单阳膜电渗析处理草浆黑液碱回收的研究
利用草浆黑液循环制浆实验研究
ｌ 吨 竣工 后 ， 年 至少 可 发 电 ４ ５ ２万 每 １０万 度 ， 相 ７ 说 明 当于工业 总 产 值 ９ ３万 元 ， ｌ 总利 润 约 １０ ０ ０多万 ① 以上数据是根据岳纸集团 目前 的生产实 元 。很 显然 ， 方 面 由于处 置 以上 固体废 物 需 花 际情 况统 计 或 推算 出来 的 ， 排 除在 今后 的生 产 一 不 费一 定 的处 理 费用 ， 如对 其 进行 综 合利 用 则 可节 中出 现较 大 偏差 的 可能 。 省这 方 面 的费用 ； 一方 面利 用 其发 电或 供 热 同 另 ② 上 述结 论是 从 理 论上 讨 论 的结 果 ， 能 与 可 样 会 产生 经 济效 益 。 因 此 ， 们认 为 只要 设计 规 实 际情 况 有 一定 的偏 差 ， 我 这需 要 在 可研 报 告 、 工 模 合理 ， 项 目实施 后 一定 会 产 生 明显 的 经济 效 艺 方案 及 设计 中进行 进 一步 的论证 。 本 益和环 境 效 益 。
收 稿 日期 ２ ｏ ． ． ４ ０２８１
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维普资讯 ht造纸｝ ０ ２年 第 ３期 ２０
果 列 于 表 ２ 。
Ｃａ Ｏ Ｓ
由表 ３可 见 ， 次 循环 所 得粗 纸浆 各性 能指 三 标 差别 很 小 ， 这说 明利用 回收 碱 液循 环 制 浆 是可 行 的 。但 从 纸浆 的外 观 等 可见 ， 浆 的 质量 呈 下 纸 降趋 势 ， 明循 环 应控 制 一 个较 佳 次数 ， 实 验 说 本 得 出的较 佳循 环 次 数为 三 次 。 ５ 结 论 由表 １ 见 ， 可 碱清 液 的 ｐ 及 总碱 量呈 下 降 Ｈ １ 、 过 上述 实验 分 析 可知 ， ）通 利用 草浆 黑 液 酸 化 、 化后 的 回收 碱 液循 环制 浆 在 理论 和实 际 苛 趋 势 ， 是 由于在循 环 过 程 中 ， 这 苛化 沉 渣会 带 走 部 分 碱 所致 ，这 也 是 碱 回 收率 不 高 的原 因 。色 中都是可行的 ， 较佳循环 次数为三次。 ２、 ） 利用 回收碱 液 循环 制 浆 不 但有 效 地 表 １ 三次 碱 清 液 指 标 测 定 结 果 治理 了黑 液 ， 实现 了碱 、 的封 闭循 环 ， 还 水 既 保护 了环境 又节 约 了资源 。 ３ 本工 艺 尚处 于研 究 探 索 阶段 ， 存 在 ） 还 着 碱 回收 率 不 高 ，纸 浆 质 量 不 够 理 想 等 问
浅析造纸黑液的处理技术
Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ｈ ｍｉ ａ ｎ ｕ ｔ ａ ｇ ｈ ｕ Ｃ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓｒ ｙ
Ｊ ｌ． ０ ２ ｕｙ ２ １
浅 析 造 纸 黑 液 的 处 理 技 术
武 首 香
（ 津现代 职业技 术 学 院 ，天 津 天 ３０ ５ ） ０３０
１ １ 燃烧 苛化 法 ．
燃烧苛化法 回收碱有 提取 、 发 、 蒸 燃烧 、 化 一石灰 回收 四 苛 道工序 。 目前 国外广泛采用该法处理造 纸黑液 。我 国 以木浆 为 原料 的造 纸 厂 大 都 采 用 该 法。木 浆 黑 液 中硅 的质 量 分 数 为
０２ ％ ， ．２ 因此 碱 回 收进 行 较 顺 利 。 但 我 国 ９ ％ 以上 的 造 纸 厂 是 ０ 以稻麦草为原料 ， 黑液 中硅 的质 量分数 约为 ３ ， ％ 二氧 化硅与 碱 作用生成硅酸钠 ， 在燃烧过程 中易结 垢 ， 响了碱 回收过程 的顺 影 利 进 行 。
４ ２ 厌 氧 生物 法 ．
厌 氧处 理对 高浓 度有 机废水 有独特 的优势 。厌 氧处理 常用 的方 法 是 厌 氧塘 法 和厌 氧 发 酵 反 应 器 法 。在 造 纸 黑 液 的 治 理 下 艺 中 ， 了常见的厌氧处理方法外 ， 除 还有一种利 用黑液 中 的土 著 菌群厌氧酸化黑液 的方法 。郝 民杰等 ＿ 研 究认 为以产酸微生物 ｌ 的产酸作用 ， 可以将黑 液的 ｐ 由 １ Ｈ ３降至 ８左 右 ， 方法可 以将 该 碱性黑液 ｐ Ｈ值 降至接 近 中性 ， 部分木 质素沉 降下 来 ， 一 另一 部 分通过酸析去除 ， 且黑 液经预酸化处理后 ， 提高 了黑液 的生物 降 解性能 ， 为以后的生化处理奠定了基础。
黑液碱回收技术
造纸厂黑液碱回收技术的探讨摘要：简述了我国制浆黑液碱回收的现状，全面分析了我国木浆与麦草浆碱回收的不同。
以我国木浆、麦草浆黑液典型碱回收为实例。
简单介绍治理黑液碱方法。
也对于造纸黑液碱回收新技术的研究进展情况进行了简单分析,以及日本造纸厂的黑液碱回收技术。
关键词黑液碱回收我国回收现状治理黑液碱方法日本回收技术Discussion paper mill black liquoralkali recovery technologyAbstract The current situation of pulping black liquor alkali recovery in China, a comprehensive analysis of China's pulp and wheat straw pulp alkali recovery of different. In China's wood pulp, wheat straw pulp black liquor alkali recovery as typical examples. Brief introduction of governance black liquor alkali method. Research Progress on papermaking black liquor alkali recovery technology is briefly analyzed, and the Japanese paper mill black liquor alkali recovery technology.Key word The alkali recovery of black liquor,The recovery present situation, Treatment of black liquor alkali method technology in Japan目录1 我国制浆黑液碱回收现状......................................................................... 错误！未定义书签。
