造纸黑液处理技术

据统计，我国县级以上造纸及纸制品产业废水排放量占全国产业总排放量的18.6%，排放废水中COD约占全国产业COD总排放量的44.0%。近年来，经多方不懈努力，固然造纸产业水污染防治已经取得了一定的成绩，但目前造纸行业约占排放总量50%的废水尚未实现达标处理。

造纸厂按工序排出三股废水：一是制浆蒸煮废液，即造纸黑液；二是分离黑液后纸浆的洗、选、漂水，也称中段水；三是抄纸机上的白水，白水是可以处理后回用的。实际上中段水是黑液提取不完全所剩下的部分，一般占总量的10%以内，而黑液中所含的污染物占全厂污染排放总量的90%以上，因此，造纸黑液是造纸厂污染的主要部分。

“污染即是错置的资源”。造纸用的秸秆等原料中均含有纤维素、木质素、和半纤维素等物质，造纸仅取用其中的纤维素（约占40%），而其中约占25%的木质素与约占28%的半纤维素以及木糖、氮、磷、钾等则随黑液废弃。以传统的硫酸盐纸浆生产为例，一般每生产1t硫酸盐浆就有1t有机物和400kg碱类、硫化物溶解于黑液中，这也是构成造纸污染的主要成分，大量COD排放到水体中将消耗水中大部分溶解氧，导致水质因溶解氧浓度严重不足而恶化。对造纸黑液的处理是造纸业废水处理的关键，目前，常用的造纸黑液处理技术有碱回收法、絮凝沉淀法、膜分离法、酸析法、好氧活性污泥法及生物技术法等。其中碱回收法是目前技术最成熟、产业中应用最广泛的造纸黑液处理方法。

碱回收技术是造纸黑液处理较为成熟的技术，在各地取得了广泛的应用。根据不同的工作原理，又可分为燃烧法、电渗析法及黑液气化法等。

   燃烧法碱回收技术的完整流程分为提取、蒸发、燃烧、苛化-石灰回收四道工序。基本原理是将黑液浓缩后在燃烧炉中进行燃烧将有机钠盐转化为无机钠盐，然后加进石灰将其苛化为氢氧化呐，以达到回收碱和热能的目的。

   黑液与浆料分离后，提取出来的木（草）浆稀黑液浓度较低，必须将其通过蒸发系统往掉大部分水分，浓缩至45-80%的浓度，再将浓缩后的黑液喷进碱回收锅炉炉膛燃烧，黑液燃烧产生的热量可用于工艺或发电。黑液中的有机钠盐在炉内发生化学反应转变为熔融的碳酸钠，同时把补充的芒硝还原成硫化钠，熔融物从碱炉底部排出，溶解后形成含少量铁离子的绿液。所得绿液与石灰进行反应，其中的碳酸钠被苛化为氢氧化呐。苛化后澄清的液体称为白液，即可重新用于制浆蒸煮。将苛化产生的白泥进行高温煅烧，可以回收石灰用于苛化过程。

   燃烧法碱回收工艺技术成熟，运行稳定，但工程投资较大，适用于规模较大的造纸企业，当前各国对黑液处理主要采用燃烧法回收碱的技术路线。但燃烧法碱回收轻易受到黑液中硅成分的干扰：黑液中的二氧化硅与碱作用天生硅酸钠，在燃烧过程中易形成结垢，影响了碱回收过程的顺利进行。木浆中硅含量较低，因此碱回收进行较顺利，碱回收率可达95~98%。但我国森林资源紧张，草类资源相对丰富，因此形成了以草浆造纸为主的造纸产业结构，草浆黑液中较高的硅含量影响了碱回收的效果。近年来，草浆黑液碱回收同步除硅技术已成功进行了生产性试验，该技术的推广必将大幅进步我国造纸黑液碱回收整体效率。我省泰格林纸团体永州湘江纸业股份有限公司以马尾松为原料生产本色硫酸盐木浆，其造纸黑液处理即采用传统的燃烧法碱回收工艺。2006年，该厂进行扩建并形成木浆为主辅以少量竹浆，年产10万吨的纸浆生产规模。新的碱回收系统同时投产，设计日处理黑液4000m3，碱回收蒸发站采用8体6效全板式降膜蒸发器（I效蒸发为3体，II~VI效蒸发为单体），碱炉为日处理固形物量530－630吨的次高压低臭式碱炉，苛化工段采用压力过滤器工艺；产生的白泥采用抛弃填埋处理，未进行综合利用处理。配套热电车间选用90T/H循环硫化床锅炉，配备2.5/3.0MW汽轮发电机组。总体上实现了黑液处理排放合格，为造纸行业污染治理提供了成功的范例。