一种occ纸浆原料造纸白水的综合利用方法
【专利摘要】本发明公开了一种OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法，直接对出多盘式白水过滤机的清白水进行阳离子醚化，制得含阳离子淀粉的清白水，然后将含阳离子淀粉的清白水回用于纸浆中。本发明的OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法，可以提高纸张强度，减少湿部增强剂用量，充分实现对废弃资源的回收利用，减少OCC纸浆原料造纸废水处理负荷。
【专利说明】
一种OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法
技术领域
[0001]本发明属于造纸技术领域，具体涉及到一种OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法。
【背景技术】
[0002]OCC纸浆原料造纸废水的处理主要是去除废水中C0D、B0D、SS、和色度，以达到国家或地方环保部门允许的排放范围或满足循环回用要求。在二次纤维造纸废水中⑶DCr、B0D5和色度主要来源于悬浮性固体物(SS)，一般情况下固体污染物很容易去除，我国中小型造纸企业使用现代的处理设备即可除去，现代废纸制浆造纸产生的废水治理的难点主要是处理溶解的污染物和胶体污染物，这也是满足废纸造纸废水长期循环回用和零排放的必要条件。国内外针对造纸废水的不同水质特点，已研究了各种废纸造纸废水的深度处理方法，目前处理方法主要有物理法、化学法、生化法及物理化学法等，但是仅使用一种方法很难对造纸废水处理彻底，通常是将一种方法与另一种或几种方法组合起来处理造纸废水。
[0003]物理方法:主要包括沉淀法、吸附法、气浮法和离心法，它主要是去除废水中不溶的颗粒状或粒径较大的悬浮性固体污染物，如填料、纤维等。
[0004]气浮法:处理废水是在废水中引人大量微小气泡，使水中杂质与微小气泡互相粘附，形成水-气-颗粒杂质三相混合体系，整体密度小于水，然后依靠浮力上浮至水面形成浮渣层从水中分离出去而达到净化废水的目的。将物理法和生化法相结合，超效气浮法能去除95%以上悬浮物，会显著降低后续处理的负荷，这两种方法互为补充，去除效率高，SS总去除率可以达到97%，COD总去除率可以达到97.5%，B0D5总去除率可以达到95%。
[0005]化学法:主要是利用化学反应将废水中的污染物转化为没有毒性的物质或容易从水中分离的物质形态，然后再通过混凝沉淀、吸附等方法除去生化需氧量及化学需氧量等污染物。化学法主要是去除污水中难于生物降解的溶解物或胶体物质，主要包括高级氧化法、化学混凝法、中和法、电化学法等。
[0006]生物处理法:就是微生物利用自身的新陈代谢作用将废水中的污染物转化为比较稳定且没有害处的物质。采用生化法深度处理造纸废水时，由于造纸废水的可生化性较差，常采用好氧与厌氧相结合[58]的工艺或在废水生物处理前采用混凝沉淀法、高级氧化等方法作为预处理，各种不同的方法在一定程度上可提高废水的可生化性。生物法是一种发展很成熟的方法，目前造纸废水处理最常用的生物处理法有活性污泥法和生物膜法，其次人工湿地和氧化塘也应用比较多。陈婉如等采用CAST工艺处理造纸废水，由于该工艺供氧方式与其他工艺的供氧方式不同，使生物选择器和序批式活性污泥法予以结合，结果表明，该工艺显著提高了活性污泥法COD的去除效果，同时能够解决活性污泥膨胀问题;陕西科技大学造纸环保研究所的张安龙[6()]用UBAF处理碱法草浆的废水，COD的平均去除率在86%左右。李松礼[61]等将用曝气生物滤池工艺和电化学技术组合起来处理造纸综合废水，CODCr去除效果较好，去除率可达85%以上，色度除率达90%以上，效果显著，该工艺简单系统运行稳定且费用低，有效可行。姚来银采用“气浮絮凝+接触氧化”工艺处理废纸造纸废水，可有效提高中段水的回用率。
[0007]物理化学法:是利用物理方法和化学方法以及两种方法相结合的方法去除废水中的溶解性物质或胶体物质，主要包括吸附法、混凝沉淀法、膜分离、离子交换、蒸发等方法。
[0008]目前，通过对OCC纸浆原料抄造瓦楞纸造纸白水取样分析，发现白水中淀粉含量很高，在生产系统中极易招致微生物的繁殖，特别在高温季节，厂区环境充彻着难闻的酸臭味，同时大量的淀粉随废水流失，也是资源的极大浪费。因此白水中淀粉含量偏高已成为瓦楞纸造纸生产无法避免的问题。由于瓦楞纸生产表面施胶普遍采用酶改性原淀粉，在废纸箱原料回到造纸生产过程中，这种改性淀粉极大部分将溶解进入水中，其非离子的特性几乎不可能再次吸附到纤维表面而留着在产品中，给生产过程、白水循环回用程度及网毯清洁带来许多问题，也极易产生纸病，即使淀粉容易生物降解，但也是极大的资源浪费。
【发明内容】
[0009]发明目的:针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法，既满足清洁生产要求，又能节约资源，还能保护生态环境。
[0010]技术方案:为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下:
一种OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法，对出多盘式白水过滤机的清白水进行阳离子醚化，制得含阳离子淀粉的清白水，然后将含阳离子淀粉的清白水回用于纸浆中。
[0011]所述的OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法，在阳离子醚化之前先进行碱化反应。
[0012]所述的碱化反应为:在清白水加入NaOH，35°C搅拌，碱化反应40min。
[0013]所述的阳离子醚化剂为3-氯-2-轻丙基三甲基氯化铵。
[0014]所述的阳离子醚化反应为:加入阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，55 °C搅拌，控制pHll-13，醚化反应3-4h。