草浆黑液的处理方法与回收应用新技术
突 出的特 征 为 ： 生 废 水 色 度大 、 产 味 臭、 碱度 大 、 有机 物 含量 高， 俗称 “ 黑 液” ，约 占造 纸 废 水 Ｃ Ｄ总 排 放 的 Ｏ
９ ％． ０ 发达 国家多用碱 回收后再处理该
据作者对其它废水的研究， 效果较为理 层 ，膜通 量 下 降 快 。选 择 ０２ ． ｍ 或
１ 前 言
造纸工业废水是迄 今为止较难 处 理 的污水，也是一种 严萤 的工业 污染 源， 据统计 ， 国有 ７ ０ 我 ０多家中小型造 ０ 纸 厂，每年排放废水约 ２ 亿 ～２ １ ４亿 ｔ ， 污染 物总量为 １９万 ～１６万 ｔ 对 环 １ ３ ．
境 的污染 仅次 于化 工和 冶金行 业 ， 位
目前， 造纸方法上是 以碱法为主 。
糖类为 主， 直接絮凝预处理 ， 多次的实 ０ ｍ的膜； 过滤通量 则是 ０８ ． ２ 膜 ． ｍ ． ０ ｎ 验和探索 ， 絮凝效 率非常低 ， 果不令 和 ０２ ｍ的膜通量高出 ５ ｍ的膜通 结 量近 ３ ５ 的超滤 膜易形 成凝胶 倍， ０ ｍ ｎ 人满意。而将此工艺置于厌氧之后， 根
ｍ、． ０２ ｍ 微 滤 膜 和 ５ ｍ 超滤 ０ｎ 的生化性 和后续好氧工艺降解 的效果 。 ０８ ．
絮凝处理 的 目标足 使后续 的处理 负荷 膜 的稳定渗透 通量 和主要指标截 留率
从 Ｏ 木 得到最大程度的降低。对 于絮凝 ， 应设 的比较 ， Ｃ Ｄ、 素和硅 的截 留效果 ５ ｎ ０ ． 在厌氧处理之后， 原因是黑液 中物质 以 看 ， ｍ 孔径 的膜 要 优 于 ０８ ｍ 和
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论 文 ・摄 告 ・综 述
草浆黑液 的处理方法与回收应用新技术
Ａｓ ｉｌ ａ ｄ Ｒｅ ｉ ｔ ｓ ｎ ｖｅ ｃ ｗ
黑液生物处理研究进展
收稿日期:2005211214 作者简介:彭园花,女;在读硕士研究生;研究方向:工业碱木素的分离与提纯。
E 2mail :gardenpeng @sina 1com黑液生物处理研究进展彭园花 龙成梅 曾祥钦 卢红梅(贵州大学化工学院,贵州贵阳,550003)摘 要:对黑液的生物处理方法和处理效果进行了简要概述,认为生物法处理造纸黑液是解决我国造纸黑液污染问题的一种辅助手段。
关键词:造纸黑液;生物处理;污染治理中图分类号:X 793文献标识码:A文章编号:100026842(2006)03200992031 造纸黑液的治理现状多年来,国内外造纸行业对造纸黑液的处理主要是致力于废液中化学药品和纤维原料的回收与综合利用,主要有碱回收法、酸沉析法、化学氧化法、电渗析法、喷雾干燥法、汽化发电法、膜处理法、絮凝沉淀法、生物法以及新兴的超声处理法[1]和光催化氧化法等[2]。
其中碱回收法是国外普遍采用的方法,该方法仅适用于制浆能力大于50t/d 的造纸厂。
但由于我国草浆厂规模小,且黑液浓度低、含硅量高、黏度大、滤水性差、热值低,因此,不适宜采用碱回收法。
酸沉析法、化学氧化法、电渗析法、喷雾干燥法虽然能达到有效去除C OD Cr 、BOD 5和色度等目的,但是由于药剂量和耗电量等成本高,不宜推广。
膜处理法和絮凝沉淀法较适用于黑液的后期处理。
超声与混凝剂协同作用处理黑液仅能作为生物处理前期的预处理[3]。
光催化氧化受地域限制。
因此,对规模较小的少数纸企,生物法处理尚有一定的发展及应用前景。
2 造纸黑液的厌氧生物处理(Anaerobic T reatment )造纸黑液的BOD 5与C OD Cr 比值为01437,生化可降解性较好。
适合厌氧法处理。
厌氧处理成本最低、设备负荷最高、占地最少,同时能产生甲烷。
厌氧法去除1t C OD Cr 可以产生350～450m 3沼气,如果黑液C OD Cr 去除率按65%计,则一个日排放30t C OD Cr 的造纸厂每天可产沼气7800m 3。
草浆造纸黑液流化床碱回收技术
床碱 回收技术 ， 草浆黑液碱 回收率高达９ ％， ０ 解决 了
５ 彻底 解决 了传统 碱 回收炉积 灰 的问题 ； ）
６使用安全可靠 ， ） 在低于无机盐氧化物的熔点下 草浆黑液粘度高 、 热值低、 输送 困难等问题 ， 使造纸厂 不存在熔融物引起爆炸的危 险； 排 放 草浆黑 液污染 环境 的问题得 到彻底 改善 ， 同时还 燃烧 ， 降低 了生产 成本 ， 实现 了循 环经 济 。 ７ 产生 饱和蒸 汽 ， ） 实现 了能源 再利用 。
地 址 ：山 东 济 南 山大 南 路 ２ 号 ７
邮 编 ：２ ０１ ０ ５ Ｏ
个 难得 的机 遇 ， 以利用 我 们 的技 术 特点 ， 可 充分 发 挥 自身优点 ， 去扩 大并 占领市 场 。 银 ／ 电 陶 瓷新 型 复 合 电接 触 材 料 具 有 如 下 特 导
点： 加工性能好 、 变形量可达２ ％以上 ； ０ 无毒无 害 ； 电
本 课题 研 究 开发 了具 有类 似 金属 导 电特 性 的陶
电接 触 材 料 （ 亦称 触 点 材料 或 触 头材 料 ） 电流 是
