CN104404807A - 一种减少蔗渣浆二氧化氯漂白过程aox形成量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种减少蔗渣浆二氧化氯漂白过程AOX形成量的方法。主要特征是：包括以下步骤：(1)高温酸预处理段；(2)生物酶预处理段；(3)二氧化氯漂白段。本发明通过对未漂蔗渣浆进行高温酸预处理主要是为了去除未漂浆中存在的己烯糖醛酸，而生物酶的使用是为了去除纤维表面部分的半纤维素，使残余木素更多地暴露出来，可保证二氧化氯漂白工段中使用的二氧化氯更少，减少漂白过程中生成的AOX。蔗渣浆经高温酸预处理和生物酶预处理共同作用后，二氧化氯用量节约了15％-30％，AOX的形成量减少了20％-40％。

Description

一种减少蔗渣浆二氧化氯漂白过程AOX形成量的方法
技术领域
本发明涉及制浆造纸企业纸浆漂白清洁化生产的方法，尤其涉及一种减少蔗渣浆二氧化氯漂白过程AOX形成量的方法。
背景技术
制浆造纸企业采用以二氧化氯为主的无元素氯(ECF)技术漂白纸浆可以实现环境、经济和社会效益的统一。北美地区已全部完成从传统的含氯漂白转换成ECF漂白的过程，其他地区也正从元素氯漂白转变成ECF漂白。但ECF漂白过程仍会生成少量的可吸附有机卤化物(AOX)，AOX是ECF漂白过程中最主要的持久性有机污染物(POPs)，具有毒性、生物蓄积性和半挥发性，难降解、可发生长距离迁移。随着社会对环境要求的提高，纸浆漂白废水的污染问题日益突出，引起了社会的广泛重视。我国在造纸工业污染物排放标准中已对制浆造纸废水的AOX指标调整为强制性考核指标。
国内外研究者普遍认为未漂浆中的残余木素是AOX的主要来源，并对二氧化氯与木素反应生成AOX的机理进行了研究。然而，在碱性和高温的蒸煮条件下半纤维素侧链上的4-O-甲基葡萄糖醛酸转变成4-脱氧-4-己烯糖醛酸，简称己烯糖醛酸(HexA)，由于HexA结构中含有碳碳双键，易与高锰酸钾发生氧化还原反应，因此，用高锰酸钾测得的纸浆卡伯值有一部分是HexA的贡献。一般来说，阔叶木浆和非木浆的卡伯值低于针叶木浆，考虑到半纤维素对卡伯值的贡献，在纸浆卡伯值相同的情况下，阔叶木浆及非木浆的木素含量比针叶木低，但在二氧化氯用量相同时阔叶木浆及非木浆的漂白废水中AOX的含量却和针木浆相当，甚至更高。由此可见，纸浆中半纤维素和HexA对AOX的生成有很大影响，研究半纤维素和HexA对AOX生成的影响成为当前纸浆ECF漂白亟待解决的问题。
近年来，国内外有很多方法通过降低纸浆中半纤维素和己烯糖醛酸试图减少漂白过程二氧化氯用量，进而减少废水中AOX排放量，如漂前稀酸淋洗法，漂前木聚糖酶及漆酶处理法以及高温二氧化氯漂白法等，虽都能达到降低废水中AOX含量的目的，但这些方法都增加了较多的额外投入成本，而且投入产出比远远不尽人意，找到一种方法尽可能的提高投入产出比，提高在工厂中的普遍适用性成为当前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种减少蔗渣浆二氧化氯漂白过程AOX形成量的方法，达到制浆造纸企业节能降耗，降低环境污染负荷的目的。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种减少蔗渣浆二氧化氯漂白过程AOX形成量的方法是将洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆先送入预处理塔进行高温酸和生物酶两段预处理后再进行二氧化氯漂白，方法包括如下步骤：
1.高温酸预处理：
