一种黑液高效治理药剂及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种黑液高效治理药剂及其制备方法和应用，该药剂由铝盐或铁盐、钙盐或钡盐以及盐酸构成，其中，铝盐或铁盐的含量为20-30wt％，钙盐或钡盐的含量为2-6wt％，盐酸的含量为1-3wt％，在搅拌条件下，向黑液中加入2-10wt％的处理药剂，混合10分钟以上然后过滤，可得木质素固体渣。与现有技术相比，本发明根据电荷聚焦、捕获、凝聚的原理，能将难降解的木质素和半纤维素从液相转移到固相，可实现造纸黑液零排放，根除其污染，又将黑液转化成产品，因而具有很好的经济效益。
【专利说明】
一种黑液高效治理药剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业废水资源化的【技术领域】，尤其是涉及一种黑液高效治理药剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]制浆造纸工业是我国国民经济的重要产业之一，但其对环境所造成的污染问题也日益突出。制浆造纸工业对我国水环境所造成的严重污染，已成为工业污染防治的焦点、热点和难点问题。
[0003]采用碱法制浆工艺生产棉浆柏过程中产生的棉浆柏黑液的成分复杂，不仅含有大量的棉短绒，还包括木质素、纤维素、蜡质、果胶以及这些物质的分离产物，如各种低聚糖、脂肪酸盐、脂肪醇等，并且具有COD高、色度高、黏度大、呈强碱性且难降解的水质特点。目前国际上多采用碱回收技术对以木材为原料的制浆黑液进行处理，而我国通常以草纤维为原料制浆造纸，且这类造纸厂多数规模较小，碱回收处理技术很难适应。而制浆废水中的主要污染物是木质素，它难生化降解，而废水通常简单处理后直接排放，严重污染了地表水和地下水，严重影响周围居民生活环境。
[0004]因此，采用更好的技术处理制浆黑液，提取棉浆栢黑液中的木质素，并深入广泛地开发、利用木质素，化害为利，对促进生态环境保护与造纸工业可持续发展具有重要意义。
[0005]中国专利CN103669070.A公开了一种棉浆栢黑液的碱回收工艺，包括四个步骤:提取黑液、蒸发与浓缩、黑液燃烧、绿液苛化。此发明将棉浆栢黑液与木浆黑液经蒸发浓缩后在碱回收炉中无需增加重油助燃就可直接燃烧，解决了用碱回收单独处理棉浆粞黑液费用高的问题，且碱回收率达到88%以上。处理后棉浆栢中段废水的COD由4000?6000mg/L降低到1000?2000mg/L，并且处理费用降低，实现了资源的循环利用。但是该方法在提取黑液阶段要同时提取棉浆粞黑液与木浆黑液，并且这两种黑液要符合一定的配比，而我国常以草纤维为原料制浆造纸，木浆黑液占比不多，故在实施上有所限制。
[0006]中国专利CN102561084.A公开了一种造纸黑液的资源化处理工艺，该工艺采用水热氧化技术处理造纸黑液，通过控制造纸黑液中碱的含量、氧化剂的量、反应温度以及时间等工艺条件，将造纸黑液中的有机物转化成甲酸、乙酸等小分子，操作简单，无二次污染，具有显著的环境和经济效益。但该方法要将黑液与氧化剂混合物升温，并经过高压分离器分离，分离的液体还要进行精馏分离，流程复杂，设备维护成本高。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述不足，尤其是碱回收技术的诸多技术和投资限制，提供了一种黑液高效处理药剂及其制备方法和应用。
[0008]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0009]一种黑液高效治理药剂，由铝盐或铁盐、钙盐或钡盐以及盐酸构成，其中，铝盐或铁盐的含量为20-30wt%，钙盐或钡盐的含量为2-6wt%，盐酸的含量为l-3wt%。
[0010]优选地，铝盐为AlCl3，铁盐为FeCl3，钙盐为CaCl2，钡盐为BaCl2。
[0011]在制备黑液高效治理药剂时，首先溶解铝盐或铁盐，然后按照配方比例加入钙盐或钡盐，最后加入盐酸保持溶液呈酸性，搅拌均匀后即得到治理药剂。
[0012]优选地，通过加入盐酸保持溶液pH为3-4。
[0013]黑液高效治理药剂可以应用在棉浆栢黑液处理工艺中，在搅拌条件下，黑液中加入2_10wt%的治理药剂，混合10分钟后，得到固相的木质素的Ca-Al、Ba-Al或Ca_Fe、Ba-Fe盐残渣，再经压滤即可得木质素固体渣，将其除去即可。
[0014]与现有技术相比，本发明根据电荷聚焦、捕获、凝聚的原理，能将难降解的木质素和半纤维素从液相转移到固相。现有技术中黑液的酸析处理是酸性药剂中大量氢离子与木质素和半纤维素上的钠离子发生亲电子取代反应，生成水不溶性的分子，增大胶体的粒径，使得木质素和半纤维素沉淀析出，但是所得沉淀物性质不稳定，会重新被碱溶解。而本发明在此基础上提供的药剂可以和析出的木质素和半纤维素进一步聚合，形成稳定的难溶固相物质，在工程实施中有连续处理的可能。基本可实现造纸黑液零排放，根除其污染，又将黑液转化成产品，因而具有很好的经济效益。
