CN104695265A - 一种利用木聚糖酶辅助纸浆二氧化氯漂白减少aox生成的方法 - Google Patents

一种利用木聚糖酶辅助纸浆二氧化氯漂白减少aox生成的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用木聚糖酶辅助纸浆二氧化氯漂白减少AOX生成的方法，包括木聚糖酶预处理段和二氧化氯漂白段。本发明通过利用木聚糖酶对未漂纸浆进行预处理是为了有效降解蒸煮过程中沉淀在纤维表面的木糖，从而使得纤维细胞壁发生润胀，变得松软，木素因此能够更加容易的从纤维中提取出来，同时，木聚糖酶能够降解半纤维素，破坏碳水化合物和木素之间的连接物。因此，纸浆经木聚糖酶预处理再进行二氧化氯漂白可保证使用的二氧化氯更少，减少漂白过程中生成的AOX。在相同用氯量条件下，纸浆经木聚糖酶预处理可以明显地减少HexA含量和漂白废水中AOX含量。相对于对比浆来说，达到相同白度时，经木聚糖酶处理后废水中AOX含量能够降低21.4％～26.6％，二氧化氯用量能够节约12.5％～22％。

Description

一种利用木聚糖酶辅助纸浆二氧化氯漂白减少AOX生成的方法
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，尤其涉及一种利用木聚糖酶辅助纸浆二氧化氯漂白减少AOX生成的方法。
背景技术
二氧化氯作为ECF漂白的主要化学药品，具有良好的脱木素效果，然而在漂白过程中也避免不了产生AOX。其中有部分AOX是ECF漂白过程中的最主要的持续性有机污染物，对生物体具有致癌、致畸及致突变的危害，而且能够在生物体内积累。此外，部分AOX还很难被降解，而且能够发生长距离迁移。在过去的二十年内，整个北美地区已经全部从氯气漂白转化为ECF漂白。为了满足日益严格的AOX排放标准，造纸厂对漂白工艺采取了很多改进的方法，同时对排放废水的处理工艺也一直在改进。然而，这些方法不仅会增加较大的额外投入，而且可能会引发许多新的不可预知的环境问题。因此，当务之急需要解决的问题就变成了寻找经济有效减少AOX生成的漂白方法。环境友好的生物酶辅助漂白技术是一种潜在可行的纸浆清洁化绿色漂白技术。
木聚糖酶是一种半纤维素酶。目前，木聚糖酶辅助纸浆漂白越来越广泛的应用于生产漂白化学浆，纸浆的可漂性已经得到学者们的广泛认可。已经有非常多的研究机构针对不同的原料提出了一系列木聚糖酶辅助漂白的工艺。Saleem等人发现木聚糖酶用于辅助二氧化氯漂白后，能节约首段二氧化氯用量15％，而整个ECF漂白过程能节约二氧化氯用量18.7％。Birijlall等人研究了木聚糖酶辅助蔗渣浆漂白的过程，发现木聚糖酶用量为50IU/g时，经二氧化氯漂白后纸浆的白度可达到47.4％ISO，这比不使用酶预处理时要高出2.1％ISO。Singh等人发现利用XECEHH工艺对麦草烧碱-蒽醌浆进行漂白时，有效氯用量为4.5％可减少废水中AOX达50％以上。这些结果表明，制浆造纸工业中利用木聚糖酶辅助纸浆漂白具有减少AOX生成的潜力。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用木聚糖酶辅助纸浆二氧化氯漂白减少AOX生成的方法，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：
一种利用木聚糖酶辅助纸浆二氧化氯漂白减少AOX生成的方法，包括木聚糖酶预处理段和二氧化氯漂白段，木聚糖酶预处理段和二氧化氯漂白段之间不经过洗涤。
所述木聚糖酶预处理段工艺条件为：预处理温度为75～85℃、反应时间2～3小时，木聚糖酶用量为20～100IU/g浆，处理过程中纸浆重量浓度保持为11％。
所述二氧化氯漂白段工艺条件为：漂白温度为60～70℃、反应时间1.5～2小时，二氧化氯用量为纸浆重量的1～5％，漂白过程中纸浆重量浓度保持为11％。
上述的木聚糖酶由广西大学生命科学与技术学院培养，为耐碱耐高温木聚糖酶，液态，无纤维素酶活。
上述的纸浆在完成木聚糖酶预处理段后利用稀硫酸将其pH值调整为4左右，然后直接进入二氧化氯漂白段进行漂白，省去中间的洗涤装置。
上述的木聚糖酶预处理段漂白温度要高于二氧化氯漂白段，加入硫酸调节完pH后纸浆温度刚好达到二氧化氯漂白段漂白所需温度，无需另外使用蒸汽加热，节约了蒸汽的使用量。
利用本方法对纸浆进行漂白，对比于没有经木聚糖酶预处理的二氧化氯漂白方法，在相同二氧化氯用量时，漂白废水中AOX的含量大约能够减少21.4％～26.6％，达到同等白度时，二氧化氯用量能够减少12.5％～22％。
本发明的有益效果：
本发明方法使整个漂白过程减少了预处理段与二氧化氯漂白段的洗浆过程，同时减少了二氧化氯漂白前蒸汽的使用量，节约了投入成本。其次该方法减少了二氧化氯的使用量，降低了废水中AOX的含量，减小了对环境的污染。
本发明通过利用木聚糖酶对未漂纸浆进行预处理是为了有效降解蒸煮过程中沉淀在纤维表面的木糖，从而使得纤维细胞壁发生润胀，变得松软，木素因此能够更加容易的从纤维中提取出来，同时，木聚糖酶能够降解半纤维素，破坏碳水化合物和木素之间的连接物。因此，纸浆经木聚糖酶预处理再进行二氧化氯漂白可保证使用的二氧化氯更少，减少漂白过程中生成的AOX。
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
一种利用木聚糖酶辅助纸浆二氧化氯漂白减少AOX生成的方法
洗涤筛选干净的未漂纸浆先送入预处理漂白塔进行木聚糖酶预处理后再进行二氧化氯漂白，两个漂白段之间不经过洗涤。木聚糖酶预处理段工艺条件为：预处理温度75℃、反应时间2小时，木聚糖酶用量为20IU/g浆，处理过程中纸浆重量浓度保持为11％。在完成X段后利用稀硫酸将其pH值调整为4左右，然后直接进入D段进行漂白，省去中间的洗涤装置。二氧化氯漂白段工艺条件为：漂白温度为60℃、反应时间1.5小时，二氧化氯用量为纸浆重量的1％，漂白过程中纸浆重量浓度保持为11％；木聚糖酶预处理段漂白温度要高于二氧化氯漂白段，加入硫酸调节完pH后纸浆温度刚好达到二氧化氯漂白段漂白所需温度，无需另外使用蒸汽加热，节约了蒸汽的使用量。
利用本方法对纸浆进行漂白，对比于没有经木聚糖酶预处理的二氧化氯漂白方法，在相同二氧化氯用量时，漂白废水中AOX的含量大约能够减少21.4％，达到同等白度时，二氧化氯用量能够减少12.5％。
实施例2
一种利用木聚糖酶辅助纸浆二氧化氯漂白减少AOX生成的方法
洗涤筛选干净的未漂纸浆先送入预处理漂白塔进行木聚糖酶预处理后再进行二氧化氯漂白，两个漂白段之间不经过洗涤。木聚糖酶预处理段工艺条件为：预处理温度80℃、反应时间2.5小时，木聚糖酶用量为60IU/g浆，处理过程中纸浆重量浓度保持为11％。在完成木聚糖酶预处理段后利用稀硫酸将其pH值调整为4左右，然后直接进入二氧化氯漂白段进行漂白，省去中间的洗涤装置。二氧化氯漂白段工艺条件为：漂白温度为65℃、反应时间1.8小时，二氧化氯用量为纸浆重量的3％，漂白过程中纸浆重量浓度保持为11％；X段漂白温度要高于二氧化氯漂白段，加入硫酸调节完pH后纸浆温度刚好达到二氧化氯漂白段漂白所需温度，无需另外使用蒸汽加热，节约了蒸汽的使用量。
利用本方法对纸浆进行漂白，对比于没有经木聚糖酶预处理的二氧化氯漂白方法，在相同二氧化氯用量时，漂白废水中AOX的含量大约能够减少24.2％，达到同等白度时，二氧化氯用量能够减少19.7％。
实施例3
一种利用木聚糖酶辅助纸浆二氧化氯漂白减少AOX生成的方法
洗涤筛选干净的未漂纸浆先送入预处理漂白塔进行木聚糖酶预处理后再进行二氧化氯漂白，两个漂白段之间不经过洗涤。木聚糖酶预处理段工艺条件为：预处理温度85℃、反应时间3小时，木聚糖酶用量为100IU/g浆，处理过程中纸浆重量浓度保持为11％。在完成木聚糖酶预处理段后利用稀硫酸将其pH值调整为4左右，然后直接进入二氧化氯漂白段进行漂白，省去中间的洗涤装置。二氧化氯漂白段工艺条件为：漂白温度为70℃、反应时间2小时，二氧化氯用量为纸浆重量的5％，漂白过程中纸浆重量浓度保持为11％；木聚糖酶预处理段漂白温度要高于二氧化氯漂白段，加入硫酸调节完pH后纸浆温度刚好达到二氧化氯漂白段漂白所需温度，无需另外使用蒸汽加热，节约了蒸汽的使用量。
利用本方法对纸浆进行漂白，对比于没有经木聚糖酶预处理的二氧化氯漂白方法，在相同二氧化氯用量时，漂白废水中AOX的含量大约能够减少26.6％，达到同等白度时，二氧化氯用量能够减少22％。

