制浆黑液资源化处理

制浆黑液资源化处理

一、项目概述

1.项目提出背景、意义及必要性

我国造纸制浆污染的严重性几乎家喻户晓，造纸污染排放是我国水污染最大污染源。以一个年产一万吨制浆厂为例，如不治理，每天排出的废水中的污染物（折算成绝干物）高达三十余吨，年排一万余吨。造纸厂按工序排出三段废水，一是制浆蒸煮废液；二是分离黑液后纸浆的洗、选、漂水，也称中段废水；三是抄纸机上的白水，白水处理后可回用。中段废水是黑液提取不完全剩下来的部分，应占总量的10%以内。在黑液中所含的污染物占到全厂污染排放总量的90%以上。因此黑液排放是造纸厂污染的主要根源。造纸原料的秸杆均含有纤维素、半纤维素和木素三部分，造纸只用其中的纤维素（约40%）而将木素、半纤维素和加入的烧碱一起进入黑液，一并舍去。制浆厂仅利用了原料的40%，而丢弃了60%，不仅给环境带来严重污染，而且是对原料的巨大浪费。

目前我国造纸污染治理技术可概括为三类：一是碱回收技术，二是物化加生化技术，三是资源化技术。碱回收技术受投资大、运行费用高以及生产规模等制约，无法为一、二万吨规模的草浆厂采用；物化加生化技术是指加入各种药剂进行沉淀、絮凝、气浮等物理及化学的方法加上活性污泥曝气或厌氧发酵等生化处理的方法。该类投资费用高，占地面积大运行费用高，它既无任何经济效益，污染治理效果也不好；而黑液资源化技术是将从浆液中分离的黑液作为原料，将其

转化成可被利用的产品，该技术在将废液转化成产品的同时，既消除了排放带来的污染又获得有经济价值的产品。

黑液资源化是将原料中的纤维用于造纸外的其余全部转入产品,从而使资源得以充分利用,所得产品钠木糖粉含钠木素、聚糖类,因具有分散性、表面活性和粘合性而可得广泛应用。钠木糖粉用于生产水煤浆,近年我国将有数万吨的需求量。钠木糖粉在能源、矿山、冶金、建材、石油等方面也有广泛和大量的需要。相信本产品经开发推广后会成为一种畅销产品。由于钠木糖粉是一种初级资源产品,当它被廉价大量获得后,其二次、三次产品及多种下游产品会被大量开发出来,而会形成很大的产业,全国规模将可达到千万吨之多。它伴随造纸制浆而来,如不作为污染物排放,又不便采用碱回收技术将其燃烧掉,必然要成为一种资源产品而加以利用,这是符合可持续发展大趋势的,其开发前景是十分广阔的。

2.目标和内容

本项目主要利用国内先进的蒸发设备，提出黑液资源化的途径，即把黑液固、液分离，制成碱木素。使碱木素产品通过磺化反应，生成木质素磺酸盐，应用于石油开采助剂及其建筑工地的水泥减水剂。

3.项目形成成果、知识产权及完成时间

本项目在技术上是成熟的，这项技术的特点是科技含量高，工程技术先进，工艺流程简单，投资少，且回收的木质素有很广的用途和很好的经济效益，工程项目建成后，不仅能将造纸黑液转化成产品，且工程辖区无废水排放，无二次污染，能达到良好的制污效果，环境效益和经济效益具佳。此次是与南京林业大学合作开发此项目。

二、项目立项的必要性及市场需求分析

1、项目实施的必要性

随着国家废水排放标准规定，废水生物好氧量（BOD）和化学好氧量（COD）超标的企业进行关挺或严厉处罚，造纸厂污染水体大户。目前我国造纸污染治理技术为：碱回收技术，物化加生化技术和资源化技术。碱回收技术受投资大、运行费用高以及生产规模等制约，无法为一、二万吨规模的草浆厂采用；物化加生化技术是指加入各种药剂进行沉淀、絮凝、气浮等物理及化学的方法加上活性污泥曝气或厌氧发酵等生化处理的方法，该类投资费用高，占地面积大运行费用高，它既无任何经济效益，污染治理效果也不好；而黑液资源化技术是将从浆液中分离的黑液作为原料，将其转化成可被利用的产品，该技术在将废液转化成产品的同时，既消除了排放带来的污染又获得有经济价值的产品。

