[发明专利]制浆黑液及同步的含酸水溶液的中和处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制浆黑液及同步的含酸水溶液的中和处理方法，解决制浆企业黑液污染问题，并且获得高附加值产品的技术。

背景技术

碱法制浆过程中，包括化学浆、半化学浆或化学机械浆，主要的化学反应是烧碱与原料中的木质素反应生成碱木素而溶于碱液。蒸煮所得的废液含有大量木质素和半纤维素等降解产物、色素、戊糖类、果胶物质、脂肪腊质、残碱及其它溶出物，废水颜色呈现棕黑色，因此蒸煮废水又称为黑液。黑液是超高浓度废液，是制浆过程中污染物浓度最高的废液，它几乎集中了制浆造纸过程90％的污染物，每生产1t纸浆约排出黑液10t。

从技术或经济角度，碱回收工程处理黑液一般只适用于大型的造纸企业。我国的造纸企业生产规模较小，而且大都以麦草为原料。草浆黑液黏度大、热值低、硅含量高，不适合做碱回收处理。经过多年研究，我国提出了酸析法处理中小造纸厂黑液。现有的酸析法是将碱性黑液用酸沉淀，或进一步添加絮凝剂絮凝沉淀分离出木质素，再将产生的含酸废水(即含酸、盐、糖等杂质的水溶液)与中段水(经过黑液提取后的蒸煮浆料在洗涤、筛选、漂白以及打浆中所排出的废水)混合后进行后续的好氧、厌氧生化处理；但由于中段水中含有的木质素没有脱除，因此，生化处理的COD去除率不高(通常在50％左右)。这种工艺比较成熟，与碱回收处理法相比，最大的优点是设备投资少，可以在中小型造纸厂应用。但这种方法分离出的木质素灰分高(原因是在沉淀过程中，各种可沉淀杂质同时沉淀混合在一起)，杂质多，利用困难。且这种工艺用酸量大(原因主要是从黑液中分离出木质素后的酸性废水溶液中的酸不得不用中段废水混合中和或用石灰中和，以利后续的生化处理，所以工艺过程中所消耗的酸并没有完全用于提取黑液中的木质素)，成本高，设备腐蚀严重，易造成酸泄漏事故，危害后续生化处理单元。

总之，对占造纸工业90％污染的黑液废水治理由于我国草浆造纸的国情及现有前述黑液碱回收治理技术自身的局限性，到目前为止还没有一个成本低，处理效果好的理想治理技术。我国造纸工业废水污染已成为造纸生产及相关行业能否生存和发展的关键因素。同样的，来自纤维素、半纤维素水解工业产生的含酸、糖等物质的水溶液也需要进行不会引进二次污染的中和除酸处理，以便利用水解所得的糖分。因此开发一种针对大多数中小造纸企业、纤维素水解企业或其它涉及含酸废水企业的处理效率高，成本低、无二次污染的废水治理技术，并且可副产高附加值产品的处理技术，具有重要而紧迫的实际意义。

发明内容

本发明的制浆黑液及同步的含酸水溶液的中和处理方法，是通过用隔膜或滤布或滤网将制浆黑液与含酸水溶液隔开的新工艺方法，从制浆黑液中分离出各种高附加值的副产品，如木质素、白炭黑、盐、糖、可回用的水等，以提高工艺流程的经济可行性和工业实用性，尤其是解决了传统酸析法酸消耗量大的问题，同时降低生产成本，避免酸性废水的二次污染，如避免了传统方法中用石灰中和酸析产生的废水时对酸的浪费和石灰本身的成本。达到了可经济有效，且不带入新的污染物的对酸性废水的中和处理的目的。

为达到上述目的，本发明的制浆黑液及同步的含酸水溶液(包括来自纤维素、半纤维素的水解工业的含酸、糖的水溶液)的中和处理方法，是通过用隔膜或滤布或滤网将制浆黑液与含酸水溶液隔开；隔膜或滤布或滤网由单层或双层或多层隔膜或滤布或滤网构成；较优地，隔膜或滤布或滤网之间间隔一个多孔的隔板或隔网保持隔膜或滤布或滤网之间的间距，更优地，所述的间距在0.1-100毫米之间。为了实现有效的工业应用，单层或双层或多层隔膜或滤布或滤网卷成管状的卷包型或平板型结构；优选地，所述的滤布或滤网的孔隙尺寸小于400目，大于1000目。

利用隔膜或滤布或滤网将制浆黑液与含酸水溶液隔开实现中和反应，是经以下步骤实现的：

步骤A、沉淀过滤黑液中的固体杂质，得到减少了固体杂质的黑液；

步骤B、将无机酸溶液倒入步骤A的黑液中，调节黑液的pH为9.5～10，优选地，调节黑液的pH为7.5～9.5，得到含水合二氧化硅沉淀的混合溶液；

步骤C、将上述混合溶液进行过滤分离，分别得到水合二氧化硅胶体产品以及水溶液；

步骤D、向步骤C得到的水溶液中继续加入无机酸溶液，使水溶液的pH值小于5，最好小于3，得到含木质素絮状析出物的混合物；

步骤E、静置步骤D的混合物或同时在混合物中加入絮凝剂使木质素沉淀，或在步骤D的混合物中加入与水不相溶的有机溶剂后充分搅拌混合，再静置，使木质素上浮；优选地，对所述的混合物或水溶液进行加热升温；