九、黑液处理

九、黑液处理

1.黑液的生物处理

生物技术处理工业废水运行费用低、不产生二次污染,但仍存在环境适应性差、培养周期长的缺点,不适于在污染体系复杂的造纸黑液中应用。将生物技术与其他成熟的物理化学法,如酸沉析法、絮凝沉淀法等相结合处理效果良好。采取生物酸析法提取黑液中的木素,不仅可以削减黑液的污染问题,还可以变废物为有用资源。

木素的生物酸析法,主要是利用产酸微生物,如白腐真菌在处理黑液时能代谢产酸,将环境酸碱度从初始pH8~9下降到1,即通过产酸及木素吸附效应去除体系中木素,使木素沉淀析出,CODCr去除率达73%,类似于酸沉析。由于微生物所产生的酸是有机酸,可被自然界其他微生物转化利用,并且可使黑液pH降为5,因此,造成二次污染的程度很小。用生物法分离碱法制浆黑液木素,在技术上是完全可行的,操作简便,无须增加复杂的设备,在工业上具有一定的应用潜力。但该方法的不足是有些白腐真菌在处理黑液时能代谢产酸,在碱性黑液中可以发挥产酸与降解的双重功能,降低了木素的提取率。

2.草浆黑液的膜分离技术

针对我国造纸麦草纸浆黑液废水量大、污染严重的现状,结合无机膜具有耐高温、耐酸碱和有机溶剂、耐微生物侵蚀、机械强度高、孔径分布窄等特点,用无机陶瓷膜对草浆造纸黑液进行了膜滤研究。结果表明,0.2μm膜对CODCr截留率是49.4%,0.5μm膜是41.5%,0.8μm膜是37.2%。0.2μm膜对木素截留率是80%,0.5μm膜是60.2%。0.2μm、0.5μm膜对SS、固形物、SiO2有很好的截留效果。综合考虑0.2μm的无机微滤膜有利于今后的工业化。膜分离技术应用于草浆黑液工艺回用,浓黑液可以考虑去碱回收,也可提取木素等综合利用。中段水经生化处理、膜处理后回用于洗涤、筛选工艺。为草浆黑液资源化、清洁生产新工艺提供了技术支持。

麦草废液由于存在硅含量高等特点,使碱回收技术受到限制。超滤技术处理麦草蒽醌—亚硫酸铵(麦草亚铵)法黑液的研究表明:截留分子质量为10Ku(Ku为克氏单位)的聚醚砜(PES)超滤膜较适合于分离此黑液,并具有较好的抗污染性;在操作压力0.20MPa、温度25℃下进行超滤,随着体积减少量的增加,灰分的透过率增加,截留液被浓缩。对超滤处理前后的黑液进行物化性能的对比研究表明:超滤后截留液中的木素高相对分子质量(Mr)部分比例增加;截留液中的磺酸基、羧基和酚羟基的含量均比黑液中的高;组成与结构上的变化对物化性能的影响表现在:净浆流动度提高了45.7%,即通过超滤能增强黑液的应用性能。

麦草亚铵法制浆黑液中含有大量的木素磺酸,它是很好的络合剂,常被用来作为提高微量营养元素肥效的一种有效措施,一般可比无机盐肥料提高2~3倍的肥效。木素磺酸盐同时也是一种新型、天然、高效广谱的植物生长调节剂,经对多种农作物的应用试验和大面积应用示范表明:它对多种作物增进光合作用,提高分蘖能力,增进植物创伤部位的愈合能力,增强抗逆性,调节活性氧的代谢,稳定植物细胞膜系统,有保绿和延缓衰老的功能,可广泛应用于各种农作物、蔬菜、瓜果及苗木的扦插、嫁接等;另外麦草亚铵法制浆黑液还含有植物生长所必需的丰富的氮等其他元素。将麦草等非木材纤维原料的亚铵法制浆黑液,经过卧式喷淋蒸发器等装置的蒸发干燥,生产出木素磺酸盐干粉和生物活性有机肥,使黑液变废为宝。

用“秸秆废液精制有机肥技术”,将铵法制浆黑液全部转化为富含黄腐酸、氮磷钾及多种中微量元素的腐植酸有机肥产品返回到农田,提高了土壤有机质、土壤肥力和化肥利用率,实现了制浆造纸—农业的巧妙链接,构建了农业和造纸业的良性循环。