2、项目的市场需求分析

回收所得的钠木糖粉，以碱木素和糖类（聚戊糖）为主，木质素是天然的大分子化合物，含有多种活性基因，具有较高的反应活性，分散性和粘结性，可在许多工业领域里应用，经改性后可有更多的用途。

主要用途：

1、用于水泥减水剂

水泥中加入减水剂，可以改善混凝土质量，降低水泥用量，木质素磺酸盐产品可制作很好的减水剂。

黑液中的碱木素苯环上的活性基团，通过化学改性，可以制得性能良好的碱水剂，最常用的方法就是磺化法，使之生成木素磺酸

盐产品，属阴离子表面活性剂，具有半胶体性质，能在界面产生单分子层吸附作用，这种磺酸盐产品渗入水泥浆后，可促使水泥粒子分散，并释放出凝体中所含水分，增加游离水，从而提高水泥浆的流动性和缓凝作用，该类产品在低渗入量时具有较好的减水作用。

2、用于制作石油开采助剂

碱法制浆黑液提取的碱木素与苯酚反应，制得木素酚醛树脂，再与通过油脂水解制得的皂化物复配，制成油膏状黑褐色油水混凝剂。这种产品是一种优良的乳化剂和表面活性剂，可用作输油管道的清洗剂，油田采油降粘剂及注水乳化以增加采油量。在石油工业中主要用在油井出水时油井中的阻水剂和石油工艺的驱油剂，还用于泥浆的分散剂和泥浆增稠剂。

3、用于水煤浆的分散剂

工业上制备水煤浆时必须加入一定量的添加剂，使煤粉和水混合成悬浮液从而具有良好的稳定性和流动性。

4、可应用于型煤生产的粘合剂和金属矿粉的造粒剂、制团剂

5、用于生产秸杆饲料

6、用于生产沥青乳化剂

7、其他用途

利用木质素磺酸盐产品的水溶性和表面活性，可作建筑构件的脱模剂，在耐火材料生产和翻沙成型作业中也得到应用。利用其表面活性和吸附性，可作为金属矿山选矿作业的浮选剂。利用木质素含有多种活性基因，在土壤中被土壤生物缓慢降解，转化成腐殖质的特点，木质素磺酸盐产品可作肥料添加剂

石油工业中木质素磺酸盐的用途比较广泛，石油工业曾用过木质素的产品，应用情况很理想，但是由于货源不稳定，无法用于持续生产，都被昂贵的化学品试剂（10000元/吨以上）所取代。如有稳定的货源供应，石油行业希望还是应用廉价的木质素磺酸盐产品，因为它的售价仅在2000元/吨左右，这样大大降低石油开采成本。

在建筑业上也有很广的应用，木质素磺酸钙是混凝土的一种添加剂，在混凝土中起减水剂作用，主要是混凝土搅拌站在混凝土中配比大约为1：1000，据了解木质素磺酸钙在乌鲁木齐市场需求量为2000吨/年，预测全疆市场需求量在5000吨/年左右，应不会超过10000吨/年，虽然疆内用量不大，但新疆周边国家和地区还没有木质素生产技术，如果再占领周边国家及地区的市场，年需求量就相当可观。

三、相关领域国内外技术现状、发展趋势及国内现有工作基础

1、国内外技术现状、专利等知识产权情况分析和国内现有的工作基础

国外主要是木浆生产线，项目规模大，木浆黑液的碱回收不存在硅干扰因素，碱回收相对简单，且有一定的规模。

我国是以草浆造纸大国，造纸黑液中硅含量一直是制约碱回收的一个重要因素，我国中小型造纸企业较多,他们没有能力进行碱回收工程的建设，所以黑夜资源化的建设在我国造纸行业是比较有利的。黑液资源化不仅使造纸废水达到零排放，而且所得到的产品还有一定的经济效益。几年来，造纸黑液资源化清洁生产工程技术作为一种全新技术，受到了造纸行业的广泛关注，并先后在一些企业应用。这种技术