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Title:
CIRCULAR UTILIZATION METHOD OF STRAW IN PULPING AND PAPERMAKING PROCESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/113329
Kind Code:
A1
Abstract:
A circular utilization method of straw in a pulping and papermaking processes comprises the following steps of: obtaining straw raw material for pulping and its waste through stock preparation; obtaining primary pulp by digesting the straw raw material according to the ammonium sulfite method; obtaining pulp and concentrated black liquid by extruding the primary pulp; obtaining paper pulp for preparing a paper product and diluted black liquid by washing and post-processing; mixing the concentrated black liquid and the diluted black liquid, and then evaporating and concentrating; obtaining contaminated condensate by reclaiming the evaporated liquid, and using a residual concentrate as raw material of fertilizer or the concentrated black liquid for preparing a fertilizer; mixing the contaminated condensate with one or more of the group of the waste material obtained from stock preparation, a crop byproduct or organic waste, and obtaining base material or fertilizer by fermenting the nitrogen source of the contaminated condensate or ammonium sulfite, or using the contaminated condensate for desulfurizing flue gas, wherein ammonia and flue gas are reacted to obtain the ammonium sulfite as a digestion agent; and using the recycled water from the mid-phase water processing to corresponding phases in the whole pulping process.

Inventors:
LI, Hongfa (No. 15, Guangming East Road Gaotan, Liaocheng Shandong 0, 252800, CN)
李洪法 (中国山东省聊城市高唐县光明东路15号, Shandong 0, 252800, CN)
SONG, Mingxin (No. 15, Guangming East Road Gaotan, Liaocheng Shandong 0, 252800, CN)
宋明信 (中国山东省聊城市高唐县光明东路15号, Shandong 0, 252800, CN)
CHEN, Songtao (No. 15, Guangming East Road Gaotan, Liaocheng Shandong 0, 252800, CN)
Application Number:
CN2011/071724
Publication Date:
September 22, 2011
Filing Date:
March 11, 2011
Export Citation:
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Assignee:
SHANDONG TRALIN PAPER CO., LTD (No. 15, Guangming East Road Gaotan, Liaocheng Shandong 0, 252800, CN)
山东泉林纸业有限责任公司 (中国山东省聊城市高唐县光明东路15号, Shandong 0, 252800, CN)
LI, Hongfa (No. 15, Guangming East Road Gaotan, Liaocheng Shandong 0, 252800, CN)
李洪法 (中国山东省聊城市高唐县光明东路15号, Shandong 0, 252800, CN)
SONG, Mingxin (No. 15, Guangming East Road Gaotan, Liaocheng Shandong 0, 252800, CN)
宋明信 (中国山东省聊城市高唐县光明东路15号, Shandong 0, 252800, CN)
International Classes:
D21C3/22; B01D53/50; B01D53/78; C02F9/14; C05F7/02; D21C11/02; D21C11/06; D21C11/10
Attorney, Agent or Firm:
BEIJING YUANZHONG INTELLECTUAL PROPERTY AGENT LTD. (Suite 1103, Prestige Tower No. 2Building, A-29, Beisanhuanzhong Road, Xicheng, Beijing 9, 100029, CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种秸秆制浆造纸过程中的循环利用方法, 其特征在于所述的方法包 括:

( 1 )、 来自于农田种植、 大棚种植、 园林 (F) 原料, 选择适合于制浆的 秸秆原料 (G) 通过备料 (H) 得到用于制浆的秸秆原料 (A), 通过蒸煮(T)得 到高硬度浆 (B),然后进行挤浆 (U)和洗涤 (V)得到浆料 (0),对所述的浆料 (0) 进行后处理 (X)得到纸浆 (Z), 抄造成纸制品 (W);

( 2)、 上述 (1 ) 中, 备料后得到的废料(1), 合并污冷凝水 ½), 通过发 酵 (J)形成基质 (K), 形成的基质 (Κ)返回农田种植、 大棚种植、 园林 (F)使用, 可以循环得到秸秆原料 (G);

( 3 )、 洗涤后的高硬度浆 (Β)通过挤浆 (U)和洗涤(V)分离出黑液 (C), 再 经过蒸发浓縮(P)得到浓黑液 (D), 可以作为肥料 (E), 循环的返回农田种植、 大棚种植、 园林 (F)使用;

( 4)、 洗涤得到的黑液 (C)通过蒸发浓縮 (P)过程中产生的污冷凝水 (Q) 配合烟气脱硫(R)形成亚硫酸铵(S), 循环的用于蒸煮(T)。

( 5)、 中段水处理后的回用水用于整个纸浆过程的相应的部位。

2、根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于来自于农田种植、大棚种植、 园林(F)的农作物副产品(M)和 /或来自于其他方面的有机废弃物 (L ) 可以进 入前述 (2 ) 所述的循环, 合并污冷凝水 (Q), 通过 发酵 (J), 获得基质或肥 料 (K), 返回农田种植、 大棚种植、 园林 (F)形成循环。