材料体系 ，解决 了传统 电接触材料存 在的缺点 ， 如 利 ， 它们 在不 同使用 条件 下 ， 有各 自的特点 ， 具 这些 专 Ａ ／ｄ 和Ａ ／ｎ ： ｇ Ｏ ｇ Ｏ电接触 材料 存在 的毒 性 或可加 工性 利 初 步 确定 了导 电 陶瓷／ｇ Ｃ Ｓ Ａ 电接 触 材料 的材 料 体 系 。 差 的弱点 。这种 新型 电接触 材料 具有 自主知识 产权 ， 特 别 是 以 陶瓷 化合 物 为添 加 剂 的方 法 突破 了该 领 域 有较 强 的市 场竞 争力 。２０ 年７ ０６ 月欧盟 全 面禁用 含镉 直沿 用 的以单一 或混 合氧化 物 为添加 剂 的瓶颈 ， 为 触点 材料 ， 而我 国含镉 触点 材料 占国内氧化 物触 点材 电接触 材料研 究提 供 了新 的途 径 ， 拓宽 了 电接触材 料 料 ９ ％以 上 份 额 。 国 内 的 触 点 生 产 企 业 虽 然 对 的研究 范 围 ， ０ 为得 到综合 性能更 佳 的新 型 电接触 材料 Ａ ／ｎ ２］ 的研 究 生产 近 ２余 年 ，但 尚无 几家 能 真 提 供 了一种新 思路 。课 题组将 进一 步深 入研 究 ， 对 ｇ ０；＂ Ｓ ￣料 ９ ０ 针
用膜分离技术处理草浆黑液
用膜分离技术处理草浆黑液黄江丽1，徐农2，施汉昌2，石磊2，钱易2（1.吉林化工学院环境科学与工程系，吉林吉林132022；2.清华大学环境科学与工程系环境模拟与控制国家重点实验室，北京100084）［摘要］利用0.2μm 、0.8μm 、50n m 无机陶瓷膜对草浆造纸的稀黑液、浓黑液、混合黑液进行了膜滤研究。
截留液与透过液中木质素、C O D 、S i O 2含量呈现不同的变化规律。
50n m 膜的截留效果最好，0.8μm 膜的膜通量最大，在0.2M P a 压力下可获得较高的膜通量，黑液经膜滤处理后截留液更易于资源化，透过液更易于生化处理。
［关键词］膜滤；造纸；黑液；废水处理［中图分类号］X 703［文献标识码］A［文章编号］1006-1878（2004）07-0224-03造纸工业排放废水量占全国工业废水排放总量的10%，居第3位；C O D 排放量2487k t ／a，占总排放量的36.5%；全国碱法生产纸浆耗碱约1800k t ／a ，回收360k t ／a ，回收率仅为20%，大量废水排入江河，造成严重污染。
C h e n 及H u m p h e r y 采用陶瓷膜处理采油废水，S o m a 等人采用0.2μm 氧化铝膜处理印染废水取得较好结果。
本研究旨在利用无机膜具有耐高温、耐酸碱和有机溶剂、耐微生物侵蚀、机械强度高、孔径分布窄等优点，针对我国造纸麦草纸浆黑液废水量大、污染严重的现状开发以膜分离为核心技术，探索无机陶瓷膜处理草浆黑液技术参数，分析截留液、透过液中成分的变化规律，为草浆黑液资源化、开发清洁生产新工艺提供基础数据。
1试验部分1.1黑液的组成试验用黑液取自山东省安丘市某造纸厂不同工段，具有代表性。
黑液的组成见表1。
黑液的温度、pH 、波美数据为现场监测值，其余的指标为实验室分析值。
表1黑液性能指标试样温度／࠷p H 波美／≠B e p（总固形物）／（g・L -1）p（灰分）／（g ・L -1）p（S i O 2）／（g ・L -1）p（木质素）／（g ・L -1）C O D／（m g・L -1）稀黑液50~60104~624.71.71.9213.0389625浓黑液60~70118~10132.830.95.4939.22176750混合黑液60~701220~25219.5110.611.5060.75297125注：p 为质量浓度法定符号。
制浆造纸黑液碱回收新工艺及其分析研究经典
摘要本论文研究了两种适合中小型造纸厂黑液治理的方法，一种是物理一化学碱回收法，另一种是电化学碱回收法。
物理一化学碱回收法是利用回收碱治理草浆黑液并利用回收碱进行循环制浆。
本研究通过实验确定了酸化、苛化的适宜条件：酸化时ｐＨ为３．０矗彳ｉ，珏＾』变为６０℃儿忸洁．１水浴ｍｎｉｌｌ，加陂速度为ｆｌ｝述上上控制不产生大量泡沫，苛化温度为７０℃，氧化钙用量为２０．３４ｇ／Ｌ，确定了较仕循环次数为三次，验证了该法的可行性和效果。
电化学碱回收法是利用直流电源对草浆黑液进行电解并回收残碱。
本研究通过实验确定了最佳电解电流和电压及电解时间：电流Ｉ＝１．０Ａ，电压Ｕ＝８．０Ｖ，电解时间Ｔ＝１２ｈ。
在最佳电流和电压条件下对草浆黑液电解１２ｈ，实验结果表明，黑液经电解处理后能有效降低污染，碱回收率较高。
此外，本论文还研究了利用黑液酸析木质素制备木素季胺盐絮凝剂，通过条件实验得出了合成该絮凝剂的较佳工艺条件，并利用自制絮凝剂对生活污水进行了处理，获得了较满意的效果。
关键词造纸废水，草浆黑液，碱回收，物理一化学法，絮凝剂，电化学法，木质素ｌＶＡＢＳＴＲＡＣＴＩｎｔｈｊｓｐａｐｅｒ，ｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｒｅａｔｊｎｇｂｌａｃｌ（ＩｉｑｕｏｒｆｏｒｓｍａＩＩｏｒｍｉｄｄＩｅｐ印ｅｒｍａｎｕ内ｔｕｒｅ角ｃｔｏ秒ｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．ｏｎｅｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｉｓｐｈｙｓｉｃａｌｃｈｅｍｉｓｔｙａｌｋａｌｊｒｅｃｏｖｅｒｙ．ｔｈｅｏｔｈｅｒｉｓｅ】ｅｅｔｍｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｌｋａｌｉｒｅｃＯＶｅｒｙ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｃｈｅｍｉｓｔｙａｌｋａｌｉｒｅｃｏｖｅｒｙｉｓｕｓｉｎｇｒｅｃｏｖｅｒｙａｌｋａｌｉｎｏｔｏｎｌｙｔｏｔｒｅａｔｂｌａｃｋｌｉｑｕｏｒｏｆｓｔ随ｗｐｕｌｐｂｕｔａｌｓｏｔｏｍａｋｅｐｕＩｐｃｉｒｃｕｌａｒｌｙ－．１１１ｅ矗ｔｔｉｌ】ｇｃ鲫ｄｉｔｉｏｎｏｆａｃｉｄａ｜１ｄａｌｋａｌｉｔｒｅａｔ￡Ｉｌｅｎｔｗａｓｆｏｕｎｄｂｖ。
草浆黑液碱回收有关问题的探讨
草浆黑液碱回收有关问题的探讨
张陶芸
【期刊名称】《西南造纸》
【年(卷),期】1999(028)001
【摘要】探讨中型生产规模草浆黑液碱回收的黑液改性、提取、蒸发、燃烧等有关问题。
【总页数】3页(P35-37)
【作者】张陶芸
【作者单位】贵州省轻工业科研所
【正文语种】中文
【中图分类】X793.03
【相关文献】
1.麦草浆黑液碱回收现状及有关问题的探讨 [J], 胡杰;汪萍
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3.山东京博300吨/日碱回收工程设计--大型麦草浆黑液碱回收设备选型与工艺改进 [J], 陈学梓;龚辛;王文江;康仙陵;罗继航
