[发明专利]造纸方法

说明书

本发明涉及一种造纸方法，该造纸方法包括如下步骤：a)在含有淀粉的制浆白水或者淀粉水溶液中加入阳离子淀粉络合剂进行反应，得改性淀粉溶液；b)在所述改性淀粉溶液中加入纤维或纸浆，搅拌，进行吸附反应，得反应后的浆料；c)将所述反应后的浆料制备成纸产品；所述阳离子淀粉络合剂的化学结构由以下部分构成:i)一个或多个疏水基团，其中至少一个疏水基团能与淀粉反应生成包合络合物，和ii)一个或多个亲水基团；所述疏水基团与所述亲水基团分别处于同一分子结构的两端并以化学键相连接，形成一种不对称的、极性的结构。该造纸方法该可以提高淀粉在纤维表面或纸浆中的吸附率，从而提高淀粉在纸张中的保留率，从而降低COD排放。

技术领域

本发明涉及造纸技术领域，特别是涉及一种造纸方法。

背景技术

制浆造纸工业的整个生产过程，包括从备料到成纸、化学品回收、纸张的加工等都需要大量的水，用于输送、洗涤、分散物料及冷却设备等。虽然生产过程中也有回收、处理、再用，但仍有大量的废水排入水体，造成了水环境严重污染。在世界范围内，造纸工业废水是重要的污染源，如日本、美国分别将造纸工业废水列为六大公害和五大公害之一。

目前我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位，对水环境的污染不但是我国造纸工业污染防治的首要问题，也是全国工业废水进行达标处理的首要问题。据统计，我国造纸及纸制品工业废水排放量占全国工业总排放量的18.6％，排放废水中COD约占全国工业COD总排放量的44.0％，其中经处理达标排放量占造纸工业废水总排放量的49％。造纸废水COD浓度高，BOD含量大，其处理方法较一般工业废水有所不同，目前，造纸废水的处理方法主要有物理法、化学法、生物法和物理化学法，其中生物法的应用最为广泛，已成为造纸废水二级处理的主要方法之一。

近年来随着对保护森林资源和改善生态的重视，废纸回收行业得到迅猛发展。据中国造纸协会2017年5月出版的“2016年中国造纸年报”，2016年中国纸和纸板总产量为10855万吨，其中包装纸、白板纸、箱板纸和瓦楞纸等四大类工业用纸为6655万吨，占总产量的61％，而且目前这四大类纸产品的生产的原料组成中，回收废纸占80％以上。由于中国这种多次重复利用的废纸品原料所生产的纸张强度低，质量差。为了满足用户对纸张强度和其他性能的需求，一般造纸企业采用淀粉表面施胶，以提高纸和纸板的各种性能指标，包括纸张强度如耐破度、环压强度、抗张强度、耐折度等,透气度、平滑度、印刷性、抗水性、以及耐脂/耐油性能等。淀粉表面施胶中的淀粉用量在30-80公斤/吨纸。

当这些纸产品再次回收使用时，经过碎纸、净化、筛选、浓缩、贮浆、打浆、上网等工艺流程，产生大量的废水。经分析，废水中的主要污染物主要包括溶解淀粉、半纤维素、木素及其衍生物、细小纤维、无机填料、油墨、染料等污染物。其中，淀粉、木质素及其衍生生物、和半纤维素是形成COD及BOD的主要成分。特别是表胶淀粉，在制浆过程中大部分被溶解或分散在水中，导致废水的高COD浓度。根据国内典型的OCC纸厂生产数据估计，废水COD的30-70％来自于淀粉。这些溶解或胶体淀粉，被来自系统中微生物产生的淀粉酶降解，致使淀粉链变短，甚至成为单糖，很难被纸机湿部添加的固着剂固定在纤维上，从而导致白水中的COD污染浓度增加。目前，中国很多使用OCC生产的企业的造纸排水COD超过10000ppm，i.e.，1％的浓度。此外，被降解的淀粉在白水封闭循环过程中还会增加纸机白水电导率，降低pH值，增加白水微生物活性，产生更多的VFA，造成纸厂气味污染；此外，因淀粉的降解的酸化导致纸张的灰分中的多种矿物溶解，除了降低废纸的利用率外，还增加白水的电解质浓度，影响浆内施胶和其他化学品功效，而且高浓度的钙质废水在厌氧处理过程中会产生活性污泥钙化问题，降低厌氧处理效率。

因此，一种有效的淀粉保留和回收的技术对造纸生产具有重大的意义。美国专利US9091024介绍了一种使用次氯酸钠和氯胺来控制淀粉酶的方法。美国专利US8758562介绍了使用弱氧化型杀菌剂溴胺和有机杀菌剂控制微生物的方法，并添加两种不同分子量和电荷密度的固着剂将淀粉固定在纤维上。WO 2012/025228Al凯米拉介绍了一种使用弱氧化型杀菌剂溴胺和锌离子协同控制微生物和淀粉酶的方法。