提取分离出来，送洗、洗漂工序做进一步处理，提取纸浆后，含有固形物的废液因颜色黑而称作黑液，黑液中主要含有碱、水和溶于碱液中的碱木素、半纤维素及少量的无机盐等物质。

含有大量木质素的黑液在造纸废水COD组成中约占47.9%，在色度组成中约占59.4%，是造纸废水中主要污染源，半纤维素则是造纸废水中的另一主要污染源，它们约占黑液污染特总量的90%以上，是造纸废水对环境污染的源头。

这些黑液目前大多采用化学品加收、絮凝沉淀、生物氧化、药浮气浮等传统工艺方法或几种工艺结合的处理方法，但经这些方法处理后的废水往往达不到严格的排放标准。

一般木浆黑液的处理方法是将黑液蒸发、浓缩，然后将浓黑液喷入碱回收炉燃烧，黑液中的有机物燃烧产生高温烟气，黑液中的无机物烧融溶物，经苛化等后续处理后，将碱回收重复使用。而将这种木浆黑液的处理方法用于以草类为主要原料的中小型造纸企业，却难以实行，其原因主是要是：1、由于草浆黑液中硅含量很高，大大超过木浆黑液的含量，因此很快会造成蒸发器结垢，浓度不能提高，蒸发强度下降。2、由于燃烧时进炉黑液浓度低，粘度大，因些喷不散液滴，干燥困难。3、草浆黑液热值低，燃烧困难。4、白泥处理困难。5、半纤维素含量高，阻碍热量的传导，降低蒸发效率，增加设备清和停留时间。

中国专利公开号CN1182149公开了一种造纸黑液处理方法，其特征在于黑液首先在贮存池内加入产酸菌进行微生物酸化处理，其次经酸化后黑液中加入酸性载体，加以搅拌析出木素，出水进入二段处理（中段废水处理）。此发明虽成本低，但是处理速度较慢，很难用于大型连续化工业处理。

中国专利公开号CN1994941公开了一种造纸废水的处理方法，其特征是在沉淀内用清水将造纸废水稀释成固形物含量为7g/L-15g/L，COD值为5g/L-12g/L，灰粉含量为0.2%-0.51%，相对密度为0.20-0.41的预处理水后，再向沉淀池内均匀泼洒预处理水重量的0.02-0.06%生石灰的石灰水，沉淀12-48小时后的沉淀水进入生化处理池，用尿素和过磷酸钙调节水的pH值至6-8.5，存放90天，增育水中的微生动植物提高水的溶氧量，水质达到环保排放要求。此方法既需要投加很多的药剂，又需要花费很长的时间，不适合工业化生产。

中国专利公开号CH431158公开了一种造纸废水处理方法，其主要采用经过滤后的废水进入初沉池，去除悬浮物，污泥排放到混合槽，废水再进入曝气池，中沉池回流污泥槽，采用计量泵将漂水连续添加于中沉池回流污泥槽，再经中沉池、终沉池，由回收污泥泵抽回污泥浓缩池，上澄液即可达标排放。此方法占地面积大，消耗时间长，日处理量不够大，需要进行改进。

尽管上述方法有的已经投入使用，但是从生产上来说不具有较高的生产效率，其缺点主要表现在：1、沉淀剂添加 使黑液中的悬浮物及胶体等大颗粒沉淀，添加沉淀剂的方法会增加资源的投入；2、初沉池、中沉池、终沉池的选用 采用各种沉降池来沉降废水中的污染物，占地面积大，目前用地紧缺的情况下，此方法不宜采用；3、生物方法的采用 选用生物方法来处理黑液，污泥培养时间长，不耐高冲压水，耗时长，不利于大型连续化作业。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用膜技术处理造纸黑液的方法，以克服燃烧法处理黑液效率低，污染重，占地大；生物法处理黑液速度慢的缺点。

本发明包括如下步骤：

造纸黑液膜处理方法，将含有碱、木素和半纤维素的造纸黑液经过滤袋预处理，得到的滤渣进入蒸发器，而滤液进入以压力为驱动的微滤膜分离设备，将大分子颗粒截留，再将微滤过程后的浓缩液进入蒸发器，而滤液进入纳滤膜处理设备进行分离与浓突，获得含碱滤液和木质素及半纤维素浓缩液，木素及半纤维素被膜截留浓缩到固含量20%后，再送到蒸发器蒸发，洁净的含碱滤液（碱浓度与废液含有碱浓度相同）去溶解锅炉燃烧后的碱灰。