4.山东京博300t/d碱回收工程设计简介--大型麦草浆黑液碱回收设备选型与工艺改进 [J], 陈学梓;龚辛;王文江;康仙陵;罗继航
5.草浆黑液碱回收有关问题探讨 [J], 张陶芸
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黑液电渗析回收碱的研究
第25卷 第5期2006年 9月环 境 化 学ENV I RONME NT AL CHE M I ST RYVol .25,No .5Sep te mber 2006 2005年11月21日收稿. 3通讯作者:Tel:021*********,E 2mail:j p jia@sjtu 1edu 1cn黑液电渗析回收碱的研究杨 骥 刘开成 郭 锐 彭 娟 许德才 贾金平3 叶建昌(上海交通大学环境科学与工程学院,上海,200240)摘 要 采用电渗析法回收草浆黑液中的氢氧化钠,在恒压条件下,曝气时电渗析的效率比不曝气时好,90m in 时,曝气和不曝气条件下疏水氟膜的R 值分别为1162×10-6mol ・m l-1・c m -2和8148×10-7mol ・m l -1・c m -2.在恒流条件下,不曝气时电渗析的效果反而好,180m in 时,曝气和不曝气条件下疏水氟膜的R 值分别为3124×10-6mol ・m l -1・c m -2和3176×10-6mol ・m l -1・c m -2.疏水氟膜的电渗析效果远好于阳离子交换膜.在恒流不曝气条件下,180m in 时阳离子交换膜和疏水氟膜的R 值分别为4195×10-7mol ・m l -1・c m -2和3176×10-6mol ・m l -1・c m -2.在各种影响因素中,电极间距较小时效果好;电流变大时,能耗迅速上升,钠离子回收率也有所下降.关键词 电渗析,膜,草浆,废水. 电渗析法用于处理造纸黑液的试验研究[1—4]都存在以下的问题:(1)碱回收率及回收浓度低,电耗高;(2)选择合适的膜材料及阳极材料困难;(3)电渗析操作中经常发生堵槽、堵膜及极化等现象.因此,研究者正在努力改进电极和膜片,并从工艺上加以改进.Cl outier [5]等人测试了石墨、镍、铂、钛涂钌、Ir O 2等阳极材料的性能,并且比较了杜邦公司的Nafi on324膜与RA I 公司R 24010膜的能耗,其中Nafi on324膜是一种更为理想的电渗析膜.B lanvo [6]等人指出对膜定期进行酸洗,能防止膜的污染.陈长春[2]采用不定期地倒换电极方法可简便且有效地防止膜阻塞.还有人采用超滤2电渗析[7]、烟气酸析2电渗析和萃取2电渗析[8]等预处理方法除去和回收木质素等物质,以减少或避免堵塞. 本研究以碱法草浆黑液为处理对象,采用自制的单阳膜电渗析器,研究了电渗析操作中的电压、电流强度、膜材料、阳极材料、阴极室碱液的种类及浓度、曝气、渗析时间及电极间距等因素的影响,还探讨了降低电耗的途径.1 试验方法 水样取自北京市某造纸厂的草浆黑液.主要指标为:pH9—10,COD C r 4148×104mg ・l -1,色度为10000倍,Na +浓度71814g ・l -1,电导率为618×103μS ・c m -1. 疏水氟膜[9]:高60mm ,长145mm ,阳极室宽25mm ,曝气管直径6mm ,管上每隔10mm 加工有小孔,黑液在蠕动泵作用下循环流动.阴极材料为115mm ×65mm 钢板,阳极分别选用石墨、钢板、Ir O 2电极.膜尺寸为200mm ×90mm ,有效面积为140mm ×50mm.阳离子交换膜[10]:高70mm ,长200mm ,阳极室宽30mm ,阴极室宽18mm ,曝气管规格同疏水氟膜.阳极为石墨电极,阴极为钢板.阳离子交换膜的尺寸为250mm ×110mm ,有效面积为200mm ×65mm.111 恒压电渗析 石墨为阳极,不锈钢为阴极,稀碱液选用Na OH 溶液. 阳离子交换膜电渗析器的实验条件为:恒定电压10V,V 黑液=300m l,V 稀碱液=200m l,C 稀碱液=010268mol ・l -1,初始黑液pH9—10,分曝气与不曝气两组进行平行实验.疏水氟膜电渗析器的实验条件为:恒定电压814V ,V 黑液=150m l,V 稀碱液=100m l .分别选择Na 2CO 3溶液和Na OH 溶液作为阴极室稀碱液.Na 2CO 3溶液作为阴极室稀碱液时,C 稀碱液=0102852mol ・l -1;NaOH 溶液作为阴极室稀碱液时,C 稀碱液=0104629mol ・l -1,分曝气与不曝气两组进行平行实验.630 环 境 化 学25卷112 恒流电渗析 分别在恒定电流(1A和2A)条件下对各种膜及其工艺参数进行摸索.石墨为阳极,不锈钢为阴极,稀碱液选用Na OH溶液.阳离子交换膜电渗析器的实验条件为:V黑液=250m l,V稀碱液=170m l, C稀碱液=0104816mol・l-1.分曝气与不曝气两组进行平行实验.疏水氟膜电渗析器的实验条件为: V黑液=150m l,V稀碱液=100m l,C稀碱液=0102852mol・l-1,分曝气与不曝气两组进行平行实验.113 疏水氟膜电渗析其它参数条件的优化 加大稀碱液浓度会增加系统的导电性,提高电流效率,同时也提高膜两侧的渗透势,增加了反向渗透的可能.因此,在电流恒定为1A,考察了稀碱液浓度分别在0103384mol・l-1,0104816mol・l-1和0110132mol・l-1时碱回收电渗析的效果. 电流强度对电渗析的影响主要反映在对离子的迁移上.电流强度低时,离子迁移量相对低些;但电流强度过大,超过了极限电流,则会引起极化,从而降低电流效率.分别对I=1A和I=2A两种情况进行了对比实验.另外,选用石墨2不锈钢电极,选取间距为2c m和415c m两种情况进行了探索.2 恒压电渗析211 阳离子交换膜 选用阳离子交换膜作为电渗析膜,在曝气和不曝气两种条件下对黑液进行电渗析.180m in后,黑液pH值已降至7,有少量木质素析出;另外,黑液的温度随时间上升,温度的增加使黑液的粘度下降,溶液中离子的迁移和扩散速度均增加;迁移阻力的下降使电耗也随之下降,反而使电流效率增加.