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0016]本发明提供了一种高效的黑液治理药剂，【具体实施方式】如下，(I)首先在水溶液中，加入质量分数为20%?30%的FeCl3或AlCl3无机盐，并搅拌混合均匀；(2)再在溶液中加入质量分数为2%?6%的CaCl2或BaCl2，并搅拌混合均匀；(3)最后，加入质量分数为I %?3 %的盐酸，保持酸性条件，并搅拌混合均匀。
[0017]黑液治理药剂的使用方法为:在搅拌条件下，黑液中加入2?10%的处理药剂，混合10分钟以上然后过滤，可得木质素固体渣。
[0018]本实施例具体用以下具体举例说明:
[0019]实施例1
[0020](I)首先在水溶液中，加入质量分数为20%的FeCl3，并搅拌均匀；⑵再在溶液中加入质量分数为2%的CaCl2，并搅拌混合均匀；(3)最后，加入质量分数为2%的盐酸，保持酸性条件，并搅拌混合均匀。
[0021]在搅拌条件下，黑液中加入2?10%的处理药剂，混合10分钟以上然后过滤，可得木质素固体渣。
[0022]待处理的棉浆栢黑液COD含量为81000mg/L，黑液经此处理后，生成棕黄色液体排出。
[0023]经测量，处理后水的COD含量为17900mg/L，去除率为TL 83%。
[0024]实施例2
[0025](I)首先在水溶液中，加入质量分数为10%的FeCl3和10%的AlCl3无机盐，并搅拌混合均匀；(2)再在溶液中加入质量分数为2%的CaCl2，并搅拌混合均匀；(3)最后，加入质量分数为2 %的盐酸，保持酸性条件，并搅拌混合均匀。
[0026]在搅拌条件下，黑液中加入2?10%的处理药剂，混合10分钟以上然后过滤，可得木质素固体渣。
[0027]待处理的棉浆栢黑液COD含量为81000mg/L，黑液经此处理后，生成棕黄色液体排出。
[0028]经测量，处理后水的COD含量为15750mg/L，去除率为80.56%。
[0029]实施例3
[0030](I)首先在水溶液中，加入质量分数为20%的AlCl3无机盐，并搅拌均匀；⑵再在溶液中加入质量分数为5%的CaCl2，并搅拌混合均匀；(3)最后，加入质量分数为2%的盐酸，保持酸性条件，并搅拌混合均匀。
[0031]在搅拌条件下，黑液中加入2?10%的处理药剂，混合10分钟以上然后过滤，可得木质素固体渣。
[0032]待处理的棉浆栢黑液COD含量为81000mg/L，黑液经此处理后，生成棕黄色液体排出。
[0033]经测量，处理后水的COD含量为15000mg/L，去除率为81.48%。
[0034]上述方法中，利用一种黑液高效处理药剂将造纸业中制浆黑液难降解的木质素和半纤维素从液相转移到固相，并转化为木质素磺酸盐产品，操作运行简便，处理速度快，药剂配制灵活，适用度极广。
[0035]对于所述药剂的处理效果，药剂的成分采用不同的混合方式和比例会影响黑液的处理效果，因此在实际生产操作中针对不同特性的黑液，药剂的成分可采用不同的混合方式和比例来达到更为彻底的处理效果。
[0036]本实施例提供的利用一种黑液高效处理药剂将造纸业中制浆黑液，对黑液的处理具有显著的效果，具有技术和经济上的可行性。
[0037]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【权利要求】
1.一种黑液高效治理药剂，其特征在于，该药剂由铝盐或铁盐、钙盐或钡盐以及盐酸构成，其中，铝盐或铁盐的含量为20-30被％，钙盐或钡盐的含量为2-6被％，盐酸的含量为1-3被％。
2.根据权利要求1所述的一种黑液高效治理药剂，其特征在于，所述的铝盐为八％13。
3.根据权利要求1所述的一种黑液高效治理药剂，其特征在于，所述的铁盐为？乂13。
4.根据权利要求1所述的一种黑液高效治理药剂，其特征在于，所述的钙盐为(^(^。
5.根据权利要求1所述的一种黑液高效治理药剂，其特征在于，所述的钡盐为8乂12。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的黑液高效治理药剂的制备方法，其特征在于，该方法首先溶解铝盐或铁盐，然后按照配方比例加入钙盐或钡盐，最后加入盐酸保持溶液呈酸性，搅拌均匀后即得到治理药剂。
7.根据权利要求6所述的黑液高效治理药剂的制备方法，其特征在于，加入盐酸保持溶液邱为3-4。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的黑液高效治理药剂的应用，其特征在于，在搅拌条件下，黑液中加入2-100%的治理药剂，混合10分钟后，得到固相的木质素的八1、-八1或01-？6、8七？6盐残渣，再经压滤即可得木质素固体渣，将其除去即可。
9.根据权利要求8所述的黑液高效治理药剂的应用，其特征在于，所述的黑液为棉浆栢黑液。
【文档编号】D21C11/04GK104452396SQ201410572543
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】徐江流, 申哲民, 唐庆丽, 纪文超, 周彬杰 申请人:上海交通大学