CN1932145A - 黑液菌化处理的麦草生物清洁制浆工艺 - Google Patents

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Abstract

黑液菌化处理的麦草生物清洁制浆工艺，主要技术特点是麦草类原料先与作为蒸煮液的原始菌液蒸煮，蒸煮后的浆料经过挤浆机浆液分离，得到的黑液进入生物菌池与原始菌液混合形成生物液作为麦草类原料的蒸煮液，并形成封闭循环，所述原始菌液的原始生物菌种由产甲烷菌、酵母菌和白腐菌按4∶4∶2的比例配置，按照1500m3的清水，加入2T原始生物菌种的配比关系在40℃的温度下培养10天形成原始生物菌液。采用生物制浆后，整个蒸煮过程不采用任何化学药品，产生的有机废物——黑液经过转化后生成生物液，彻底解决了麦草制浆COD产生量高、污染大的问题。采用该技术生产的纸浆，完全满足A级瓦楞原纸的指标要求。

Description

黑液菌化处理的麦草生物清洁制浆工艺
技术领域
本发明属于利用麦草生物制浆技术。
背景技术
随着国家对环保的要求越来越严格，环保已成为国家一大政策，木材制浆相对污染较小，但我国不具备丰富的森林资源，虽然我国麦草资源丰富，但麦草制浆污染又大。当今，虽然很多企业上碱回收，但碱法制浆不能从根本解决污染。生物制浆是解决现阶段麦草制浆污染问题的有效途径，而现在部分企业的生物制浆避免不了加碱及其他蒸煮药品。不添加化工产品的处理方式，因成浆质量差，无法达到A级瓦楞原纸的要求。制浆生产中产生的黑液及中段废水污染大，需要对其进行治理，才能排放。
麦草制浆通常的生产工艺为：首先是把麦草(秸杆类原料)切短，秸杆长为2-3cm，然后通过羊角除尘，除去重杂质，防止后序设备被损坏。经过切短的麦草进入预浸机，与蒸煮液混合，装入蒸球，在140℃，0.6MPa压力下蒸煮120分钟左右，后倒料。蒸煮后浆料经过挤浆机、高浓磨进行处理，然后进入精磨、筛选系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种黑液菌化处理的麦草生物清洁制浆工艺，彻底解决麦草制浆COD产生量高、污染大的问题，而且满足A级瓦楞原纸的指标要求。
本发明黑液菌化处理的麦草生物清洁制浆工艺，由麦草类原料与蒸煮液蒸煮，蒸煮后的浆料经过挤浆机浆液分离，分离出黑液的浆液分别经过高浓磨、精磨、筛选得到纸浆，其特征在于麦草类原料先与作为蒸煮液的原始菌液蒸煮，蒸煮后的浆料经过挤浆机浆液分离，得到的黑液进入生物菌池与原始菌液混合形成生物液作为麦草原料的蒸煮液，并形成封闭循环，所述原始菌液的原始生物菌种由产甲烷菌、酵母菌和白腐菌按4∶4∶2的重量比例配置，按照1500m3的清水，加入2T原始生物菌种的配比关系在40℃的温度下培养10天形成原始生物菌液。
本发明是在现有麦草制浆工艺的基础上，利用生物菌种处理黑液作为蒸煮液，不添加任何化工原料，生物液用于蒸煮后成浆质量高，蒸煮液不断回用，保证封闭循环利用。
产甲烷菌、酵母菌和白腐菌按4∶4∶2的比例配置，按照1500m3的清水，加入2T原始生物菌种的配比关系在40℃的温度下培养10天形成的原始生物菌液可以直接作为原始蒸煮液使用。产甲烷菌为污水处理厂生产的生化污泥发酵制得(公知技术)，酵母菌为市售产品，白腐菌是利用木材在阴暗环境中生成菌种制得(公知技术)。正常使用中，蒸煮黑液经两道挤浆机逆流洗涤提取，每吨浆需水2m3，所用水经二段挤浆机逆流到一段挤浆机，产生的黑液进入生化菌池，生化菌池的水量能够满足蒸煮所需，没有外排，形成封闭循环。生化菌池中的原始菌种产甲烷菌、酵母菌、白腐菌，被生化污泥和蒸煮黑液不断驯化、提纯，转化出专门的蒸煮液复合菌种。该菌种只要在黑液中培养起来后，正常保持菌液温度为40℃，PH值控制在5-7之间，就能够保证生物菌的正常新陈代谢，不需添加任何营养剂，也不需再加入新的菌种。该菌种对黑液中的木素及细小纤维降解转化，生成有机酸类物质及有机气体。气体可以用于发电，生物液作为蒸煮黑液用。生物菌种处理进生化菌池的黑液可使CODGr从60000mg/l降至10000mg/l；浆料经两道挤浆机提取后，浆液中CODGr含量为100mg/吨浆。将含该生物菌的生物液加到蒸球中进行蒸煮即可，蒸球中无须再添加任何别的化学药品。
麦草类原料与生物液蒸煮的最终目的为蒸煮结束的浆料硬度(卡伯值)为80-100，蒸煮液不但要求含有一定比例的生物菌种，蒸煮液比(蒸煮中绝干麦草量与蒸煮液质量比)的大小也影响着蒸煮质量，一般液比(质量比)控制在1∶(2-3)。以下为不同液比的蒸煮情况：
  液比   蒸煮时间   蒸煮硬度(卡伯值)   成纸裂断长