3、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于所述的后处理包括疏解、 氧 脱木素, 得到的用于制备纸制品的纸浆为本色浆。

4、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于所述的污冷凝水为轻污冷凝 水和 /或重污冷凝水, 所述轻污冷凝水的 ΝΗ -Ν浓度大于零小于 1000mg/l, 所 述重污冷凝水的 NH -N 浓度为 4000mg/l〜5000mg/l, 优选 4000mg/l〜 4500mg/l ; 优选重污冷凝水; 所述污冷凝水的温度为 25〜70°C, 优选 50〜70 V。

5、 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于所述的形成基质的发酵包 括:

1 1 )、 将所述的污冷凝水或吸收烟气后得到的亚硫酸氨与农作物副产品或 有机废弃物混合, 调整混合物中碳的质量百分比与氮的质量百分比的比值为

15〜30: 1, 得到发酵前混合物; 所述的发酵前混合物的 pH值为 9. 5〜10;

2 )、 将步骤 1 ) 所得到的发酵前混合物进行自然发酵, 得到发酵混合物;

3 )、 待步骤 2 )所得到的发酵混合物中碳的质量百分比与氮的质量百分比 的比值为 15〜30: 1, pH值在 6. 5〜8. 5时发酵完成, 得到基质。

6、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于所述的烟气脱硫为将烟气除 尘后进入脱硫塔, 通过管路引入污冷凝水吸收烟气中的 S02, 得到用于亚铵法 蒸煮的 (NH4) 2S03, 包括:

1 )、 将烟气用污冷凝水脱硫, 所述烟气为工业燃煤烟气, 所述脱硫为在 脱硫塔前设置一文丘里管, 所述文丘里管设置有喷淋装置并连接在脱硫塔的 下部; 烟气除尘后进入文丘里管, 污冷凝水和氨水的混合液通过文丘里管的 喷淋装置同烟气混合, 然后混合液和烟气再进入脱硫塔中脱硫;

2 )、 脱硫后得到的亚硫酸铵混合溶液用于造纸中亚铵法制浆, 所述亚硫 酸铵溶液浓度为 10%—35%, 纯度为 80%—99%。

7、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于所述的秸秆原料还可来自于 所述的循环以外的原料; 所述的亚硫酸铵还可来自于所述的循环以外的来源。

8、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于所述的纸浆为本色浆, 其中 所述本色浆的裂断长为 4. 0-7. 5km,耐折度为 30-120次,撕裂度为 230_280mN, 白度为 35-65%IS0; 优选, 所述本色浆的白度为 43— 55 % IS0, 裂断长为 5— 7. 2km, 撕裂度为 200- 300mN, 耐折度为 40-90次, 打浆度为 28-35° SR。

9、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于所述的中段水处理包括: 过 滤, 絮凝沉淀, 生化处理步骤, 以及深度处理步骤, 所述的絮凝沉淀采用 UPCB 处理, 所述 UPCB处理包括: 将充分混合絮凝剂的废水首先引入 UPCB反应器 的混合反应层, 然后在混合反应层和强化反应层的交界处向废水中添加兼氧、 好氧、 循环污泥, 强化反应层反应之后, 向废水中添加或不添加絮凝剂, 并 使废水进入 UPCB吸附过滤层。

10、 根据权利要求 9所述的方法, 其特征在于废水进入 UPCB混合反应层 之前通过提升泵和管道的作用使絮凝剂和废水充分混合; 在 UPCB吸附过滤层

2 之后向废水中添加助凝剂, 其添加量以废水的总重量计重量为 0. 2-5ppm; 所 述过滤为微过滤, 滤网的目数从 80-120目。

11、 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于所述的中段水处理包括过 滤, 沉砂, 絮凝沉淀, 以及分离回用步骤, 絮凝剂在絮凝沉淀前添加至待处 理中水中, 对占总用量 70-90%重量的絮凝剂进行脱盐处理。

12、 根据权利要求 11所述的方法, 其特征在于在絮凝沉淀步骤中, 首先 向中水中添加占总用量 10-30%重量的絮凝剂, 使中水进行絮凝沉淀, 其加药 点 GT控制在 106_108范围内, 混合反应 2-8分钟, 然后再添加经脱盐、 再生处 理的絮体进行絮凝沉淀, GT控制在 105_106范围内, 混合反应 5-15分钟。

13、 根据权利要求 12所述的方法, 在絮凝沉淀步骤后, 向中水中添加助 凝剂, 所述助凝剂的添加以待处理中水的重量计为 l_6ppm。

Description:
秸秆制浆造纸过程中的循环利用方法

技术领域

本发明涉及一种秸秆制浆造纸过程中的循环利 用方法。 背景技术

现有技术所述的秸秆造纸, 所使用的原料主要是指一年生禾本科和锦葵科 植 物的径秆, 而采用的造纸工艺通常包括: 切草一筛选一除尘一蒸煮一洗涤一筛选 净化一漂白一洗涤一打浆一抄纸。

