芦苇浆少氯与无氯漂白的生产试验

2010-09-07宋建新李洪菊杨明生

中国造纸 2010年8期

关键词：芦苇排放量废水

宋建新徐林李洪菊杨明生

(新疆博湖苇业股份有限公司,新疆库尔勒,841001)

·芦苇浆漂白·

芦苇浆少氯与无氯漂白的生产试验

宋建新徐林李洪菊杨明生

(新疆博湖苇业股份有限公司,新疆库尔勒,841001)

研究了芦苇浆的少氯和无氯漂白工艺,从漂白废水CODCr排放量、漂白浆强度和生产成本方面,探讨了少氯漂白和无氯漂白对芦苇漂白浆生产的影响。

芦苇;无氯漂白;少氯漂白

(＊E-mail:lihongjubhwy@sina.com)

Abstract:The less chlorine bleaching and non-chlorine bleachingof the reed pulp are studied,the CODCrloadsof the bleaching effluent,the physical properties of the bleached pulp and the production costs of the two bleaching processes are compared.

Key words:reed;non-chlorine bleaching;less chlorine bleaching

以氯气和次氯酸盐作为主要漂白剂的漂白技术,是在20世纪30年代发展起来的,氯气、次氯酸盐和碱组成的CEH漂白工艺,成为当时最经济、最有效的纤维原料漂白方法,可以将纤维原料的白度提高到80%以上用于高档纸张的生产,满足了人们对高白度纸张的需求。随着科技的进一步发展,国际造纸界的专家和学者相继在漂白废水中发现了二恶英等对环境有害的物质,采用现有的生化处理方法不能使废水中的二恶英完全降解,对人类身体健康和生存环境造成了极大地危害,制浆造纸生产过程中排出的二恶英等物质的净化与处理成为各国制浆造纸专家、学者亟待解决的一大难题。为了减少漂白废水中的二恶英含量,最有效的途径就是进行源头治理,在漂白工段减少或不用元素氯进行漂白。因此,国际造纸专家将研究开发少氯或无氯的漂白方法作为研究方向。

新疆博湖苇业股份有限公司(以下简称博湖苇业)以芦苇为主要原料,年产各类机制纸和漂白苇浆板12万t。在环保治理方面,相继投资兴建了白水处理系统、黑液碱回收系统、洗苇水处理系统、中段水处理系统等一批环保工程,大大减少了“三废”的排放量和排放浓度。为了进一步减少废水的排放量,获得可持续发展的空间,博湖苇业从加强污染物源头治理入手,组织展开了芦苇浆的少氯和无氯漂白工艺的研究工作,从漂白废水CODCr排放量、漂白浆强度和生产成本方面,对少氯漂白和无氯漂白进行了对比研究。

1 生产试验

1.1 原料

试验采用博斯腾湖芦苇,在连续蒸煮器中将经过干湿法备料处理过的原料分解成浆料,用真空洗浆机提取出黑液,用压力筛分离出浆料中的杂质和粗大的纤维束,未漂浆硬度为13(K MnO4值)。

1.2 工艺流程

1.2.1 OPXH少氯漂白

OPXH少氯漂白工艺流程如图1所示。漂白工艺条件:OP段,温度110℃、压力0.55 MPa、浆浓11%、耗氧量2.5 kg/t浆、H2O2用量0.8%、NaOH用量2.5%、时间1.5 h;X(木聚糖酶处理)段,X用量45 g/t浆、温度60℃、浆浓10%、时间2.0 h、pH值6～9;H(次氯酸盐漂白)段,漂率3.5%、温度40℃、浆浓10%、时间2.0 h。

1.2.2 OPHMP少氯漂白

OPHMP少氯漂白工艺流程如图2所示。漂白工艺条件:OP段,温度110℃、压力0.55 MPa、浆浓11%、耗氧量2.5 kg/t浆、H2O2用量0.8%、NaOH用量2.5%、时间1.5 h;H段,漂率2.0%、温度40℃、浆浓10%、时间2.0 h;M(助剂处理)段,助剂用量0.2%、温度50℃、浆浓5%、时间1.5 h;P段,H2O2用量2.5%、助剂用量0.2%、浆浓10%、NaOH用量1.0%、温度90℃、时间2 h。

1.2.3 OPQAP无氯漂白

OPQAP无氯漂白工艺流程如图3所示。漂白工艺条件:OP段,温度110℃、压力0.55 MPa、浆浓11%、耗氧量2.5 kg/t浆、H2O2用量0.8%、NaOH用量2.5%、时间1.5 h;Q段,螯合剂(DTPA)用量3%、浆浓10%、温度75℃、时间0.5 h;A(硫酸处理)段:硫酸用量1%～2%、浆浓10%、温度60℃、时间0.5 h;P段,H2O2用量2.0%、温度90℃、时间2 h、浆浓10%、NaOH用量2%、硅酸钠用量2.5%、硫酸镁用量0.2%。

1.2.4 各漂白工艺对比

各漂白工艺处理结果见表1。

2 结果与讨论

本生产试验将氧脱木素、H2O2漂白、酸处理、生物酶处理、螯合处理和次氯酸盐漂白等有机地结合到一起,采用其中的3种或4种漂白技术,组成少氯和无氯漂白工艺,将芦苇浆漂白到80%以上,在不降低漂白浆强度的前提下,减少漂白中段水的排放量。通过减少元素氯和氯离子的用量,解决目前制浆分厂生产漂白浆的过程中,漂白废水污染物二恶英含量高的弊端。同时也考虑到,通过不使用氯气漂白(C)和碱处理工艺(E),使得漂白废水处于碱性条件下,可以将下一段浆料的漂白废水作为上一段未漂浆料的洗涤水,最终进入黑液碱回收系统,浓缩并燃烧废水中的木素,回收废水中的碱,作为蒸煮碱循环使用,减少了漂白废水的排放量,降低了漂白废水对环境的污染程度。

表1 各漂白工艺处理结果对比

2.1 少氯漂白和无氯漂白对环保的影响

在少氯漂白中,由于H段使用的次氯酸盐漂白剂是氧化型化学药剂,会影响X段的生物酶的活性,所以H段的生产废水不能够回用到X段作为洗涤水使用,每吨漂白浆排放13 kg的CODCr。

无氯漂白虽然应用了酸处理技术,但当P段的碱性过氧化氢漂白废水作为酸处理段的洗涤水后,中和了酸处理段的生产废水,呈现出中性,使生产废水可以循环使用。

2.2 少氯漂白和无氯漂白对漂白浆强度的影响

由于无氯漂白采用了四段漂白工艺,其中的P段使用的H2O2对漂白浆的强度影响较大,而且P段漂白需要在温度90℃的条件下反应2 h,进一步加大了H2O2对漂白浆的损伤。为了保证漂白浆强度不下降,在生产的过程中加入适量的硫酸镁作为保护剂,有效的保护了漂白浆的强度。说明采用合理的工艺技术条件,可以改善无氯漂白浆料的强度。

2.3 少氯漂白和无氯漂白对漂白浆生产成本的影响无氯漂白工艺比少氯漂白工艺多了一段处理工艺,其中P段需要使用硫酸镁、硅酸钠作为增效剂和保护剂,而且为了达到需要的白度,H2O2用量较高。为此每生产1 t漂白浆,采用OPQAP无氯漂白工艺要比采用OPXH少氯漂白工艺的化学品成本高出126元。