电渗析过程中阴极室总碱量的变化如表1所示.表1 阳离子交换膜电渗析Table1 Results of electr odialysis with cati on2selective me mbrane时间/m in不曝气曝气电流/A pH温度/℃总碱量/mol电流/A pH温度/℃总碱量/mol009158100100550915810010055 100168159100100560184815910010060 20018815101001006001908151110010065 30018815111001006501958151215010073 50019815131001007811028101415010088 70110810151001009011108101810010095 90111810161001010311208101910010110 120112810191001011511447102110010131 180114710211001015811957102515010188212 疏水氟膜 以疏水氟膜作为电渗析膜,阴极室电解液为Na OH溶液,黑液的温度和电流明显上升,尤其是曝气条件下上升速率更大,这一结果与阳离子交换膜电渗析相似,因此,在恒压条件下,曝气能提高电渗析的效率,但同时温度上升比不曝气时快,由电流可知电能消耗也上升.150m in后,电流增加较大,使反应更加剧烈,阴极室有碱雾产生,阳极室黑液变得愈来愈粘稠,并有大量木质素析出.阴极室总碱量的变化情况如表2所示.表2 疏水氟膜电渗析Table2 Results of electr odialysis with hydr ophobic fluor ous me mbrane时间/m in不曝气曝气电流/A pH温度/℃总碱量/mol电流/A pH温度/℃总碱量/mol001009—10111001004601009—101110010046 10012891210010048016091115010056 20013091215010051016591215010068 30013291310010053017091315010077 50013891410010064018091610010104 70014091510010072019091815010139 9001408—9161001008911008—92015010170 150———112072815 5期杨骥等:黑液电渗析回收碱的研究631 213 恒压条件下两种膜的电渗析效果 用单位膜面积单位黑液体积下阴极室总碱量的增加这一指标R 来衡量电渗析的效果.两种膜在曝图1 恒压条件下两种膜的电渗析效果F i g 11 Effects of electr odialysis with differentmembranes under constant voltage 气条件下的电渗析效果比较如图1所示.用疏水氟膜进行电渗析的碱回收效果要比阳离子交换膜好.电渗析30m in 后疏水氟膜的R 值增长明显快于阳离子交换膜.因此,在恒压曝气条件下电渗析,疏水氟膜是一种较为理想的膜材料.3 恒流电渗析 图2为曝气和不曝气两种条件下两种膜恒流电渗析阴极室总碱量的变化情况.由图2(a )可见,随着电渗析的进行,阴极室的总碱量不断增加,回收了部分Na +,但曝气效果反而不好.这是由于在产生相同离子的情况下,曝气加强了反向渗透,消弱了碱回收的效率;另外,随着碱浓度的升高,电压下降,电渗析动力下降.而在恒电压下电渗析,电流持续上升,不断有大量新的离子进入电解液,曝气将促进离子的扩散,增强了溶液的导电性,这一影响比曝气加速反渗透的效果更明显. 由图2(b ),与阳离子交换膜电渗析相似,疏水氟膜不曝气时的效果要比曝气的效果好,但差别较阳离子交换膜小.这说明恒流电渗析时,在产生相同离子的情况下,曝气加强了反向渗透,消弱了碱回收的效率.疏水氟膜电渗析的钠离子回收率达30%以上,明显好于阳离子交换膜.图2 阳离子交换膜(a )和疏水氟膜(b )在恒流电渗析时阴极室总碱量的变化F i g 12 Variati on of t otal alkali quantity in the cathode compart m ent during electr odialysis withcati on 2selective membrane and hydr ophobic fluor ous me mbrane under constant current 两种膜在不曝气条件下的电渗析效果如图3所示.从图3可见,与阳离子交换膜比较,疏水氟膜图3 恒流条件下两种膜的电渗析效果F i g 13 Effects of electr odialysis with differentmembranes under constant current是一种效率更高的电渗析膜.在180m in 内,阳离子交换膜的R 值基本保持不变,疏水氟膜的R 值持续增长,180m in 达到3176×10-6mol ・m l -1・c m -2.所以,疏水氟膜是一种理想的电渗析膜.4 疏水氟膜电渗析参数条件的优化 通过对阳离子交换膜和疏水氟膜的比较,以疏水氟膜为例,确定电渗析的参数.在稀碱液浓度为0104816mol ・l -1时,具有较高的电流效率、钠离子回收率及较低的能耗.而当稀碱液浓度增加或减少 环 境 化 学25卷632时,电渗析效果不理想.当电流较大时,能耗迅速上升,而且钠离子回收率略有下降.因此,选用较小电流(1A).当电极间距为2c m时,不但能降低电渗析的能耗,而且提高了钠离子的回收效率.因此,电渗析处理草浆黑液应选用较小的电极间距.5 结论 (1)在恒压下,曝气的电渗析效果好于不曝气.疏水氟膜的碱回收效果比阳离子交换膜好. (2)在恒流下,由于曝气增强了反向渗透,曝气时的电渗析效率被消弱,效果反而不好. (3)在稀碱溶液浓度为0104816mol・l-1时,选择电流为1A,电极间距为2c m,具有较高的电流效率和钠离子回收率,而且能降低电渗析的能耗.参 考 文 献[1] 万金保,弓晓峰,黑液电渗析碱回收的研究[J].环境与开发,1997,12(1)∶5—8[2] 陈长春,刘健,方建敏,电渗析法处理造纸黑液回收碱的试验研究[J].