现有技术已经有应用亚硫酸氨法制备非木材纤 维原料浆, 其蒸煮条件温和, 避免了强碱对纤维的破坏, 使浆的强度提高, 得率增加, 纸张断头破损少, 成品 率高。

所述的秸秆原料经亚硫酸氨蒸煮后, 纤维素被提取出来作为造纸原料, 其余 的黑液可以用作肥料, 但亚硫酸氨蒸煮黑液中含大量水分, 储存和运输均不方便。

CN200510086269 公开了一种亚铵法造纸制浆废液制备商品有机 肥的方法; "亚铵法造纸废水综合治理技术" (《环境与可持续发展》, 2006年第 1期, 36-37 页)报道了一种将造纸废水分成蒸煮黑液、 中段水和白水三部分, 而后分别处理、 分别利用, 最后综合达标的治污工艺。 但所述方法的黑液蒸发过程能耗大、 成本 高, 而且蒸发过程中亚硫酸氨分解, 冷凝水中含有氨, 是氨氮污染物, 不能够直 接排放, 需要对该冷凝水进行另外的处理, 成本进一步提高。 此外, 亚硫酸氨法 制备非木材纤维原料浆难以漂白, 漂白过程中, 漂白剂的用量增加, 进一步提高 了成本且增加了污染源。

除了上述缺点外, 非木材纤维造纸还存在如下缺点:

1、 纸浆纤维细小、 强度低、 过滤性能差, 抄造的纸质量不高;

2、 耗水量高达 100- 150立方 /吨浆;

3、 黑液中细小纤维多、 多糖含量高以及硅干扰和木素结构复杂导致黑 液浓度 低, 黑液处理困难;

4、 C0D、 BOD 的排放严重超标, 中国麦草浆 COD 的排放量约占整个造纸行业 排放总量的 74 %以上。

5、 氯漂废液中不但含有 COD和 B0D等常见的水环境污染因子, 还含有三氯甲 烷、 二氯代酚、 三氯代酚, 及二噁英和氯代呋喃等剧毒产物。

综上所述, 秸秆原料造纸过程中, 仅仅对个别环节的改进无法实现节水、 节 能、 降耗、 减污、 增效、 高质量的综合目的, 只有系统的突破制浆、 造纸、 节能 减耗技术, 才能使资源得以高效和循环利用, 达到造纸工业可持续发展的目标。

有鉴于此, 特提出本发明。 发明内容

本发明的主要目的在于提供一种秸秆制浆造纸 过程中的循环利用方法, 通过 工艺过程的控制, 将各种原料、 中间产物、 废料、 废液、 能源、 水和产物在多个 循环中综合利用。

在本发明中, 所述的秸秆是指禾草类植物的秸秆, 包括稻草、 麦草、 棉杆、 甘蔗渣、 玉米杆、 芦苇或芦竹秸秆中的一种或一种以上的组合; 优选稻草、 麦草 和玉米秸秆。

在本发明中, 按照本发明所述制浆工艺, 即蒸煮、 挤浆、 洗浆、 疏解和氧脱 木素过程所制备的纸浆, 称之为本色浆, 所述的本色浆可作为本色纸、 瓦楞纸、 餐盒、 胶版印刷纸以及食品包装纸的浆料。

本发明所述的本色浆, 由于在制备的过程中, 没有经过现有技术所述的除氧 脱木素 (现有技术也有称氧脱木素为漂白过程之一, 为有所区别, 特此说明) 以 外的漂白处理, 所以得到的浆料不会受到漂白剂的污染, 不含二噁英和可吸附有 机卤化物, 同时浆料的强度得到了保护, 避免了因为漂白的影响而使得浆料中的 纤维素的损失和降解。

本发明所述的纸浆为本色浆, 其中所述本色浆的裂断长为 5. 0_7. 5km, 耐折 度为 40-90次, 撕裂度为 230_280mN, 白度为 35_55%IS0; 所述低白度浆的白度为 43 - 65 IS0, 裂断长为 4. 5— 7. 2km, 撕裂度为 200— 300mN, 耐折次数为 30— 121 次, 打浆度为 28-35° SR。

所述的本色浆强度较高, 尤其是裂断长和耐折次数已经超过了阔叶木浆 的水 平, 可以直接用于制造新闻纸, 书刊纸, 生活用纸等, 或者仅需加入很少的木浆 而更广泛的应用于制造其他纸品, 大大减少了产品的成本, 同时又保证了产品的 强度。 本发明的低白度浆可用于制备新闻纸、 超级压光纸、 包装纸、 纸尿裤、 皱 纹卫生纸、 纸巾纸、 面巾纸、 餐巾纸、 擦手纸, 厨房用纸、 书写纸、 胶印书刊纸、 胶版印刷纸、 单面书写纸、 单面胶版印刷纸以及瓦楞纸; 还可用于制备纸浆模塑 制品, 所述制品包括: 碗、 盆、 杯、 桶、 碟、 盘、 托盘以及餐盒; 托架、 电焊防 护罩、 室内装饰板、 模塑花盆、 模塑育苗杯、 模塑拖鞋、 以及吸水垫卫生间座垫; 模塑医用托盘容器、 模塑医用护理品、 以及一次性医疗器皿。

