CN1912239A - 生物漂白及漂白用水零排放的纸浆漂白生产工艺技术 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种生物漂白及漂白用水的零排放的纸浆漂白生产工艺技术。是通过两次生物漂白和一次增白几道工序实现纸浆漂白和漂白用水循环利用实现纸浆漂白生产工艺用水零排放的。上述漂白纸浆原料包括麦草、稻草、芦苇、甘蔗渣、竹子、木材等植物。本发明的生产工艺过程无任何化学毒素，无污染、节约水、耗材低、可生产出各种优质纸浆，成本仅为化学法的40％。可以用来制作食品包装纸、医药包装纸、及各种纸张。是高经济效益绿色环保的高新技术。

Description

生物漂白及漂白用水零排放的纸浆漂白生产工艺技术

技术领域

本发明涉及一种纸浆漂白的生产工艺，特别是涉及生物漂白及漂白用水零排放的纸浆漂白生产工艺技术。

背景技术

纸的发明极大的推动了文明社会的发展，目前世界年人均用纸51.8公斤，中国年人均用纸32公斤，居世界第二位。中国2004年产纸4300万吨，年消耗纸5100万吨，还需进口大量纸。

现在普遍应用的纸浆漂白的生产工艺主要是“次氯酸钙”及多种化学原料来漂白麦草、稻草、芦苇、甘蔗渣、竹子、木材等原料中的木素，使其变白，木素是植物中粘结纤维素的物质，漂白的目的是将化学蒸煮后的纸浆浆料中的残留木素进一步分解漂白，得到纯白色的纸浆。由此产生了大量化学原料残留物，反应物，这些污染物被排放到江河里成了污水河，这些污水中含有大量悬浮物，COD、BOD、二恶碤、酸、碱等有毒物质污染了我们的生存环境，既使花很大成本治理也依然使污染越来越严重。

据统计2003年，全国有35.3亿立方米造纸污水排放到江河中，而这些污水造成农、牧、渔损失及人类被毒害的报道经常可见，且现在普遍应用的化学造纸制浆方法耗能很高。举草浆为例，生产一吨干草浆耗煤1.55-1.7吨、耗电700-800度、耗水100-140吨，现在纸的消耗量正在以年13％左右的速度递增。社会发展对纸需要量越来越大，可面临我国造纸污染已到的危机时刻，且我国能源日渐紧张的形势很严峻，社会发展急需无污染、低耗能先进的纸浆漂白工艺技术来代替传统的纸浆化学法漂白工艺技术。

由此可见，上述现在普遍应用的传统纸浆化学法漂白工艺技术问题亟待解决。

为了解决上述化学法漂白纸浆的生产工艺问题，国内外专家学者，大专院校.从20世纪60年代就开始了，用生物漂白的方法来漂白纸浆原料中的木素，这样可以用生物法取代化学法纸浆漂白，实现纸浆漂白全过程水的零排放，从根本上杜绝造纸工业对环境的污染。但由于木素是无定形大分子结构，稳定性很强，至使自然界存在的微生物中只有少量真菌才能降解木素，如白腐菌只能降解某些木素，况且容易被杂菌污染，对环境条件要求很苛刻，既要潮湿又要通风，同时要为白腐菌分解漂白木素供给大量氧气，因漂白浆料绝不能侵入水中，所以很难保证温度均匀，造成成本加大。尽管如此，白腐菌降解木素要在30天以上才能降解60％造纸材料中的木素，加上这些白腐菌培养周期太长不适于工业化生产。