环境污染与防治,1997,19(2)∶7—10[3] DavyM F,U l oth V C,Cl outier J N,Econom ic Evaluti on of B lack L iquor Treat m ent Pr ocesses for I ncre mental Kraft Pul p Pr oducti on[J].Pulp&Paper Canada,1998,99(2)∶35—39[4] Paleol ogou M,Cl outier J N,Ra ma murthy P,Me mbrane Technol ogies for Pul p and PaperApp licati on[J].Pulp&Paper Canada,1994,95(10)∶36—40[5] Cl outier J N,Azarni ouch M K,Callender D,Electr olysis ofW eak B lack L iquor PartⅡ:Effect of Pr ocess Parameters on the Energy Effi2ciency of the Electr olytic Cell[J].Journal of Applied Electroche m istry,1995,25(5)∶472—478[6] B lanco M A,Negr o C,Tijer o J,Electr ochem ical Treat m ent of B lack L iquor fr om Stra w Pul p ing[J].Separation Science and Technology,1996,31(19)∶2705—2712[7] 汪永辉,蒋志贤,曹德身,超滤法从造纸黑液提取木质素制备活性炭[J].上海环境科学,1994,13(2)∶10—13[8] 国家环保局技术处编,我国几种工业废水处理技术研究第一分册[M].北京:化工出版社,1998[9] 栾英豪,张恒,张永明等,全氟磺酸离子交换膜的制备与性能研究[J].功能高分子学报,2005,18(1)∶62—66[10] 朱卫华,田立颖,王新灵等,聚醚聚氨酯离子化聚醚阳离子型固体电解质的研究[J].高分子材料科学与工程,2003,19(1)∶116—119RECO VERY O F AL KAL I I N BLACK L I QU I D FROMSTRA W PUL P I NG BY EL ECTR O2D I ALY S I SYANG J i L I U Kai2cheng G UO Rui PENG Juan XU De2cai J I A J in2ping YE J ian2chang (School of Envir onmental Science and Engineering,Shanghai Jiaot ong University,Shanghai,200240,China)ABSTRACT This paper reports electr odialysis recycling alkali in black liquid fr o m stra w pul p ing.T wo kinds of me m2 brane,i on2exchange me mbrane and hydr ophobic fluor ous me mbrane,were utilised in this study.Electr odialysis effect under aerating was better than no aerating when voltage was constant.On the contrary,electr odialysis effect without aerating is better when electric current is unvariable.Electr odialysis of i on2exchange me mbrane was not as efficient as hydr ophobic fluorin me mbrane in all treat m ent.A para meter R was quoted in analysis of electr odialysis efficiency of these t w o kinds of me mbrane,which rep resents incre ment of alkali in distilled water at unit volume of black liquid and unit area of me mbrane.After180m inutes electr odialysis without aera2 ting when electric current is constant,the value of R of these t w o kinds of me mbrane were4195×10-7 mol・m l-1・c m-2,3176×10-6mol・m l-1・c m-2res pectively.Three fact ors affecting electr odialysis have been studied.Electr odialysis result is better as electr ode interval gets s maller.Energy consump ti on increases rap idly and recycling rate of Na+declines slightly when electric current increases. Keywords:electr odialysis,me mbrane,stra w pul p ing,waste water.。
草浆黑液的处理方法与回收应用新技术
关键词：废液；治理；造纸中图分类号：Ｘ７９３文献标识码：Ａ１前言造纸工业废水是迄今为止较难处理的污水，也是一种严重的工业污染源，据统计，我国有７０００多家中小型造纸厂，每年排放废水约２１亿～２４亿ｔ，污染物总量为１１９万～１３６万ｔ．对环境的污染仅次于化工和冶金行业，位居第三。