将重量浓度为10-15％的未漂蔗渣浆洗涤筛选干净后加热后在浆液混合器中与酸液充分混合，然后进入预处理塔中反应，工艺条件为：加热温度为90-100℃、酸用量为20-50kg/t浆、反应时间为60-90min，得到高温酸预处理后重量浓度为10-15％的蔗渣浆。
2.生物酶预处理：
将步骤1高温酸预处理后重量浓度为10-15％的蔗渣浆洗涤干净，控制反应pH为6-9，然后进入生物酶预处理塔中反应，工艺条件为：温度60-80℃、酶用量20-100IU/g浆、反应时间120-150min，得到生物酶预处理后重量浓度为10-15％的蔗渣浆。
3.二氧化氯漂白：
将步骤2得到生物酶预处理后重量浓度为10-15％的蔗渣浆洗涤、离心后调节pH为3-5，然后加入二氧化氯溶液，充分混合后进入二氧化氯漂白塔反应，工艺条件为：漂白温度50-80℃，二氧化氯用量为蔗渣重量的1-5％，蔗渣浆重量浓度为10-15％，反应时间30-90min，得到二氧化氯漂白后重量浓度为10-15％的蔗渣浆。
将步骤3得到的二氧化氯漂白后重量浓度为10-15％的蔗渣浆，浆料再经洗涤后送往后续漂白工段；
利用本方法对纸浆进行漂白，对比于没有进行预预处理的二氧化氯漂白方法，达到同等白度时，每吨浆可节约二氧化氯用量15％-30％，AOX的形成量减少20％-40％。
本发明的有益效果：
本发明方法使整个二氧化氯漂白过程既节约了二氧化氯的使用量，又降低了废水中AOX的含量，减小了对环境的污染。
本发明通过对未漂蔗渣浆进行高温酸预处理主要是为了去除未漂浆中存在的己烯糖醛酸，而生物酶的使用是为了去除纤维表面部分半纤维素，使残余木素更多地暴露出来，可保证二氧化氯漂白工段中使用的二氧化氯溶液更少，减少漂白过程中生成的AOX。虽然二氧化氯漂白过程避免不了形成AOX，但在控制条件下，AOX的形成量可满足我国新国标对造纸企业废水排放的要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
减少二氧化氯漂白过程AOX形成量的方法
洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆先送入预处理漂白塔进行高温酸和酶两段预处理后进行二氧化氯漂白。高温酸预处理段的工艺条件为：漂白温度90℃，酸用量20kg/t浆，反应时间60min。浆浓为10％的未漂浆经预加热至90℃后在浆液混合器中与酸液充分混合，然后进入预处理塔中开始反应。生物酶预处理段的工艺条件为：漂白温度60℃，酶用量20IU/g浆，反应时间120min。从高温酸预处理塔喷放出来的浆料洗涤干净后将浆浓调为10％，控制反应pH为6-9，然后进入酶预处理塔中开始反应。二氧化氯漂白段的工艺条件为：漂白温度50℃，二氧化氯用量1％，浆浓10％，反应时间30min。酶预处理结束后，从反应塔出来的浆料经洗涤离心后调pH为3，然后加入二氧化氯溶液，充分混合后进入二氧化氯漂白塔，浆料再经洗涤后送往后续漂白工段。
利用此工艺对纸浆进行漂白，对比于没有进行预预处理的二氧化氯漂白方法，达到同等白度时，每吨浆可节约二氧化氯用量15％，AOX的形成量减少了20％。
实施例2
减少二氧化氯漂白过程AOX形成量的方法
洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆先送入预处理漂白塔进行高温酸和酶两段预处理后进行二氧化氯漂白。高温酸预处理段的工艺条件为：漂白温度95℃，酸用量30kg/t浆，反应时间75min。浆浓为11％的未漂浆经预加热至95℃后在浆液混合器中与酸液充分混合，然后进入预处理塔中开始反应。生物酶预处理段的工艺条件为：漂白温度75℃，酶用量30IU/g浆，反应时间120min。从高温酸预处理塔喷放出来的浆料洗涤干净后将浆浓调为11％，控制反应pH为6-9，然后进入酶预处理塔中开始反应。二氧化氯漂白段的工艺条件为：漂白温度60℃，二氧化氯用量3％，反应pH为4，浆浓11％，反应时间60min。酶预处理结束后，从反应塔出来的浆料经洗涤离心后调pH为3，然后加入二氧化氯溶液，充分混合后进入二氧化氯漂白塔，浆料再经洗涤后送往后续漂白工段。
