[发明专利]造纸黑液的处理方法及设备

说明书

本发明涉及环境治理技术领域，是一种造纸黑液综合处理的方法及专用设备。

目前，国内造纸行业多采用碱法制浆工艺，在蒸煮过程中产生大量的黑液，对中、小型造纸厂而言，制造一吨纸就需排放8-10m³的黑液废水。黑液中含有大量的植物原料物质和化学药剂，且悬浮物多、泡沫多，经分析：pH值9-14，COD_cr10000以上mg/L，SS（悬浮物）4000以上mg/L，色度2500～5000，直接排放会造成严重的浪费和污染。

迄今为止，国内外较成熟并已工业化的黑液处理法为黑液→蒸发→燃烧→苛化回收碱，此法存在两个明显的不足：

1、黑液经蒸发和燃烧过程产生的废气、废渣会造成二次污染。

2、碱回收投资大，万吨造纸企业采用此法需投资1000多万元，其回收率中又不甚理想，而且不能回收黑液中的草浆和木质素，浪费很大。

本发明的目的在于针对上述问题，从环境治理和变废为宝的角度出发，向造纸行业提供一种广泛适用于中、小型造纸厂的根除黑液污染、回收有用物质，且投资少，操作简便的造纸黑液处理方法以及专业设备。

本发明是这样实现的：

一、造纸黑液的处理方法是：建立一个在常温、常压条件下的过滤沉淀-酸化-过滤沉淀-阳离子交换-中和的处理过程，其步骤如下：

a、黑液通过第一级过滤，沉淀草浆。

b、在一级过滤后的黑液中加入1-4%的H₂SO₄进行酸化，将其pH值由9-14调节为4-6。

c、对酸化后的黑液再进行二级过滤，絮凝沉淀木质素。

d、对二级过滤后的上清液进行阳离子交换。

e、然后加石灰石中和，将其pH值调节为6.7～7。

酸化调节pH值的酸化液来自再生阳离子交换吸附剂后（含1～4%H₂SO₄）的冲洗水再生液。

第一级过滤采用40目过滤网，第二级过滤采用100～120目过滤网。

阳离子交换材料可采用黄化煤或活性炭、炉渣、蜂窝煤渣等。

二、造纸黑液的处理设备，由滚筒式提浆罐2连接酸化调节罐3-絮凝沉淀池4-缓冲蓄罐5-阳离子交换塔6-中和塔7等构成，投药罐9的出口管道分别接阳离子交换塔和酸化调节罐。

滚筒式提浆罐2上的过滤网为40目，酸化调节罐3及絮凝沉淀罐4的过滤网均为100～120目，滚筒提浆罐和絮凝沉淀罐各有2～3个，且并联或串联使用，各罐进、出口上均装有阀门。

阳离子交换塔6采用喷淋式填料塔，由2～8个塔并联或串联使用，各塔进、出口上均装有阀门，塔高与塔内填料高度之比为1∶0.6～0.63。

中和塔7也是采用喷淋式填料塔，它可以用1个，也可以用2～3个塔并联或串联使用，各塔进出口上均装有阀门。

上述塔的并联使用，是为连续化处理黑液而设计的，当需取出罐中沉淀物或再生塔中填料时，可暂停这些罐、塔，而改换另一个罐、塔继续操作。

投药罐9进口连接中和塔7排液管，以补充该罐的液体。

现将本发明的工艺路线简述如下：

液泵将废水池1中的黑液送入滚筒式提浆罐2，黑液经过滤、沉淀出草浆，其液体进入含1-4%H₂SO₄的酸化调节罐3，将其pH值由9-14调节为4-6，其化学反应式为：H₂SO₄+NaO_x.SiO₂.yH₂O＝Na₂SO₄+XSiO₂+（y+1）H₂O，酸化调节后的液体很快产生絮凝，矾花逐渐加大，经液泵送入絮凝沉淀罐4后，矾花开始成团，在二级过滤过程中其上清液送入缓冲蓄罐5，木质素很快在絮凝沉淀罐底沉淀，再用液泵将缓冲蓄罐5中的液体送入阳离子交换塔6，进行吸附，塔中吸附剂（填料）的吸附量9为：

9＝V（c_o-c）/M （g/g）

式中：V-水溶积（L）

C_o-原液体中吸附质的浓度（g/L）。

C-吸附平衡时，液体中剩余的吸附质浓度（g/L）。

M-填充材料投入量（g）。

经离子交换的液体，进入中和塔7，其化学反应式为：