Claims (4)

1.一种利用木聚糖酶辅助纸浆二氧化氯漂白减少AOX生成的方法。其特征在于：包括木聚糖酶预处理段和二氧化氯漂白段，木聚糖酶预处理段和二氧化氯漂白段之间不经过洗涤；
所述木聚糖酶预处理段工艺条件为：预处理温度为75～85℃、反应时间2～3小时，木聚糖酶用量为20～100IU/g浆，处理过程中纸浆重量浓度保持为11％；
所述二氧化氯漂白段工艺条件为：漂白温度为60～70℃、反应时间1.5～2小时，二氧化氯用量为纸浆重量的1～5％，漂白过程中纸浆重量浓度保持为11％。
2.根据权利要求1所述的方法，所述的木聚糖酶由广西大学生命科学与技术学院培养，为耐碱耐高温木聚糖酶，液态，无纤维素酶活。
3.根据权利要求1所述的方法，所述的纸浆在完成木聚糖酶预处理段后利用稀硫酸将其pH值调整为4左右，然后直接进入二氧化氯漂白段进行漂白，省去中间的洗涤装置。
4.根据权利要求1所述的方法，所述的木聚糖酶预处理段漂白温度要高于二氧化氯漂白段，加入硫酸调节完pH后纸浆温度刚好达到二氧化氯漂白段漂白所需温度，无需另外使用蒸汽加热，节约了蒸汽的使用量。
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