利用此工艺对纸浆进行漂白，对比于没有进行预预处理的二氧化氯漂白方法，达到同等白度时，每吨浆可节约二氧化氯用量22％，AOX的形成量减少了31％。
实施例3
减少二氧化氯漂白过程AOX形成量的方法
洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆先送入预处理漂白塔进行高温酸和酶两段预处理后进行二氧化氯漂白。高温酸预处理段的工艺条件为：漂白温度98℃，酸用量50kg/t浆，反应时间90min。浆浓为15％的未漂浆经预加热至98℃后在浆液混合器中与酸液充分混合，然后进入预处理塔中开始反应。生物酶预处理段的工艺条件为：漂白温度80℃，酶用量50IU/g浆，反应时间120min。从高温酸预处理塔喷放出来的浆料洗涤干净后将浆浓调为15％，控制反应pH为6-9，然后进入酶预处理塔中开始反应。二氧化氯漂白段的工艺条件为：漂白温度80℃，二氧化氯用量5％，浆浓15％，反应时间90min。酶预处理结束后，从反应塔出来的浆料经洗涤离心后调pH为5，然后加入二氧化氯溶液，充分混合后进入二氧化氯漂白塔，浆料再经洗涤后送往后续漂白工段。
利用此工艺对纸浆进行漂白，对比于没有进行预预处理的二氧化氯漂白方法，达到同等白度时，每吨浆可节约二氧化氯用量30％，AOX的形成量减少了40％。

Claims (1)

1.一种减少蔗渣浆二氧化氯漂白过程AOX形成量的方法，其特征在于：是将洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆先送入预处理塔进行高温酸和生物酶两段预处理后再进行二氧化氯漂白，方法包括如下步骤：
(1)高温酸预处理：
将重量浓度为10-15％的未漂蔗渣浆洗涤筛选干净后加热后在浆液混合器中与酸液充分混合，然后进入预处理塔中反应，工艺条件为：加热温度为90-100℃、酸用量为20-50kg/t浆、反应时间为60-90min，得到高温酸预处理后重量浓度为10-15％的蔗渣浆；
(2)生物酶预处理：
将将步骤(1)高温酸预处理后重量浓度为10-15％的蔗渣浆洗涤干净，控制反应pH为6-9，然后进入生物酶预处理塔中反应，工艺条件为：温度60-80℃、酶用量20-100IU/g浆、反应时间120-150min，得到生物酶预处理后重量浓度为10-15％的蔗渣浆；
(3)二氧化氯漂白：
将步骤(2)得到生物酶预处理后重量浓度为10-15％的蔗渣浆洗涤、离心后调节pH为3-5，然后加入二氧化氯溶液，充分混合后进入二氧化氯漂白塔反应，工艺条件为：漂白温度50-80℃，二氧化氯用量为蔗渣重量的1-5％，蔗渣浆重量浓度为10-15％，反应时间30-90min，得到二氧化氯漂白后重量浓度为10-15％的蔗渣浆；
将步骤(3)得到的二氧化氯漂白后重量浓度为10-15％的蔗渣浆，浆料再经洗涤后送往后续漂白工段；
利用本方法对纸浆进行漂白，对比于没有进行预预处理的二氧化氯漂白方法，达到同等白度时，每吨浆可节约二氧化氯用量15％-30％，AOX的形成量减少20％-40％。
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