鉴于上述生物方法纸浆漂白存在的难题，本发明人经过多年不懈的研究，反复试验、诱发，培养出一种不同于自然界中白腐菌的PYB11厌氧白腐菌。由于此种PYB11厌氧白腐菌分解木素时不需耗氧，尤其是能溶于水中这一优点使其对培养和环境要求极大简化。它可以高速繁殖，它能够迅速选择性漂白造纸浆料中的多种木素，漂白中极少伤损纤维素。通过本发明提出的生物漂白及漂白用水的零排放的纸浆漂白生产工艺技术的PYB11厌氧白腐菌一次漂、复合菌二次漂、增白三次漂、复合菌净化水等工艺，可以漂白得到高白度，高得率，无污染、低耗能、低成本优质的各种漂白纸浆。同时实现了漂白纸浆生产工艺过程用水的零排放。这项技术的发明为造纸工业漂白工艺，无污染和节能开创了新的阶段，将造福于全中国及全世界。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物漂白及漂白用水零排放的纸浆漂白生产工艺技术。传统纸浆漂白工艺是应用化学法漂白处理，生产工艺过程中产生含有大量悬浮物、COD、BO二恶碤、酸、碱等有毒物的污水，严重污染环境，全部净化治理需要昂贵的费用，而且纸浆漂白过程中需消耗大量水、煤、电等，本发明的生产工艺过程不用传统化学法漂白工艺中大量应用的次氯酸钙等化学品，无污染、节约水、材料损耗小、能耗低、成本仅为现用的化学法漂白浆40％，可以漂白生产麦草、稻草、芦苇、甘蔗渣、竹子、木材为原料的纸浆，其漂出的纸浆白度高，品质优良，无任何化学毒素，可用来制作食品包装纸、医药包装纸等各种日常用纸，具有很高的经济效益和社会效益，是一项生态平衡的高科技高技术升值技术，填补了世界制浆史上一项空白。

本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术措施来实现的。

依据本发明提出的生物漂白及漂白用水的零排放的纸浆漂白生产工艺技术，是将麦草、稻草、芦苇、甘蔗渣、竹子、木材已经过破碎、生物分解后形成的酥松的碎条和粗纤维束的各类漂白纸浆的浆料，通过PYB11厌氧白腐菌一次漂、复合菌二次漂、增白三次漂、复合菌净化水等工艺，将生物分解后的浆料由PYB11厌氧白腐菌一次漂，分解漂白浆料中的木素，然后，由复合菌二次漂，进一步二次分解漂白浆料中的木素，最后双氧水把少量浆料中的残余木素的发色基团改变增白，实现纸浆漂白的目的。上述漂白纸浆原料包括麦草、稻草、芦苇、甘蔗渣、竹子、木材经过破碎、生物分解后形成酥松的碎条和粗纤维束的各类生物漂白浆料。经过按白度要求漂白后的浆料，再经过纸浆的机械加工，生产出符合各种要求的白色纸浆，并通过漂白生产工艺用水循环使用，实现漂白用水的零排放。

本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下措施进一步实现的。

前述的生物漂白及漂白用水的零排放的纸浆漂白生产工艺技术，其中所述PYB11厌氧白腐菌一次漂工序，是将经过破碎、生物分解后形成酥松的碎条和粗纤维束的各类生物漂白浆料浸没入PYB11厌氧白腐菌一次漂液池中，在池中漂白6小时后用泵把浆料和水一起抽进挤浆机，挤干浆料，水流回PYB11厌氧白腐菌一次漂液池中循环利用。此时浆料由原浅棕色变为桔黄色，至此PYB11厌氧白腐菌一次漂完成。

前述的生物漂白及漂白用水的零排放的纸浆漂白生产工艺技术，其中所述复合菌二次漂是将PYB11厌氧白腐菌一次漂，漂完，挤干呈桔黄色的浆料浸没入复合菌液二次漂液池中。复合菌包括PYB11厌氧白腐菌、褐腐菌、软腐菌、黑腐菌等，加入1.5％石灰做菌种变异媒体，再加入菌种营养液，此时复合菌在石灰碱性的作用下急剧异化成溶出浆料中木素能力很强的异化菌群。在池中漂白6小时后用泵把浆料和水一起抽进挤浆机，挤干浆料，此时水呈浅棕色，水流回复合菌液二次漂液池中循环利用，此时浆料由黄色变为土白色。

