【学员问题】治理造纸黑液资源化?

【解答】我国以秸秆为原料的中、小造纸厂很多，但是黑液污染问题目前还没有得到很好解决，早先提出的碱回收黑液治理措施，由于投资大，一般中、小造纸厂难以承受，再加上该措施工序多，运行、操作复杂，又难以达到环保排放标准，实践结果表明很难推广应用。

近几年来经无锡市林洲干燥机厂和中国林科院林产化工研究所及南京林业大学各方面努力探索，推出黑液资源化的途径，即把黑液固、液分离，制成木质素磺酸盐干粉。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，且回收的木质素磺酸盐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为产品，且工程辖区无废水排放口，无二次污染，达到良好的治污效果，环境效益和经济效益俱佳。特别提出的是，由于当前黑液污染无法解决，国家强行关停了相当一批小型造纸厂，现存的不少纸厂也因污染问题而面临停产危机。制浆黑液资源化处理工程技术的应用，对这些厂无疑带来重新生存的希望。

黑液制取木质素磺酸盐在技术上是成熟的，无锡市林洲干燥机厂已有十五家造纸厂用户，设备制造供应也没有问题。现在许多纸厂也都想尽快解决黑液污染问题，但因资金等问题难以解决，致使治理工程无法启动。现在用黑液资源化治理办法，同时产生的副产品木质素磺酸盐可获得很好的经济效益，几年内即可收回设备投资成本。因此，如果能妥善解决融资渠道，加以厂方和技术设计方及设备生产厂家的合作，这将是一项很好的、极有前景的投资项目。

黑液资源化治理技术方案

一、造纸黑液的成因

非木纤维(秸杆)造纸过程中产生的废水有：

1、蒸煮后的纸浆原液经压滤后残留的废液(即黑液)。

2、分离浓液产生的漂洗水。

3、造纸机产生的白水。

造纸机产生的白水，经处理后可以回用，但黑液和漂洗水则无法循环使用。该部分水约占造纸厂污染物排放总量的90%以上，废液排放后将严重污染环境，故国家严禁直接排放。

二、黑液成份

造纸原料用的秸秆，均含有纤维素、木质素和半纤维素(聚糖类)三部分，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、钾、氮、磷等物，则随黑液废弃。而黑液中所含的木质素、半纤维素以及木糖、钾、氮、磷等物质，在工、农业生产中都是有很高利用价值的。

三、造纸黑液资源化治理技术方案

浆液分离→蒸发浓缩(中段进行磺化反应)→喷雾干燥

浆液分离：将原始料浆除杂质后，经过具有“三挤两置换”功能的双网浆液挤压机，使黑液提取率≥90%，黑液浓度8~10%左右，提取黑液≤10m3/t浆;

蒸发浓缩：浆液分离后的黑液，浓度约8~10%，经高效节能卧式喷淋蒸发装置蒸发浓缩后的浓度为40%左右，蒸发过程中，蒸发器热源产生的蒸汽冷凝水可作锅炉补充水，或在生产中使用，浓缩过程中的蒸发冷凝水可回用无污水排放;蒸发浓缩中段经过高压反应釜进行磺化反应;

喷雾干燥：浓缩后的黑液经过高速离心喷雾干燥机进行喷雾干燥制取木质素磺酸盐产品，有广阔用途。

四、其它造纸黑液的治理技术现状

1.1碱回收法

传统的碱回收技术采用：浓缩—燃烧—苛化工艺，从而达到回收碱并循环利用之目的。大型木浆造纸厂碱回收率以达90%，非木原料制浆厂(稻、麦草、芦苇、蔗糖渣等)碱回收率可达70%以上。采用碱回收可以大大的降低黑液的高负荷污染，BOD5可以减少80%～85%，此外还可以回收热能化学品降低成本增加经济效益。

该法的优点是：黑液中的有机物经燃烧产生蒸汽供本厂使用，不存在市场销售问题;可降低全厂80%左右的污染负荷;可回收50%以上的烧碱，是较彻底的污染治理技术。对于中小型草浆企业，该法存在一定的不足：项目投资、运行费用高，年产浆1.7万t以上的制浆厂方可实现微利运行;麦草黑液发热量低、粘度大、含硅量高，使碱回收成本高、碱回收率低、操作难度大，苛化、燃烧等工艺过程仍需改进，否则无法正常运行。

1.2物理化学法

1.2.1酸析法

将提取黑液经微滤机去除细小纤维后，进入加有酸液的木素分离机，控制pH值使木素析出并经加热、压滤脱水成为木素产品。该法使CODCr去除率达到80%，SS去除率约为85%，色度去除率达95%，木素回收率在80%左右，对于削减有机物染负荷有显著作用。

此方法的优点是：工艺过程简单，投资较小，削减有机物染负荷的同时回收木素。同时存在一系列不足：技术上设备腐蚀严重，木素较难过滤、脱水;工艺上处理后的残液不能达到排放标准，且呈酸性，需进一步处理;经济上必须降低用酸成本，同时木素产品存在销路问题。

1.2.2混凝沉淀法

将黑液酸化后，投加絮凝剂混凝沉淀，固液分离后，沉渣作为燃料焚烧，滤液再经吸附过滤后部分回用于制浆工段，其余排入中段废水。该方法初期投资较低，适用于年产万吨以下的小造纸厂，但存在较多的不足：处理不彻底，BOD5处理率仅为20%左右;产生的污泥量大、脱水难、处理难，实际是一种污染转移的方法;运行费用对絮凝剂价格敏感，常年运行费较高。

1.3厌氧生物处理法

草浆黑液经过预处理后，采用厌氧处理工艺降低CODCr，回收部分沼气能量。厌氧流程普遍使用效率较高的AFB(厌氧流化床)、UASB(上流式厌氧污泥床)或具有两相厌氧特点的ABR(厌氧折流板反应器)，CODCr去除率一般为50%左右。在条件具备的情况下，将造纸黑液与其它废弃物、液混合处理，可以达到相互利用、以废除废的效果。

相对于好氧生物法，厌氧工艺处理高浓度有机废水有其独特的优点：能够以沼气形式回收能源，污泥产量低，对复杂有机物初步降解，对后续工艺有利。其主要缺点是：对废水中有毒物质敏感;处理不够彻底，必须有后续工艺芳能使污水达标排放;运行管理相对复杂，对碱无法回收。