CN115584655A - 一种利用麦草制浆副产生物肥的方法及其产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制浆废液处理技术领域，具体涉及一种利用麦草制浆副产生物肥的方法及其产品。方法包括如下步骤：(1)将小麦秸秆在热水中进行浸泡；(2)将小麦秸秆对辊挤压；(3)在小麦秸秆上喷洒氢氧化钾溶液，水浴保温，进行润涨；(4)喷洒磷酸溶液；(5)高浓磨磨浆、筛浆、PFI磨浆，即得纸浆；(6)筛分、澄清、蒸发，回收白水和冷却水，即得含有磷酸氢二钾的液体肥料。本发明通过改进制浆造纸工艺，得到主要成分为磷酸氢二钾的液体肥料，降低制浆造纸废液的污染。

Description

一种利用麦草制浆副产生物肥的方法及其产品
技术领域
本发明涉及制浆废液处理技术领域，具体涉及一种利用麦草制浆副产生物肥的方法及其产品。
背景技术
随着经济的日益发展，造纸行业占有越来越重要的地位。可持续发展理念的推进使造纸工业领域的科学技术有了新的方向和目标。在未来造纸工程科技发展中，依然把节能减排、生物质精炼技术作为转型升级的扶手和发展重点。
造纸业近年来取得飞速发展，但也体现了一些问题。其中，最重要的环境问题是淡水的高消耗和产生的大量有毒废水。即使采用最现代化和高效的操作技术，生产一吨纸也需要大约60立方米的水，导致至少产生50立方米的废水。造纸业排放的污染物会影响水生和陆地生态系统。许多研究报道了制浆和造纸工业废水对多种鱼类的毒性作用，包括肝脏损伤、混合功能加氧酶活性、生理变化、呼吸应激以及对鱼类的毒性和致死作用。
制浆废水处理后需要循环利用，以减少淡水消耗和降低废水对污水接收水体的影响。因此，需要一种合适的处理技术来处理纸浆和造纸厂的废水，使其能够在生产过程中重复使用。
发明内容
针对制浆造纸废液污染环境的问题，本发明提供一种利用麦草制浆副产生物肥的方法及其产品，通过改进制浆造纸工艺，得到主要成分为磷酸氢二钾的液体肥料，降低制浆造纸废液的污染。
第一方面，本发明提供一种利用麦草制浆副产生物肥的方法，包括如下步骤：
(1)将小麦秸秆在热水中进行浸泡；
(2)将小麦秸秆对辊挤压；
(3)在小麦秸秆上喷洒氢氧化钾溶液，水浴保温，进行润涨；
(4)喷洒磷酸溶液；
(5)高浓磨磨浆、筛浆、PFI磨浆，即得纸浆；
(6)筛分、澄清、蒸发，回收白水和冷却水，即得含有磷酸氢二钾的液体肥料。
进一步的，步骤(1)具体为将小麦秸秆按照液比1∶8-10，于55-60℃下浸泡。
进一步的，步骤(2)具体为将浸泡过的小麦秸秆对辊挤压至2-3cm。
进一步的，步骤(3)的氢氧化钾溶液温度为90℃。
进一步的，步骤(3)的氢氧化钾用量为以小麦秸秆干重计的5.6％。
进一步的，步骤(4)的磷酸用量为以氢氧化钾物质的量计的50％。
进一步的，步骤(5)的高浓磨磨浆条件为3000-3500rpm，分两段研磨，第一段间隙为0.5mm，第二段间隙为0.15mm；PFI磨浆至打浆度为40±3°SR。
第二方面，本发明提供一种采用上述方法制备的纸浆产品，上述纸浆产品经抄纸可制备瓦楞纸等纸张。
第三方面，本发明提供一种采用上述方法制备的生物肥。
本发明的有益效果在于：
本发明对于生物质资源和水资源的循环利用有重要意义，使用氢氧化钾预处理麦草，利用其降解作用对麦草中的木素进行一定脱除，达到降低机械磨浆能耗的目的，取消了原料的蒸煮过程，在常温常压的条件下就能得到目标打浆度，改善麦草浆成纸强度。润涨后添加适量磷酸，中和造纸环境pH，氢氧化钾与磷酸反应生成的磷酸二氢钾，是磷肥、钾肥肥料的主要成分，降低了制浆造纸废液的污染负荷，提升了经济效益，具有可持续发展的绿色意义。本发明的操作方法简单、成本低、具有普适性，易于规模化生产。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种利用麦草制浆副产生物肥的方法，包括如下步骤：
(1)将回收的小麦秸秆按照液比1∶10，于55℃下浸泡；
(2)将小麦秸秆对辊挤压至2-3cm；
(3)将小麦秸秆于90℃的氢氧化钾溶液中润涨1h，水浴保温，氢氧化钾的用量为小麦秸秆干重的5.6％；
(4)喷洒磷酸溶液，磷酸用量为以氢氧化钾物质的量计的50％；
(5)依次添加各相对于小麦秸秆干重1％的中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶、木聚糖酶和纤维素酶，于最适温度(55℃)下水浴保温8h；