此道工序各种菌的比例根据浆料不同既麦草、稻草、芦苇、甘蔗渣、竹子、木材和浆料品种产地不同进行调整至合适配方。至此复合菌二次漂完成。

前述的生物漂白及漂白用水的零排放的纸浆漂白生产工艺技术，其中所述增白三次漂是将复合菌二次漂后挤干的土白色浆料浸没入增白三次漂液池中，池中加入1％双氧水，并加入少量食用碱碳酸钠，增白12小时。然后由用泵把浆料和水一起抽进挤浆机，挤干浆料，水回到增白三次漂液池中循环使用。此时双氧水在碱性环境下将复合菌二次漂后浆料中残留的少量木素的棕、黄、土白发色基团改变为纯白发色基团。此时浆料呈纯白色此道工序根据浆料不同既麦草、稻草、芦苇、甘蔗渣、竹子、木材和浆料品种产地不同纸浆白度要求不同调整至合适配方。至此增白三次漂完成。可以去通过磨浆、筛浆、挤干等纸浆机械加工后出厂。

前述的生物漂白及漂白用水的零排放的纸浆漂白生产工艺技术，其中所述复合菌净化水工序是PYB11厌氧白腐菌水可以反复循环利用，复合菌二次漂白水经三次循环利用后漂白能力减弱，复合菌异化群逐渐死亡，此时将失效废水的1/5用泵抽进复合菌原菌种池中，复合菌原菌迅速繁殖时放出酸，很快中和掉废水的碱并将废水中的复合菌二次漂时浆料的碱性溶出物分解成CO2和水，使浅棕色水迅速变清接着变黑后菌种复壮，然后将复壮的新菌种水用泵抽进复合菌二次漂池中重新使用。增白三次漂水可反复循环利用。在生产过程中，PYB11厌氧白腐菌一次漂、复合菌二次漂、增白三次漂都要蒸发少量水。PYB11厌氧白腐菌一次漂和复合菌二次漂所需补水均从增白三次漂后挤成品浆时挤出的水补充，再用新水补充增白三次漂所缺水。使增白三次漂水保持清洁，同时减少双氧水的消耗量。至此复合菌净化工序完成。

本发明与现在普遍应用的化学制浆工艺相比较，具有十分明显的优越性。本发明的生产工艺过程仅用少量食用化工原料，无污染、无排放、节水、材料损耗小、能源消耗小、成本仅为化学制浆工艺的40％，由于没经化学原料腐蚀，纸浆的质量优良，无任何化学毒素，可用来制作食品包装纸、医药用纸等各种日常生产生活用纸。具有十分高的经济效益和社会效益，是绿色环保和生态平衡的高科学技术，填补了世界纸浆漂白史上的空白。

综上所述，本发明生物漂白及漂白用水的零排放的纸浆漂白生产工艺技术，具有上述诸多的优越性和实用性，并在国内外同类产品的加工中，没有类似和相同的生产工艺应用过、发表过，是在造纸制浆漂白的技术和生产工艺上的一场革命，同时解决造纸制浆漂白污染这一大难题。所以本发明生物漂白及漂白用水的零排放的纸浆漂白生产工艺技术，是新颖、先进、实用的新发明。

上述说明仅是本发明技术方案的概述为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容给予实施，以下的本发明的最佳实施例进行进一步说明如后。

具体实施方式

以下对依据本发明提出的生物漂白及漂白用水的零排放的纸浆漂白生产工艺技术，其具体实施方式、要求、特征及其功效，详细说明如后。

本发明生物漂白及漂白用水的零排放的纸浆漂白生产工艺技术，其主要生产工序为PYB11厌氧白腐菌一次漂、复合菌二次漂、增白三次漂、三道工序加上复合菌净化水等工艺实现的，是将生物分解后的浆料由PYB11厌氧白腐菌一次分解漂白木素，然后，由复合菌进一步二次分解漂白木素，最后双氧水将少量残余木素发色基团改变，增白，实现纸浆漂白目的。按此工序依序操作加上水循环操作，既可保证制作出合格的漂白纸浆，并通过漂白生产工艺用水循环使用，实现漂白用水的零排放。