  1∶2.8   180分钟   110   4.13
  1∶2.5   120分钟   80   4.29
  1∶2.3   100分钟   70   3.6
从上表中可以看出：蒸煮液比为1∶2.5时，蒸煮时间较短，蒸煮硬度最合适，成纸裂断长较高；蒸煮液比大于1∶2.5时，蒸煮时间长，蒸煮硬度高；蒸煮液比低于1∶2.5时，蒸煮浆料易出现糊料，或浆强度降低，造成成纸裂断长偏低。但本发明要求液比在1∶2～3，均能满足生产要求。
生化菌池内生物液温度对生物菌种处理黑液中的木素及细小纤维，以及降解其COD的含量起到重要作用。
  生物液温度   进生物菌池CODGr(mg/l)   出生物菌池CODGr(mg/l)
  20℃   61000   49300
  30℃   60000   44600
  40℃   59000   11000
  50℃   61000   46500
由上表可以看出，生化菌池内温度控制在40℃时，生物菌所起效果最好，此温度即为生物菌的适宜温度。
麦草原料与蒸煮液在蒸球内蒸煮的温度、蒸汽压力和时间基本同公知技术工艺，只要达到蒸煮目的即可。一般温度为140℃，压力为0.6MPa，保温时间120分钟。
经过挤浆机分离出来的浆液经过高浓磨、精磨、筛选工艺同已有技术，一般经过高浓磨浆机后，浆液的叩解度为18°SR，湿重＜6g；精磨筛选后，浆液(纸浆)叩解度为35°SR，湿重＜3g。
本发明的优点：
采用生物制浆后，整个蒸煮过程不采用任何化学药品，产生的有机废物——黑液经过转化后生成生物液，中段水指标的CODGr由原来3000mg/l降至1000mg/以下，降低了中段水的处理和运行成本，并且使外排水指标达到了国家标准。彻底解决了麦草制浆COD产生量高、污染大的问题。采用该技术生产的纸浆，完全满足A级瓦楞原纸的指标要求，稳定提高了瓦楞纸的环压强度。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
首先是把麦草(秸杆类)原料切短，秸杆长为2-3cm，然后通过羊角除尘，除去重杂质，防止后序设备被损坏。经过切短的麦草原料进入预浸机，同时按一定液比加入生物液，装入蒸球；然后依次进行下列操作：空运转、一次升压、小放汽、二次升压、保温、倒料。空运转15min；一次升压压力升至0.2MPa；小放汽时须把蒸球内压力放至零；二次升压时间为40分钟，升至0.6MPa；保温120分钟后倒料。蒸煮后浆料经过挤浆机、高浓磨进行处理，然后进入精磨、筛选系统。从挤浆机出来的黑液，进入生化菌池。
工艺初始，由原始生物菌种产甲烷菌、酵母菌和白腐菌按4∶4∶2的重量比例配置，按照1500m3的清水，加入2T原始生物菌种的配比关系在40℃的温度下培养10天形成原始生物菌液。秸秆类原料先与作为蒸煮液的原始菌液蒸煮，蒸煮黑液经两道挤浆机逆流洗涤提取，每吨浆需水2m3，所用水经二段挤浆机逆流到一段挤浆机，产生的黑液进入生物菌池，生化菌池的水量能够满足蒸煮所需(可以达到蒸煮液比要求)，没有外排，形成封闭循环。生物菌池内生物液的温度为40℃，PH控制在5～7。
在生物菌池内，黑液的CODGr从60000mg/降至10000mg/l；浆料经两道挤浆机提取后，浆中CODGr含量为100mg/吨浆。
经过挤浆机分离出来的浆液经过高浓磨、精磨、筛选工艺同已有技术，一般经过高浓磨浆机后，浆液的叩解度为18°SR，湿重＜6g；精磨筛选后，浆液(纸浆)叩解度为35°SR，湿重＜3g。精磨筛选后产生的中段废水CODGr由原来3000mg/l降至1000mg/l以下。

Claims (4)

1、一种黑液菌化处理的麦草生物清洁制浆工艺，由麦草类原料与蒸煮液蒸煮，蒸煮后的浆料经过挤浆机浆液分离，分离出黑液的浆液分别经过高浓磨、精磨、筛选得到纸浆，其特征在于麦草类原料先与作为蒸煮液的原始菌液蒸煮，蒸煮后的浆料经过挤浆机浆液分离，得到的黑液进入生物菌池与原始菌液混合形成生物液作为麦草原料的蒸煮液，并形成封闭循环，所述原始菌液的原始生物菌种由产甲烷菌、酵母菌和白腐菌按4∶4∶2的重量比例配置，按照1500m3的清水，加入2T原始生物菌种的配比关系在40℃的温度下培养10天形成原始生物菌液。
2、根据权利要求1所述的制浆工艺，其特征在于所述黑液与原始菌液形成的生物液的温度控制在40℃，PH＝5～7。
3、根据权利要求1所述的制浆工艺，其特征在于所述蒸煮液的液比为1∶2～3。
4、根据权利要求3所述的制浆工艺，其特征在于所述蒸煮液的液比为1∶2.5。
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