目前，造纸方法上是以碱法为主。
突出的特征为：产生废水色度大、味臭、碱度大、有机物含量高，俗称“黑液”，约占造纸废水ＣＯＤ总排放的９０％．发达国家多用碱回收后再处理该废水，在我国，造纸多以草为原料，废水中含有大量的二氧化硅和细小纤维，不利于碱回收，并且事实证明碱回收投资大，且回收效果不理想，不适于我国国情。
因此，探索合理可行的处理方法势在必行［１］。
２黑液的处理与回收黑液是指造纸工业制浆过程中产生的黑色废液。
麦草浆黑液是麦草经过蒸煮，然后通过洗涤、分离、提取等制浆过程产生的废液。
目前我国的麦草浆生产主要以烧碱法为主。
近几年我国碱法麦草浆产量超过３４０万ｔ，年用碱量达１００万ｔ，有机污染物（ＣＯＤ）近４５０万ｔ．因此，如何大幅度提高麦草浆碱回收率以及回收资源、削减污染２．１造纸黑液的生物处理［２］工艺过程：黑液污泥－培养分离优势菌－厌氧处理－絮凝处理－好氧处理。
其中，厌氧处理的主要目的为了使废水中的难降解污染物经过生物的水解、酸化等过程，使得污水中的大分子物质逐渐降解为小分子物质，提高生物的生化性和后续好氧工艺降解的效果。
絮凝处理的目标是使后续的处理负荷得到最大程度的降低。
对于絮凝，应设在厌氧处理之后，原因是黑液中物质以糖类为主，直接絮凝预处理，多次的实验和探索，絮凝效率非常低，结果不令人满意。
而将此工艺置于厌氧之后，根据作者对其它废水的研究，效果较为理想。
与放在厌氧系统处理前相比，处理效率可以提高２０％以上。
２．２用膜分离技术处理草浆黑液［３］碱法草浆黑液在碱性条件下，通过投加高分子复合絮凝剂［４］的物理化学作用，将黑液中的固形物、硅及其它有害物质吸附絮凝沉淀下来，然后通过膜作用，利用膜［５］的筛分、极性等机理分离黑液中可溶性木质素、纤维素及其降解物，分离后的木质素可再利用，碱液再采用膜分离技术进行浓缩处理，苛化后回用于制浆。
隔膜电解法处理草浆黑液
隔膜电解法处理草浆黑液隔膜电解法处理草浆黑液摘要：进行了隔膜电解法处理草浆黑液的可行性实验研究．隔膜电解法实验采用铸铁作牺牲阳极，石墨作阴极，多孔性的滤过式隔膜将阳极区与阴极区分开；阳极及其附近有铁的氧化与水解反应，碱木素的.取代反应；阴极有析氢反应；水分子和钠离子在势场力作用下透过隔膜从阳极区进入阴极区，碱木素分子被隔离在阳极区；阳极区不断加入黑液，取走木素沉淀，阴极区不断取走回收碱液，从而实现碱液与木素的分离．在电流为1 A、电压为8 V及室温条件下电解12 h，阳极区黑液的色度、悬浮物及COD的去除率分别为66.4%，75.3%和94%，碱回收率达到94%以上．实验结果表明，作为一种处理黑液的碱回收技术，隔膜电解法处理草浆黑液比较容易直接嫁接到制浆工艺中，有可能成为解决草浆碱回收技术的新途径．Abstract：Experimental study of feasibility on black liquor from straw pulp by electrolytic process has been carried out. The cast iron is used as anode and graphite electrode as cathode in the experiments. Electrolytic vessel is separated into both cells of anode and cathode with porous filtration membrane. There are reactions of oxidation and hydrolysis of Fe and substitution of alkaline lignin in the anode, and there is hydrogen evolution reaction on the cathode. H2O and Na+ move from the anode into the cathode through the membrane with the action of potential energy, and only lignin is left over in the anode. The process can make lignin separated from alkaline solution when black liquor is poured into the anode and alkaline solution is taken out from the cathode continually. The removal rate of colourity, SS and COD of black liquor can reach 66.4%, 75.3% and 94% respectively, and alkali recovery can be up to 94% at normal temperature and in treatment conditions (I=1 A, V=8 V, t=12 h). The experimentsshow that electrolytic process can be replanted onto pulping processes easily as a practical technique of alkali recovery and maybe is a new way of treating black liquor from straw pulp.作者：盛利元侯曼玲许秀兰宋鸽 SHENG Li-yuan HOU Man-ling XU Xiu-lan Song Ge 作者单位：盛利元,SHENG Li-yuan(中南大学应用物理与热能工程系,)侯曼玲,许秀兰,宋鸽,HOU Man-ling,XU Xiu-lan,Song Ge(中南大学化学化工学院,)期刊：中南工业大学学报(自然科学版) ISTICEIPKU Journal：JOURNAL OF CENTRAL SOUTH UNIVERSITY OF TECHNOLOGY （NATURAL SCIENCE）年，卷(期)：2001, 32(2) 分类号：X793 关键词：草浆黑液电解法碱回收。