本发明的目的可以通过以下方式得以实现:

本发明所述的秸秆制浆造纸过程中的循环利用 方法包括:

( 1 ) 来自于农田种植、 大棚种植、 园林 F原料, 选择适合于制浆的秸秆原料 G通过备料 H得到用于制浆的秸秆原料 A, 通过蒸煮 T得到高硬度浆 B, 然后进行 挤浆 U和洗涤 V得到浆料 0, 对所述的浆料 0进行后处理 X得到纸浆 Z, 抄造成 纸制品 W;

( 2 ) 上述 (1 ) 中, 备料后得到的废料 I, 合并污冷凝水 Q, 通过发酵 J形成 基质 K, 形成的基质 Κ返回农田种植、 大棚种植、 园林 F使用, 可以循环得到秸 秆原料 G;

( 3 ) 洗涤后的高硬度浆 Β通过挤浆 U和洗涤 V分离出黑液 C, 再经过蒸发浓 縮 P得到浓黑液 D, 可以作为肥料 E, 循环的返回农田种植、 大棚种植、 园林 F 使用;

( 4 ) 洗涤得到的黑液 C通过蒸发浓縮 P过程中产生的污冷凝水 Q配合烟气 脱硫 R形成亚硫酸铵 S, 循环的用于蒸煮丁。

( 5 ) 中段水处理后的回用水用于整个纸浆过程的相 应的部位。

在上述循环的基础上, 可以将来自于农田种植、 大棚种植、 园林 F的 M (农作 物副产品)和 /或来自于其他方面的有机废弃物 L可以进入前述 (2 ) 所述的循环, 合并污冷凝水 Q, 通过发酵 J, 获得基质或肥料 K, 返回农田种植、 大棚种植、 园 林(F)形成循环。

将所述的污冷凝水或吸收烟气后得到的亚硫酸 铵与农作物副产品或有机废弃 物混合, 调整混合物中碳的质量百分比与氮的质量百分 比的比值为 15〜30: 1, 得到发酵前混合物; 所述的发酵前混合物的 ρΗ值为 9. 5〜10; 所得到的发酵前混 合物进行自然发酵, 得到发酵混合物; 所得到的发酵混合物中碳的质量百分比与 氮的质量百分比的比值为 15〜30: 1, ρΗ值在 6. 5〜8. 5时发酵完成, 得到基质。

实际上, 本发明在充分利用所述的循环技术消耗的制浆 以外的废料, 还需要 加入大量工艺所需要的原料, 以弥补循环过程中各种原料的不足。 例如, 所述的 秸秆原料的大部分来自于所述的循环以外的原 料; 所述的亚硫酸铵的大部分也来 自于所述的循环以外的来源。

中段水处理中, 在 UPCB吸附过滤层之后向废水中添加助凝剂, 其添加量以废 水的总重量计重量为 0. 2-5ppm; 所述过滤为微过滤, 滤网的目数从 80- 120目。

所述的中段水处理还包括过滤, 沉砂, 絮凝沉淀, 以及分离回用步骤, 絮凝 剂在絮凝沉淀前添加至待处理中水中, 对占总用量 70-90%重量的絮凝剂进行脱盐 处理。 在絮凝沉淀步骤中, 首先向中水中添加占总用量 10-30%重量的絮凝剂, 使 中水进行絮凝沉淀, 其加药点 GT控制在 10 6 _10 8 范围内, 混合反应 2-8分钟, 然 后再添加经脱盐、 再生处理的絮体进行絮凝沉淀, GT控制在 10 5 _ 10 6 范围内, 混合 反应 5- 15分钟。 在絮凝沉淀步骤后, 还可向中水中添加助凝剂, 所述助凝剂的添 加以待处理中水的重量计为 l_6ppm。

具体的说, 本发明的方法包括如下步骤:

一、 备料得原料和废料

本发明中, 可以通过干法备料直接进行蒸煮, 也可以在备料后、 蒸煮前, 将 原料在浸渍螺旋器中进行浸渍。

预浸渍时, 液比达到 1 : 2 - 4 , 浸渍液的温度 85_95 °C。 这样使浸渍液与原料 充分接触, 使原料的浸渍均匀完全。

所述的浸渍液可以为一定浓度的碱溶液, 如用碱量为以氢氧化钠计对绝干原 料量的 2-4%的碱溶液, 也可以是碱与黑液的混合液, 所用黑液的浓度为 1 1一 14 ° Be, (20 °C )

对原料进行了浸渍处理, 利用了作为废液的黑液, 使黑液得到了循环再利用, 减少了环境对黑液环保处理的压力, 同时为原料在蒸煮过程的充分化学反应提供 了条件。

二、 原料的蒸煮

本发明所述的蒸煮方法中, 可采用间歇式球型蒸煮器、 连续蒸煮器或立式蒸 煮锅, 具体如下: 1 ) 在间歇式球型蒸煮器或连续蒸煮器中采用亚铵 法蒸煮时:

① 向秸秆原料中加入蒸煮药液,其中亚硫酸铵用 量为对绝干原料量的 9-13%, 液比为 1 : 2-4;

② 通入蒸汽进行加热, 加热升温至温度 165-172 °C, 球形蒸煮器升温、 小放 气、 保温全程时间 160-210分钟, 连续蒸煮器全程时间 30-40分钟。

2 ) 在立式蒸煮锅中采用亚铵法蒸煮时:

① 在经上述备料处理后得到的用于制浆的秸秆原 料中加入蒸煮药液,其中亚 硫酸铵用量为对绝干原料量的 9-15%, 液比为 1 : 6-10;

② 所述用于制浆的秸秆原料由热黑液通过装锅器 装入蒸煮锅中,当装锅满后 关闭锅盖, 往蒸煮锅中补充温度为 130-145 °C蒸煮药剂, 同时排出锅内的空气并 升压至 0. 6-0. 75MPa, 蒸煮药液升温至 156_173 °C, 升温、 保温和置换, 最后用泵 放将浆送到喷放锅, 全程为 220-360分钟。

采用本发明的亚铵法蒸煮工艺, 将禾草类植物进行蒸煮完之后, 得到了高锰 酸钾值为 16-28的高硬度浆相当于卡伯价 24-50。

本发明的所述的蒸煮方法与现有技术蒸煮方法 相比, 在很大程度上保护了禾 草类植物原料中制浆所需的成分, 同时大大縮短了保温时间, 大大减少了能耗, 而且制浆得率得到了很大的提高,粗浆达到了 50-68%, 因而大大提高了生产效率。

本发明所述的亚硫酸铵法蒸煮包括碱性亚硫酸 铵法、 中性亚硫酸铵法或酸性 亚硫酸铵法。

优选采用碱性亚硫酸铵法进行蒸煮, 如采用碱性亚硫酸铵法进行蒸煮, 所述 的浓縮可以直接进行。

但如果采用中性亚硫酸铵法和酸性亚硫酸铵法 进行蒸煮, 则黑液在进行浓縮 之前需要加入适量碱以使亚硫酸铵转化为亚硫 酸盐。 所述的碱为氢氧化钠、 氢氧 化钙、 氢氧化钾或碳酸氢钠等的一种或其组合。

三、 挤浆

本发明所述的方法中的挤浆是指, 将浓度为 8-15%的所述高硬度浆从挤浆机 的入口进入, 在挤压力的作用下挤出黑液, 得到浓度为 18-30%的挤浆后的浆料。

上述挤浆可以采用现有技术中用来提取黑液的 挤浆机挤浆, 优选为变径的单 螺旋挤浆机、 双螺旋挤浆机或者双辊挤浆机。 使用挤浆机进行挤浆时, 由于在挤 浆的过程会产生很大的挤压力, 促使纤维分离、 分丝、 帚化、 压溃, 初生壁遭到 破坏, 纤维吸收足够能量, 使纤维内部产生很大的应力, 高硬度浆的反应性能得 到很大提高。 同时, 纤维产生细纤维化, 表皮有机物及纤维间杂质溶解到蒸煮黑 液中, 通过出液槽排出, 纤维浓度得到极大提高。 黑液中的一些灰分和杂质也随 着黑液被排出, 为下一步工序的进行做好了充分的准备, 更重要的是, 在挤浆前 后, 高硬度浆的打浆度变化很小, 也就是说, 在挤浆的过程中对纤维素的损伤很 小, 能将禾草类纤维固有的纤维长度保持得比较好 , 最大限度地减少了纤维的损 伤。

四、 洗浆和黑液回用

本发明所述的洗涤是指, 将挤浆后的浆料用温度 60-80°C、 浓度 3-6. 2° Be、 PH8-8. 3的黑液,或者用温度 70-8CTC清水中的一种或者它们的组合进行一次 多 次置换洗涤。

所述的洗涤在真空洗浆机、 压力洗浆机或水平带式洗浆机中进行。

与现有技术不同的是本发明的洗涤是针对硬度 为 16-28高锰酸钾值, 相当于 卡伯价 24-50的高硬度浆进行洗涤, 由于这种浆的硬度很高, 因此更容易将灰分 杂质等洗去, 从而使浆料保持很高的洗净度。

黑液可回用于步骤二的蒸煮。

五、 氧脱木素

本发明所述的后处理包括疏解、 氧脱木素、 净化筛选, 得到的用于制备纸制 品的纸浆为未漂浆。 优选采用不包括传统非木材纤维制浆的漂白过 程。

所述的疏解包括将洗涤后所得的浆料用高频疏 解机、 揉搓机、 盘式粉碎机、 打浆设备中的盘磨机或纤维分离机进行处理, 使纤维结构变得疏松。

所述的氧脱木素为采用氢氧化钠和氧气脱除浆 料中的木素, 包括:

1 ) 调节蒸煮后所得的高硬度浆的浓度为 8— 18 %, 也就是说在中浓条件下进 行氧脱木素;

2) 将该浆泵送至氧脱木素反应塔, 并通入氢氧化钠和氧气; 以及

3 ) 该浆在该氧脱木素反应塔内进行脱木素反应, 得到硬度为高锰酸钾值 10-14, 相当于卡伯价 13-19. 8的浆。

其中, 更优选步骤 3 ) 中氧脱木素之后得到的浆的硬度为卡伯价 14. 5-17. 7。 本发明对氧脱木素后的浆的硬度进行控制, 是为了一方面保证木素被尽可能 的脱去, 另外一方面又保证了得到的浆的强度。 同样, 氧脱木素的方法可以采用 现有技术的任何方法, 只需控制处理后浆的硬度在本发明限定的范围 即可。

本发明所述的氧脱木素可以为单塔 /双塔氧脱木素, 相对多段氧脱木素来说, 本发明采用的单塔 /双塔氧脱木素对纤维素的降解作用较小。

在氧脱木素过程中, 所述的浆在该反应塔进口处的温度为 95— 100°C, 压力 为 0. 9—1. 2MPa, 出口处的温度为 100—105°C, 压力为 0. 2— 0. 6MPa。 所述的氧 脱木素中用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的 2— 4 %,氧气的加入量为 20— 40kg 每吨浆; 所述的浆在该反应塔内的反应时间为 60-150分钟。

本发明所述的氧脱木素过程中木素脱除率为 35-70 %。

本发明的氧脱木素过程中加入镁盐作为保护剂 ,用量为绝干浆量 0. 2— 1. 2 %, 同时可以加入 0 2 作为氧脱木素的强化剂。

六、 黑液浓縮

本发明所述的污冷凝水包括轻污冷凝水、 和 /或重污冷凝水。

所述轻污冷凝水的 NH -N浓度大于零小于 1000mg/l。

所述的重污冷凝水的 NH -N浓度为 4000mg/l〜5000mg/l, 优选 4000mg/l〜

4500mg/l ; 优选重污冷凝水; 所述污冷凝水的温度为 25〜70°C, 优选 50〜70°C。

在具体的工业化生产的实际过程中, 所述的重污冷凝水的 NH -N浓度差异性 很大, 本发明主要的发明点是综合调整整个处理工艺 , 在满足造纸的基本要求下, 如何实现所述的循环是本发明的特点, 因此, 即使实际应用中重污冷凝水的 NH -N 浓度不再本发明公开的范围内, 只要应用了本发明所述的实质性的技术方案, 也 应该视为在本发明的保护范围中。

七、 肥料的制备

在本发明中, 制浆黑液蒸发浓縮后形成浓黑液可直接用于制 备有机肥料, 本 发明的研究人员还发现, 采用本发明所述的方法进行制浆, 可减少对纤维素的损 伤, 而且蒸煮残液中黄腐酸含量较高, 所述的黑液固含物中黄腐酸含量为 10— 20

%。

而现有技术的亚铵法制浆得到的黑液固含物中 黄腐酸含量为 6— 12%, 碱法 制浆黑液固含物中黄腐酸含量为 1一 6%。

本发明所述的肥料包括, 将黑液蒸发浓縮除去一部分水分, 向得到的浓黑液 中加入辅料形成固态肥或液态肥。

所述的浓黑液的固含量为 28— 65%, 波美度为 9一 40; 优选固含量为 30— 65 %, 波美度为 18— 40, 更优选固含量为 40— 47%, 波美度为 25— 29, 所述浓黑 液的 pH优选为 5— 11; 更优选 pH为 6— 8。

本发明所述的肥料的各组分的重量百分比为:

浓黑液 30— 80% (优选 50— 60%)

木质素 1一 45% (优选 15— 35%)

腐殖酸 1一 25% (优选 10— 15%)

所述的干燥为喷雾干燥或喷浆造粒;优选喷浆 造粒,所述喷浆造粒时喷浆造粒 机头温度 550〜600°C, 机尾温度 47— 55°C, 返料量 50%。

所述的浓黑液中还可加入污泥和 /或磷石膏; 其重量百分比为污泥: 0— 45%; 磷石膏: 0— 30%; 优选重量百分比为污泥: 10— 20%; 磷石膏: 5— 15%;

所述污泥为造纸污水处理过程产生的生化污泥 , 有机质含量大于等于 50%。 所述的浓黑液中还可加入无机辅料, 所述无机辅料为含 N、 P或 K的无机盐, 或者其中 2种以上的混合物, 优选 KC1, 无机辅料加入量为使得 N、 P 2 0 5 和 K 2 0的 总量占所述配方干重的质量百分比 4一 30%, 优选 5%。