(6)高浓磨磨浆，3000rpm，分两段研磨，第一段间隙为0.5mm，第二段间隙为0.15mm，筛浆；
(7)PFI磨浆，使打浆度在40±3°SR，抄纸；
(8)筛分、澄清、蒸发，回收白水和冷却水，即得含有磷酸氢二钾的液体肥料。
对比例1
一种利用麦草制浆副产生物肥的方法，包括如下步骤：
(1)将回收的小麦秸秆按照液比1∶10，于55℃下浸泡；
(2)将小麦秸秆对辊挤压至2-3cm；
(3)将小麦秸秆于90℃的氢氧化钾溶液中润涨1h，水浴保温，氢氧化钾的用量为小麦秸秆干重的5.6％；
(4)高浓磨磨浆，3000rpm，分两段研磨，第一段间隙为0.5mm，第二段间隙为0.15mm，筛浆；
(5)PFI磨浆，使打浆度在40±3°SR，抄纸。
对比例2
一种利用麦草制浆副产生物肥的方法，包括如下步骤：
(1)将回收的小麦秸秆按照液比1∶10，于55℃下浸泡；
(2)将小麦秸秆对辊挤压至2-3cm；
(3)将小麦秸秆于90℃的氢氧化钾溶液中润涨1h，水浴保温，氢氧化钾的用量为小麦秸秆干重的2.5％；
(4)喷洒磷酸溶液，磷酸用量为以氢氧化钾物质的量计的50％；
(5)依次添加各相对于小麦秸秆干重1％的中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶、木聚糖酶和纤维素酶，于最适温度(55℃)下水浴保温8h；
(6)高浓磨磨浆，3000rpm，分两段研磨，第一段间隙为0.5mm，第二段间隙为0.15mm，筛浆；
(7)PFI磨浆，使打浆度在40±3°SR，抄纸；
(8)筛分、澄清、蒸发，回收白水和冷却水，即得含有磷酸氢二钾的液体肥料。
对通过实施例1和对比例1-2制备的纸张产品力学性能进行测定，结果如下表1所示。
表1各实施例、对比例纸张的力学性能
项目 抗张指数N·m/g 环压指数N·m/g
实施例1 27.61 11.90
对比例1 25.34 10.36
对比例2 17.04 9.14
对通过实施例1和对比例2制备的液体肥料进行测试，结果如下表2所示。
表2各实施例、对比例液体肥料的检测结果
Figure BDA0003925660430000051
由表1、表2结果可知，本发明方法不仅降低了制浆能耗；同时，纸张的力学性能得到明显增强。废水处理后，可得到所需的液体肥料。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用麦草制浆副产生物肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将小麦秸秆在热水中进行浸泡；
(2)将小麦秸秆对辊挤压；
(3)在小麦秸秆上喷洒氢氧化钾溶液，水浴保温，进行润涨；
(4)喷洒磷酸溶液；
(5)高浓磨磨浆、筛浆、PFI磨浆，即得纸浆；
(6)筛分、澄清、蒸发，回收白水和冷却水，即得含有磷酸氢二钾的液体肥料。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)具体为将小麦秸秆按照液比1∶8-10，于55-60℃下浸泡。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)具体为将浸泡过的小麦秸秆对辊挤压至2-3cm。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)的氢氧化钾溶液温度为90℃。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)的氢氧化钾用量为以小麦秸秆干重计的5.6％。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)的磷酸用量为以氢氧化钾物质的量计的50％。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)的高浓磨磨浆条件为3000-3500rpm，分两段研磨，第一段间隙为0.5mm，第二段间隙为0.15mm；PFI磨浆至打浆度为40±3°SR。
8.一种采用如权利要求1-7任一所述的方法制备的纸浆产品。
9.一种采用如权利要求1-7任一所述的方法制备的生物肥。
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