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碱 回 收处 理 。 在 单 阳 膜 电 渗 析 处 理 草 浆 黑 液 过 程 中 ， 极 区 阳
在 造 纸 废 水 中 ， 液 的 污 染 最 大 ， 是 碱 法 制 黑 它
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第 ３ ４卷 第 ３期
２０ ０ ２年 ６ 月
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文 章 编 号 ：０ ５２ １ （０ ２ ０ —２ ００ １ ０ — ６ ２ ０ ） ３０ ７ — ５ ５
单 １ 电渗 析 处 理 草 浆 黑 液 碱 回收 的 研 究 ３Ｎ Ｂ
南
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薛 建 军
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（ 京 航 空 航 天 大 学 材 料 科 学 与 技 术 学 院 南 京 ． １ ０１ ） 南 ２０ ６
摘航 为 有 效 治 理 草 浆 黑 液 的 污 染 ． 高 草 浆 黑 液 的 综 合 利 用 率 ． 文 针 对碱 法 草 浆 黑 液 的 特 性 ． 单 阳 膜 电渗 要 提 本 对 析 技 术 回 收 草 浆 黑 液 中 残碱 的 可行 性 进 行 了研 究 。 究 结 果表 明 ： 用 单 阳 膜 电渗 析 技 术 回 收 草 浆 黑 液 中 的 碱 ． 研 采
为 草 浆 黑 液 ， 极 区 为 稀 的 Ｎａ 阴 ＯＨ 导 电 液 ， 间 用 中 阳 离 子 交 换 膜 分 隔 开 （ 图 １ ； 外 加 直 流 电 场 作 见 ）在 用 下 ， 液 中 的 Ｎａ 黑 通 过 阳 离 子 交 换 膜 迁 移 到 阴 极 区 ， 极 区 的 （Ｈ 由 于 阳 膜 对 阴 离 子 的 阻 断 作 阴 ）
回 收 碱 的 能 耗 为 ４２ ０ ｋ ・ｈ 左 右 。 ０ Ｗ
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关键 词 ： 电渗 析 ； 液 ； 回 收 ； 技 术 黑 碱 膜
中 图 分 类 号 ： ９ Ｘ７ ３
文献 标识码 ： Ａ
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论 和 技 术 对 草 浆 黑 液 进 行 处 理 ， 究 黑 液 性 质 的 变 研 化 和 碱 回 收 的 规 律 。 通 过 处 理 ， 液 中 的 碱 可 被 快 黑
速 有 效 地 回 收 ； 时 ， 液 的 色 度 及 ＣＯＤ 明 显 下 同 黑
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报一 浆 过 程 中 蒸 煮 而 形 成 的 一 种 高 浓 度 有 害 废 水 ， 的 它
污 染 约 占造 纸 工 业 总 污 染 量 的 ９ ， 此 ， 纸 污 ０ 因 造 染 的 治 理 关 键 在 于 黑 液 的 治 理 。 据 制 浆 原 料 的 不 根
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技 术上 是 可行 的 ； 本试 验 条件 下 ． 回收 受操 作 电压 、 作 时 间 以及 强制 搅 拌等 因素 的影 响 ； 合 考虑 选 用 在 碱 操 综 ４ ５Ｖ 的操 作 电压 、 ０ｍｉ 处 理 时 间 ． 过 处 理 后 ． 液 中 ９ 的 碱 被 有 效 回 收 ． 中 电 流 效 率 大 于 ７ ． 吨 ． ３ ｎ的 经 黑 Ｏ 其 Ｏ 每
的 木 质 素 外 ， 他 糖 类 、 素 以及 所 有 的 阴离 子 都 其 色
能 透 过 阴 膜 进 入 回 收 区 （ 极 区 ） 造 成 Ｎａ 阴 ， ＯＨ 浓
度 过 低 。 电 渗 析 至 一 定 程 度 时 ， 液 中 的 ＯＨ 大 在 黑
量 的 残碱 以及 碳 酸 盐 、 酸盐 、 酸 盐 等 无机 物 ， 硫 硅 与 木 浆 黑 液 相 比 ， 浆 黑 液 的 热 值 低 ， 度 大 ， 给 燃 草 粘 这 烧 法 碱 回 收 处 理 草 浆 黑 液 带 来 困 难 ， 此 ， 浆 黑 因 草
术 的 理 论 不 断 完 善 ， 大 地 促 进 电 渗 析 技 术 的 运 用 极 和 发 展 。 造 纸 废 水 ， 别 是 黑 液 的 治 理 成 为 Ｅ 技 特 Ｄ 术 的 研 究 领 域 和 运 用 领 域 一 。 本 文 针 对 草 浆 黑 液 的 特 点 ， 用 单 阳 膜 Ｅ ５一 术 ， 结 合 电 化 学 理 采 Ｄｌ 技 并
具 有 成 分 简 单 、 机 物 含 量 少 、 值 高 等 特 点 ， 以 无 热 所 目前 的 木 浆 黑 液 的 治 理 主 要 采 用 燃 烧 法 碱 回 收 技 术 。 对 于草 浆 黑 液 而 言 ， 于草 类 原 料 杂质 多 ， 而 由 耗
碱 量 大 ， 液 中 除 含 有 大 量 的 有 机 物 外 ， 含 有 大 黑 还
异 ， 理 的 技 术 方 法 也 是 有 区 别 的 。 通 常 木 浆 黑 液 处
１ 单 阳 膜 电 渗 析 器 的 工 作 原 理
采 用 传 统 阴 、 膜 交 替 的 电 渗 析 器 处 理 草 浆 黑 阳 液 ， 于 仅 能 起 一 个 浓 缩 淡 化 的 作 用 ， 了 黑 液 中 由 除
量 减 少 ， 使 电 渗 析 继 续 进 行 ， 需 要 部 分 电 流 和 为 就 电 压 使 水 分 解 产 生 ＯＨ一 ，造 成 电 压 上 升 ， 流 效 电
液 的处 理仍 是 一 个 亟 待解 决 的 重 大课 题 Ｌ 。 １ ］
电 渗 析 （ ｃｔｏ ｉｌｓｓ Ｅ 技 术 是 膜 分 离 技 Ｅｌｃｒ ｄａｙ ｉ， Ｄ）