上述的PYB11厌氧白腐菌一次漂工序是将经过破碎、生物分解后形成酥松的碎条和粗纤维束的各类生物漂白浆料浸没入PYB11厌氧白腐菌一次漂液池中，漂液保温40℃，每半小时用压缩空气吹搅一次，均匀温度，均匀漂白。在池中漂白6小时后用泵把浆料和水一起抽进挤浆机，挤干浆料，水流回PYB11厌氧白腐菌一次漂液池中循环利用。此时浆料由原浅棕色变为桔黄色，至此PYB11厌氧白腐菌一次漂完成。

上述的复合菌二次漂是将一PYB11厌氧白腐菌次漂完，挤干呈桔黄色浆料浸没入复合菌液二次漂液池中。复合菌包括PYB11厌氧白腐菌、褐腐菌、软腐菌、黑腐菌等，再加入1.5％石灰做菌种变异媒体，再加入菌种营养液，此时复合菌在石灰碱性的作用下急剧异化成，溶出浆料中木素能力很强的异化菌群此时保温至40-60℃，每半小时用压缩空气吹搅一次均匀温度，均匀漂白。在池中漂白6小时后用泵把浆料和水一起抽进挤浆机，挤干浆料，此时水呈浅棕色，水流回复合菌液二次漂液池中，循环利用，此时浆料由黄色变为土白色。此道工序各种菌的比例根据浆料不同既麦草、稻草、芦苇、甘蔗渣、竹子、木材和浆料品种产地不同进行调整至合适配方。其基础配方为PYB11厌氧白腐菌为3、褐腐菌为1.5、软腐菌为2.5、黑腐菌为1，至此复合菌二次漂白完成。

上述的增白三次漂是将复合菌二次漂白后挤干的上白色浆料浸没入增白三次漂液池中，池中加入双氧水，并加入少量食用碱碳酸钠，保温25℃，增白12小时，每半小时用压缩空气吹搅一次均匀温度，均匀漂白。然后由用泵把浆料和水一起抽进挤浆机，挤干浆料，水回到增白三次漂液池中循环使用。此时双氧水在碱性环境下将复合菌二次漂后浆料中残留的少量木素的棕、黄、土白发色基团改变为纯白发色基团。此时浆料呈纯白色。此道工序根据浆料不同既麦草、稻草、芦苇、甘蔗渣、竹子、木材和浆料品种产地不同纸浆白度要求不同调整至合适配方。其基础配方为双氧水1％、食用碱碳酸钠0.1％，至此增白三次漂完成。就可以去通过磨浆、筛浆、挤干等纸浆机械加工后出厂。

上述的复合菌净化水工序是PYB11厌氧白腐菌水可以反复循环利用，复合菌二次漂白水经三次循环利用后漂白能力减弱，复合菌异化群逐渐死亡，此时将失效废水的1/5用泵抽进复合菌原菌种池中，由于复合菌均是酸性，废水中弱碱石灰已基本消耗掉，复合菌原菌迅速繁殖时放出酸，很快中和掉废水的碱并将废水中的复合菌二次漂时浆料的碱性溶出物分解成CO2和水，使浅棕色水迅速变清接着变黑后菌种复壮，然后将复壮的新菌种水用泵抽进复合菌二次漂池中重新使用。增白三次漂液水可反复循环利用。在生产过程中，PYB11厌氧白腐菌一次漂、复合菌二次漂、增白三次漂都要蒸发少量水。。PYB11厌氧白腐菌一次漂和复合菌二次漂所需补水均从增白三次漂后挤成品浆时挤出的水补充，再用新水补充增白三次漂所缺水。使增白三次漂水保持清洁，同时减少双氧水的消耗量。虽然增白三次漂挤出水呈弱碱性，但由于PYB11厌氧白腐菌和复合菌降解碱的能力很强，且补水量很少，补水中少量的碱马上就被降解掉，不影响PYB11厌氧白腐菌和复合菌繁殖和降解木素，漂白纸浆。至此复合菌净化工序完成。