本发明涉及的微滤膜的截留分子量为50000-100000，纳滤膜的截留分子量范围为150-1000；

微滤过程操作温度为5-55℃，压力为1-5Kg/㎝²，优选的温度为35-45℃，压力为15-35Kg/cm²下操作。

本发明涉及的碱为氢氧化钠。

本发明涉及的微滤膜及纳滤膜的材质为有机或无机材料，膜的组件为板式膜、管式膜、卷式膜和中空纤维膜中的一种。

在纳滤过程中，当纳滤滤液的体积总理达到微滤滤液总量的80%-90%时，加入微滤滤液总量30%-40%的透洗水。

本发明采用以压力为驱动力的微滤膜和纳滤膜处理造纸黑液，不需要添加任何药剂，能够达到资源节约目的；膜设备占地面积小，日处理黑液量大，并且处理速度快，能够投入大型连续化生产过程中，而且得理效果远高于化学法和燃烧法，能够很好的使碱液与木素及半纤维素分离，并分别加以利用，这样既充分利用了资源又保护了环境。本发明能使分离黑液中的木素及半纤维素浓缩到固含量的20%，碱回收率高于90%。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

将100m³NaoH浓度为1.94g/L，COD为126800mg/L,色度为18000的黑液通过滤袋进行初过滤，然后在温度45℃，压力2Kg/㎝²的条件下经过膜通量为100LMH的卷式微滤膜系统，滤出液再在温度35℃，压力25Kg/c㎡的条件下经过膜通量为6.6LMH的卷式膜纳滤系统，当透过液量达到85m³时，开始加入透洗水30m^3，最终浓缩体积10m³。滤出液碱含量为11.62g/L,COD为31500mg/L,色度为2000。

实施例2：

将100m³NaoH浓度为1.71g/L,COD为94600mg/L,色度为20000的黑液爱过滤袋进行初过滤，然后在温度40℃,压力2.5Kg/cm²的条件下经过膜通量为150LMH的管式微滤膜系统，滤出液再在温度40℃，压力17Kg/cm²的条件下经过膜通量为4.2LMH的卷式膜纳滤系统，当透过液量达到90m³时，开始加入透洗水30m³,最终浓缩体积10m³。滤出液碱含量为8.37g/L,COD为28150mg/L,色度为2500。

实施例3：

将100m³NaOH浓度为1.84g/L，COD为106800mg/L,色度为16000的黑液通过滤袋进行初过滤，然后在温度45℃,压力35Kg/cm²的条件下经过膜通量为8.6LMH的管式膜纳系统，当透过渡量达到90m³时，开始加入透洗水30m³，最终浓缩体积8m³。滤出液碱含量为10.62g/L,COD为30000mg/L,色度为2800。

Claims (10)

1.一种用膜技术处理造纸黑液的方法，其特征在于，首先采用滤袋对造约黑液进行预过滤，滤渣进入蒸发器，而将经预过滤的液进入以压力为驱动的微滤膜分离装置，浓缩液1进入蒸发器，而将经微滤膜分离后的滤液进入以压力为驱动力的纳滤膜分离装置，获得含碱滤液和木质素及半纤维素浓缩液2；所述微滤过程操作湿度为5-55℃，压力为1-5Kg/cm²；

所述微滤过程操作湿度为15-45℃，压力为15-40Kg/cm²。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将过滤后所得滤渣和浓缩液1和浓缩液2送到蒸发器蒸发。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将最终获得的含碱滤液返回循环利用。

4.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，将最终获得的含碱滤液用于溶解蒸发器蒸发后的碱杰。

5.根据权利要求1所述2的方法，其特征在于，所述的压力驱动分离膜的材质为有机或无机材料。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的微滤膜为板式膜、管式膜、卷式膜或中空纤维膜中的一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的纳滤膜为板式膜、管式膜、卷式膜或中空纤维膜中的一种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微滤过程操作湿度为35-45℃，压力为2-5Kg/cm²。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳滤过程操作温度为35-45℃，压力为15-35Kg/ cm²。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在纳滤过程中，当纳滤滤液的体积总量达到微滤滤液总量的80%-90%时，加入微滤滤液总量30%-40%的透洗水。