本发明中, 所述的辅料还可为可溶性大量元素肥料; 在稀黑液中或浓黑液中 加入可溶性大量元素肥料得到黄腐酸冲施肥; 所述的可溶性大量元素肥料为可溶 性氮肥、 可溶性磷肥和可溶性钾肥的一种或两种以上; 优选加入可溶性氮肥和可 溶性钾肥;

各组分的重量百分比为:

稀黑液或浓黑液 20— 98% (优选 50— 90%);

可溶性大量元素肥料 2— 80% (优选 10— 50%);

所述可溶性氮肥为尿素、 碳酸氢铵、 硫酸铵、 氯化铵、 磷酸二氢铵或磷酸氢 二铵的一种或几种的组合, 优选尿素, 可溶性氮肥在黄腐酸冲施肥的重量百分比 含量为 2— 60%, 优选为 2— 30%;

所述的可溶性磷肥为磷酸二氢铵、 磷酸氢二铵、 磷酸二氢钾或磷酸氢二钾的 一种或几种的组合, 优选磷酸二氢铵, 可溶性磷肥在黄腐酸冲施肥的重量百分比 含量为 2— 60%, 优选为 2— 30%; 所述的可溶性钾盐为硫酸钾、 氯化钾、 磷酸二氢钾或磷酸氢二钾的一种或几 种的组合, 优选氯化钾, 可溶性钾盐在黄腐酸冲施肥的重量百分比含量 为 2— 50 % , 优选为 2— 30 %。

所述的浓黑液中还加入可溶性含铁、 铜、 硼、 锌或镁等微量元素肥料。

八、 重污冷凝水和废料等混合发酵形成基质

本发明将污冷凝水与制浆备料中产生的废料、 农作物副产品或有机废弃物中 的一种或几种相混合, 利用污冷凝水中的氮源进行发酵, 得到基质; 由于备料中 的废料、 农作物副产品或有机废弃物中含有大量的营养 成分, 例如秸秆的秆、 叶、 根中含有大量的氮、 磷、 钾有机原料, 每 100公斤鲜秸秆中含氮量相当于 2. 4公 斤氮肥, 3. 8 公斤磷肥, 3. 4 公斤钾肥。 若将 500 公斤秸秆还田, 就相当于给土 壤施入标准肥 50 公斤, 并且使土壤容重减少、 透水、 透气、 蓄水保墒能力增加, 团粒结构变好。

农作物秸秆在堆肥好氧发酵过程中需要 60%以上含水量, 55-65 °C左右的温度, 同时 C : N必须控制在 15-30 : 1之间为最佳的发酵条件。

本发明中, 优选采用所述的重污冷凝水, 因为采用本发明方法得到的重污冷 凝水的 NH4+-N浓度高于 4000mg/l,利用这种高氮重污冷凝水可以补充农 物秸秆 发酵过程中需要的氮素; 同时, 由于这种重污冷凝水中含有氮, 可提高发酵初期 的 pH值, 使菌种更适宜在碱性条件下生存, 从而可以使发酵在不加石灰的条件下 完成; 另外, 本发明所述的污冷凝水的水温可高达 50-70 °C, 与农作物混合后, 可迅速提升发酵温度, 加快菌种繁殖, 大大縮短了发酵时间。

当发酵混合物的温度在环境温度和 40°C之间时, 对发酵混合物中碳与氮的质 量比和 pH值进行检测, 若碳的质量百分比与氮的质量百分比的比值在 15〜30: 1 之间, pH值在 6. 5〜8. 5之间时, 则发酵完成; 而当碳与氮的质量比和 pH值不在 所述范围内时, 则发酵还未完成, 可向发酵混合物中加入一定量的水使其发酵完 成, 以避免发生 "烧苗"现象。

本发明所述的发酵包括:

1 )将所述的污冷凝水或吸收烟气后得到的亚硫 氨与农作物副产品或有机废 弃物混合, 调整混合物中碳的质量百分比与氮的质量百分 比的比值为 15〜30: 1, 得到发酵前混合物; 所述的发酵前混合物的 pH值为 9. 5〜10;

2 ) 将步骤 1 ) 所得到的发酵前混合物进行自然发酵, 得到发酵混合物;

3 ) 待步骤 2 ) 所得到的发酵混合物中碳的质量百分比与氮的 质量百分比的比 值为 15〜30: 1, pH值在 6. 5〜8. 5时发酵完成, 得到基质。

本发明中, 可在发酵前加入麸皮, 可增加菌种的繁殖速度, 使发酵周期更短。 更进一步的, 本发明根据具体的情况, 在发酵前还可加入发酵菌种、 氮肥、 磷肥、 活性生化污泥、 苗圃土、 石灰或畜禽粪便中的一种或几种。

本发明所制备的基质, 经北京林业大学土地资源与肥料研究所、 山东农业大 学山东省植物营养与肥料协会、 天津市农业资源与环境研究所三家权威研究机 构 检测, pH值、 EC值、 有机质、 腐殖酸、 全氮、 全磷、 全钾、 速效氮、 速效钾、 速 效钾各项指标均符合有机基质的使用范围, 其中通透性、 养分含量均优于泥炭珍 珠岩。 将所制备的基质或肥料用于植物的生长试验, 不仅各项生长情况明显, 而 且不用再增加辅料, 尤其是植物的根系数量增多 30%以上, 根的粗度也增加。