本发明提出的PYB11厌氧白腐菌一次漂、复合菌二次漂、增白三次漂三道工序加之生产过程中的复合菌净化水组成。按此工序依序操作加上水循环操作既可保证制作出合格的漂白纸浆并实现纸浆漂白用水的零排放。

上述如此加工工艺程序构成本发明生物漂白及漂白用水的零排放的纸浆漂白生产工艺技术，对现今同行业技术人员来讲均具有许多可取之处，而确实具有技术进步性。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均属本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1、一种生物漂白及漂白用水零排放的纸浆漂白生产工艺技术，其特征是通过PYB11厌氧白腐菌一次漂，复合菌二次漂，增白三次漂及纸浆漂白生产用水的循环使用实现纸浆漂白和漂白生产用水零排放的目的。具体是通过PYB11厌氧白腐菌一次漂，复合菌二次漂，增白三次漂及纸浆漂白生产用水的循还使用几道加工工序来实现纸浆漂白和漂白生产用水零排放的，上述漂白纸浆原料包括麦草、稻草、芦苇、龙须草、甘蔗渣，竹子、木材等经过破碎，生物分解后至酥松的粗纤维束。

2、根据权利要求1所述的生物漂白及漂白用水零排放的纸浆漂白生产工艺技术，其特征在于其中所述的PYB11厌氧白腐菌一次漂工序，是将上道工序经过破碎，生物分解后至酥松的粗纤维束的漂白浆原料浸没入PYB11厌氧白腐菌菌液池中。尤其重要是将浆料全部浸没入在菌液中6小时，保温40℃。使漂白浆料由原浅棕色变为桔黄色。

3、根据权利要求1所述的生物漂白及漂白用水零排放的纸浆漂白生产工艺技术，其特征在于其中所述的复合菌二次漂工序，是将上道工序由原浅棕色变为桔黄色的漂白浆料浸没入复合菌菌液池中。复合菌包括PYB11厌氧白腐菌、软腐菌、褐腐菌、黑腐菌菌液，再加入1.5％石灰作为菌种变异媒体，尤其重要的是将浆料全部浸没入复合菌菌液中6小时，保温40-60℃。使漂白浆料由原PYB11厌氧白腐菌一次漂后的桔黄色变为土白色。

4、根据权利要求1所述的生物漂白及漂白用水零排放的纸浆漂白生产工艺技术，其特征在于其中所述的增白三次漂工序，是将上道工序复合菌二次漂后，由桔黄色变为土白色的浆料浸没入增白三次漂液池中，加入1％的双氧水，并加入少量食用碱，升温25℃。尤其重要是将浆料全部浸没入增白三次漂液池中，保温12小时后使经复合菌二次漂后桔黄色变为土白色的浆料，经双氧水在碱性环境下把浆料中残留的少量木素的棕、黄、土白色发色基团改变为纯白色发色基团，使浆料达到漂白纸浆的要求白度。

5、根据权利要求1所述的生物漂白及漂白用水零排放的纸浆漂白生产工艺技术，其特征在于其中所述的漂白工艺生产用水零排放，是将PYB11厌氧白腐菌一次漂菌液循环使用，复合菌二次漂菌液三次循环利用后将失效废水的1/5用泵抽进复合菌原菌种池中，复合菌原菌种迅速繁殖时放出酸很快中和掉废水的碱并将废水中的复合菌二次漂时浆料的碱性溶出物分解成CO2和水，使浅棕色水逐步变清最后变黑这时菌种复壮，再将复壮的新菌种水用泵抽进复合菌二次漂池中重新使用。增白三次漂漂液反复循环使用。在生产过程中，PYB11厌氧白腐菌一次漂、复合菌二次漂、增白三次漂，都要蒸发少量水。PYB11厌氧白腐菌一次漂和复合菌二次漂所需补水均从增白三次漂后挤成品浆时挤出的水补充，再用新水补充增白三次漂所缺水。