[发明专利]亚硫酸盐制浆废液处理回收工艺

说明书

技术领域

本发明涉及废液处理，尤其涉及一种亚硫酸盐制浆废液处理回收工艺。

背景技术

近年来，我国制浆造纸工业发展很快，2006年全国纸浆消耗量达5200万吨，其中非木浆占25％。亚硫酸盐法是一种重要的化学制浆方法。最早采用的亚硫酸制浆方法系传统的酸性亚硫酸盐法。这种制浆方法生产成本低，所制得的纸浆颜色较浅，可不经漂白而直接用于生产许多品种的纸。纸浆的纯度较高，易于进一步加工精制。但这种制浆过程所产生的蒸煮废液缺乏较好的回收处理方法，从蒸煮废液中回收化学品和热能的方法，回收的经济效益较低。故在生产化学浆方面，其回收利用技术不及碱法制浆的蒸煮废液回收技术完善和成熟，限制了亚硫酸盐制浆技术的应用规模。

蒸煮是亚硫酸盐法制浆的核心。在蒸煮过程中，蒸煮液在高压下，强制对原料进行渗透，蒸煮液渗入原料之后，主要与原料中的木素发生磺化反应生成木素磺酸或木素磺酸盐，统称为磺化木素，它易溶于酸液中。同时纤维中所含的纤维素和半纤维素也在蒸煮液中不同程度地受到降解，并且部分水解溶出，其他成分如树脂、蜡、单宁等也会发生某些化学反应而大部分溶出。

从蒸煮的浆料中，通过洗涤分离出来的蒸煮废液，含有蒸煮液与纤维原料反应生成的溶出物及残余蒸煮液。这种废液的生化耗氧量很高，色泽很深，如直接排入水体将造成严重的环境污染。亚硫酸盐纸浆废液来源于采用亚硫酸盐基(主要有NH⁴⁺、Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺)的蒸煮药液与纤维原料在高温高压反应后，其纤维原料中被降解的有机物溶解在药液中所形成的。一般情况下，纤维原料中45-55％的有机物成分在蒸煮过程中被降解，因此它是制浆造纸工业中最主要的污染源，会占到企业排放COD的90％以上。

因此，对蒸煮废液的处理和利用，已成为亚硫酸盐法制浆的一个重要组成部分。

亚硫酸盐蒸煮废液(红液)溶质的组成随所采用的原料和蒸煮液的不同而有较大差异。其中无机物主要是残余的蒸煮液组分以及从原料中溶出的无机盐类。有机物则主要为从原料中溶出的木素磺酸盐的水解产物，及半纤维和纤维素降解后的水解溶出物。在针叶材木浆红液中以己糖类为主，在阔叶材、竹材和草浆红液中，则以戊糖类为主，并有少量的低碳醇与糖醛。

现有的红液的处理工艺有两类，一种是回收利用红液中的热值及无机化学品。由于在红液干固物的元素组成中，碳约占32％，氢占3.5～4.5％，硫占3～10％。因而在适当浓度下，红液可以燃烧而具有一定的热值，1g红液干固物的低位燃烧热值约为1200～1800J。红液的这些特点使之可以进行处理回收或通过浓缩燃烧进行无机化学品及热能的回收(钙盐基废液不能回收化学品)。

另一种是以红液为原料加工制成若干产品的处理回收方法。近年来随着资源、能源的紧张，亚硫酸盐制浆废液这种过去被废弃的东西，现在转为可利用的有机资源，亚硫酸盐废液经过回收、蒸发浓缩、喷雾干燥等工艺过程，可以作为建筑行业的混凝土减水剂，铸造行业的粘结剂，冶炼行业的造粒剂，石油钻井泥浆稀释剂等众多产业领域。

亚硫酸盐废液中，其主要化学成分是木质素磺酸盐。同时废液中还含有大量的无机盐、以及大量的还原糖。这些杂质的存在，废液中的木质素磺酸盐只能实现低级回用。

从红液中分离纯化木质素磺酸盐的方法是用石灰乳沉淀。该方法主要是将亚硫酸盐废液经过石灰乳在碱性条件下形成不溶于水的碱式木质素磺酸钙，经板框过滤机或带式过滤机从反应液中分离出来，有时为了提高木质素的纯度，需要加水淋洗除去小分子。疏解后的碱式木质素投入加酸槽中加入硫酸，形成硫酸钙沉淀，高分子木质素重新溶解到酸化液中，然后在加入碳酸钠置换Ca2+盐基。这样高纯度、高分子的木质素磺酸盐可以从废液中有效的分离出来，但是这种方法会产生二次污染，不利于环境保护，并且产品收率低，质量不稳定。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种亚硫酸盐制浆废液处理回收工艺。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种亚硫酸盐制浆废液处理回收工艺，主要包括以下步骤：

A、预处理

将亚硫酸盐制浆废液中的悬浮物和颗粒状物质去除；

B、木质素净化

将步骤A经预处理的废液送入膜分离系统，木质素磺酸盐被截留在膜浓缩液中，无机盐以及小分子还原性物质透过膜进入膜透过液。

C、置换改性

将步骤B所得膜浓缩液经过置换改性、浓缩以及喷雾干燥，获得木质素分散剂；