[0015]所述的OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法:取清白水加入NaOH调节pH11-13,35°C搅拌，碱化反应40min;碱化结束后，加入阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，55 °C搅拌，控制pHl 1-13，醚化反应3-4h，反应结束后调节pH值于6.5_7之间，获得清白水，回用于纸浆中；其中，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵与清白水的g/mL为0.1-1%。
[0016]有益效果:本发明的OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法，直接在白水中进行阳离子醚化，制得阳离子淀粉，然后将阳离子淀粉回用于纸浆中，提高纸张强度和助留助滤效果，减少湿部增强剂的用量，充分实现对资源的合理利用；同时也极大提高了白水回用质量，减少了新鲜水补充量，降低了废水处理负荷及处理成本，改善了生产区空气环境质量。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例，对本发明作进一步的说明。根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制本发明的保护范围。
[0018]实施例1
本发明使用的白水来自OCC纸浆原料抄造瓦楞纸生产线造纸工段多盘式过滤机的清白水。造纸白水中淀粉酶解，步骤如下: (I)将300mL造纸白水装入500mL三口烧瓶，加热蒸馏浓缩白水到大约至10mL，冷却至60°C以下供酶解；
(2 )将(I)浓缩白水置于250mL锥形瓶中，放入65 °C的恒温水浴摇床，加入α-淀粉酶和糖化酶混合酶液对淀粉进行酶解12h，酶解结束后，升温至100°C对酶进行加热灭活，得到淀粉酶解液；
(3 )将(2 )的淀粉酶解液用0.1mo I/L H2SO4溶液调节pH在2左右，取15mL酶解液进行离心分离，取上清液ImL用去离子水稀释，过0.22μπι超滤膜过滤。
[0019](4 )将(3 )的0.22μπι膜过滤的滤液用HPLC测定糖含量；
(5)将(4)测得的相应糖含量x(g/L)代入淀粉酶水解葡萄糖含量标准曲线回归方程y=
0.7879x，计算得到白水中酶解淀粉量y值。
[0020]最终计算结果表明清白水中淀粉含量基本接近4.5-4.8g/L。如果按照吨纸6吨用水量计，则吨纸将随废水带走淀粉27?29公斤，进入废水处理厂。
[0021]实施例2
取200mL清白水加入NaOH将pH调节到13?14范围，在35°C搅拌并碱化反应40min。碱化结束后，加入阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵0.2?1.2g，升温到55°C，搅拌并控制pH值维持在11-13范围，醚化反应3-4h，反应结束后用HCl中和残碱，将pH值调节6.5_7之间，测得淀粉的阳离子取代度为0.023，淀粉转化率达到76.2%。
[0022]实施例3
称取2g绝干OCC纸浆，加入5mL实施例2阳离子醚化后的清白水，用清水定容到1.0%的浆浓，加入0.03%的CPAM相对绝干纸浆重量，搅匀后进行抄片，纸片经干燥及24小时恒温恒湿平衡后测定强度.对照样:称取2g绝干OCC纸浆，用清水定容到1.0%的浆浓，加入0.03%的CPAM(相对绝干纸浆重量)，搅匀后进行抄片，纸片经干燥及24小时恒温恒湿平衡后测定强度。
[0023]测定结果表明，采用对出多盘式过滤机的清白水进行阳离子醚化，并回用于纸浆(相当于1.0?1.2%的湿部淀粉)可以提高纸抗张强度8.6%。
【主权项】
1.一种OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法，其特征在于:对出多盘式白水过滤机的清白水进行阳离子醚化，制得含阳离子淀粉的清白水，然后将含阳离子淀粉的清白水回用于纸楽中。2.根据权利要求1所述的OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法，其特征在于:在阳离子醚化之前先进行碱化反应。3.根据权利要求2所述的OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法，其特征在于:所述的碱化反应为:在清白水加入NaOH，35 °C搅拌，碱化反应40min。4.根据权利要求1所述的OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法，其特征在于:所述的阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。5.根据权利要求4所述的OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法，其特征在于:所述的阳离子醚化反应为:加入阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，55 °C搅拌，控制pHl 1-13，醚化反应3-4h。6.根据权利要求1所述的OCC纸浆原料造纸白水的综合利用方法，其特征在于:取清白水加入NaOH调节pHl 1-13，35 °C搅拌，碱化反应40min;碱化结束后，加入阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，55°C搅拌，控制pHll-13，醚化反应3-4h，反应结束后调节pH值于6.5-7之间，获得清白水，回用于纸浆中；其中，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵与清白水的g/mL为0.1-1%。
【文档编号】D21F1/66GK106012642SQ201610492353
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】戴红旗, 王春俭, 杨伟胜, 陈晨, 皮成忠
【申请人】南京林业大学