[发明专利]一种基于膜技术的造纸黑液高效综合处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及造纸黑液处理方法，具体为一种利用纳滤膜和反渗透膜系统对造纸黑液进行高效综合处理的方法。 

背景技术

纤维素是造纸的主要原料，纤维素属碱不溶物，在蒸球内的碱液中，木质素和半纤维素可溶解于碱液中形成黑液，因此，麦草或者木材在蒸球蒸煮过程中，木质素和半纤维素被碱溶液溶解，形成含有水、残碱、纤维素、碱木素和半纤维素的原始浆液，原始浆液经浆液分离，不被碱液溶解的纤维素(纸浆)被提取分离出来，送洗、选漂工序做进一步处理，提取纸浆后，含有固形物的废液因颜色黑而被称作黑液，黑液中主要含有残碱、水和溶于碱液中的碱木素、半纤维素及少量的无机盐等物质。 

含有大量木质素的黑液在造纸废水COD组成中约占47.9％，在色度组成中约占59.4％，是造纸废水中主要污染源，半纤维素则是造纸废水中的另一主要污染源，它们约占黑液污染物总量的90％以上，是造纸废水对环境污染的源头。 

目前正在使用的造纸黑液处理办法是浓缩烧掉黑液中的有机物，回收热能和碱。主要方法有絮凝-沉淀法，微生物处理法，化学品回收或几种工艺结合的处理方法等，经这些方法处理的废水水质不能满足排放标准，同时黑液 中高附加值的木质素成分得不到回收。 

中国专利公开号为CN111671A公开了一种造纸黑液处理和回收利用技术，其特征是在常温、常压、中性条件下，用CY系列脱稳剂将造纸黑液中的悬浮物凝聚后过滤，滤液经厌氧-好氧生物方法处理后排放；滤渣烘干后，送普通固体燃烧炉焚烧生产蒸汽；烧后残渣加Ca(OH)₂水溶液苛化回收碱。此方法使用大量的CY系列脱稳剂，操作复杂，不利于工业化大生产。 

中国专利公开号为CN101402500A公开了造纸黑液膜处理方法。该发明包括将造纸黑液经过滤袋过滤后，得到滤渣和滤液，滤液进入微滤膜分离装置，得到浓缩液和滤液，滤液再进入纳滤膜分离装置，获得含碱的滤液和含木质素及半纤维素的浓缩液，滤渣和浓缩液经蒸发器蒸发，而含碱滤液返回循环利用或送去溶解锅炉燃烧后的碱灰。此方法浓缩液燃烧消耗大量的热能，同时黑液中的有效成分木质素无法得到回收利用。 

尽管上述方法有的已经投入使用，但是从生产上来说不具有较高的生产效率，其缺点主要表现在：1.沉淀剂的添加使黑液中的悬浮物及胶体等大颗粒沉淀，添加沉淀剂的方法会增加资源的投入；2.初沉池、中沉池、终沉池的选用采用各种沉降池来沉降废水中的污染物，占地面积大，目前用地紧缺的情况下，此方法不宜采用；3.生物方法的采用选用生物方法来处理黑液，污泥培养时间长，不耐高冲压水，耗时长，不利于大型连续化作业；4.直接黑液膜分离浓缩液量比较大直接燃烧消耗大量的热能，同时高附加值的木质素无法回收。 

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种基于膜技术的造纸黑液高效综合处理方法，以解决上述背景技术中的缺点。 

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现： 

一种基于膜技术的造纸黑液高效综合处理方法，利用一套膜技术首先分离市场价值高的造纸黑液中的有价成分木质素，同时利用膜分离法实现酸析废液的达标排放，可以减少废水排放，保护环境，节约水资源，其具体实施步骤为： 

(1)用1～5μm滤袋过滤造纸黑液，除掉其中的大颗粒杂质及悬浮物； 

(2)然后在一定温度和压力条件下，利用纳滤膜系统使黑液分离成为含碱的滤液和含木质素及半纤维素的浓缩液，降低黑液中的碱含量及大量的小分子有机物，提高大分子量的木质素产品质量，含碱滤液返回循环利用或送去溶解锅炉燃烧后的碱灰，含木质素及半纤维素的浓缩液通过加酸搅拌，静置沉淀一段时间后，再分离出底部沉淀的木质素，同时得到上清液即造纸黑液酸析废液； 

(3)造纸黑液酸析废液通过加入生石灰来调整溶液的pH，同时去除溶液里的部分二价盐，搅拌絮凝沉淀3小时左右，分离去除沉淀，得到酸析木质素废液； 

(4)利用膜组件处理酸析木质素废液，其中膜组件包括纳滤膜和反渗透膜，辅助设备包括高压水泵，水箱和各种压力表。 

本发明中，步骤(4)具体实施步骤是： 

a、首先用1～5μm滤袋过滤酸析木质素废液，除掉其中的大颗粒杂质及悬浮物； 

b、然后在一定的压力、温度条件下使废液依次通过纳滤膜和反渗透膜。 

本发明中，所述步骤(2)中所述的含木质素及半纤维素的浓缩液需加入浓硫酸调整pH为2～4，沉淀时间为1～2小时。