本发明所制备的基质或肥料包括 (其中百分数为质量百分数):

20-35% (优选 30-35%)

质 10-50% (优选 20-30%)

酸 5-20% (优选 10-20%)

0. 5-2. 0% (优选 1-1. 5%)

水有腐全全全

氮机殖钾憐 1. 0-2. 0% (优选 1. 0-1. 5%)

0. 1-0. 5% (优选 0· 1-0. 3%)

本发明提供的基质或肥料含有 5 %— 20 %的腐殖酸, 能够促进农作物对氮、 磷或钾元素的吸收利用; 改良土壤的理化性质, 刺激作物生长发育, 增强农作物 抗逆性能, 改善农产品品质等多种功能。

本发明的基质或肥料的全氮、 全磷、 全钾的含量分别为泥炭基质的 2. 3倍、 12倍和 57倍。 可见, 本发明的基质或肥料的大量元素的养分含量明 显优于泥炭 基质。

本发明所提供的基质或肥料的总孔隙度为 40〜60, 优选 45〜55; 通气孔隙为 30〜50, 优选 35〜40; 持水孔隙为 5〜20, 优选 8〜12。

九、 亚硫酸铵的制备

本发明方法中, 将烟气除尘后进入脱硫塔, 通过管路引入污冷凝水吸收烟气 中的 S0 2 , 得到用于亚铵法蒸煮的 (NH 4 ) 2 S0 3 , 包括:

1 )、 将烟气用污冷凝水脱硫, 所述烟气为工业燃煤烟气, 所述脱硫为在脱硫 塔前设置一文丘里管, 所述文丘里管设置有喷淋装置并连接在脱硫塔 的下部; 烟 气除尘后进入文丘里管, 污冷凝水和氨水的混合液通过文丘里管的喷淋 装置同烟 气混合, 然后混合液和烟气再进入脱硫塔中脱硫;

2)、 脱硫后得到的亚硫酸铵混合溶液用于造纸中亚 铵法制浆, 所述亚硫酸铵 溶液浓度为 10%—35%, 纯度为 80%—99%。

本发明所述的秸秆原料还可来自于所述的循环 以外的原料; 所述的亚硫酸铵 还可来自于所述的循环以外的来源。

本发明所述的水处理方法包括:

过滤, 絮凝沉淀, 生化处理步骤, 以及深度处理步骤。

其中, 絮凝沉淀采用 UPCB处理, 所述 UPCB处理包括: 将充分混合絮凝剂的 废水首先引入 UPCB反应器的混合反应层,然后在混合反应层 强化反应层的交界 处向废水中添加兼氧、 好氧、 循环污泥, 强化反应层反应之后, 向废水中添加或 不添加絮凝剂, 并使废水进入 UPCB吸附过滤层。

所述的方法还可以是, 包括过滤, 沉砂, 絮凝沉淀, 以及分离回用步骤, 在 絮凝剂添加至待处理中水中进行絮凝沉淀之前 , 对占总用量 70-90%重量的絮凝剂 进行脱盐处理。

其中所述的脱盐处理包括: 使絮凝剂在清水中进行絮凝, 收集絮体作为絮凝 沉淀步骤的絮凝剂; 收集絮体; 然后使絮体酸化, 厌氧处理, 以使之再生; 然后 再收集再生的絮体作为絮凝沉淀步骤的絮凝剂 。

本发明具有如下优点:

( 1 )本发明以禾草类秸秆和锦葵科植物的径秆为 料, 在备料后进行亚铵法 蒸煮制浆, 使其制备的主要产品得到了充分的利用, 还使制浆各个工段中产生的 废料和废液也得到了重新利用, 从而使制浆工艺中各个工段的次产品的附加值 得 到了提高;

( 2 )本发明中将备料过程产生的废料和制浆黑液 蒸发浓縮时产生的污冷凝 水进行混合发酵制备基质,充分利用了污冷凝 水能提供秸秆发酵过程所需的氮素、 温度和碱性环境的条件, 不仅达到了资源的充分利用, 而且还减少能源的浪费; ( 3 ) 本发明所制备的基质经检测, pH值、 EC值、 有机质、 腐殖酸、 全氮、 全磷、 全钾、 速效氮、 速效钾、 速效钾各项指标均符合有机基质或肥料的使用 范 围, 其中通透性、 养分含量均优于泥炭珍珠岩。 将所制备的基质或肥料用于植物 的生长试验, 不仅各项生长情况明显, 而且不用再增加辅料, 尤其是植物的根系 数量增多 30%以上, 根的粗度也增加;

( 4 ) 本发明对蒸发器的内部结构进行改进, 既解决了污冷凝水因 NH4+-N浓 度高, 在生化处理过程中无法脱色的难题, 同时, 轻污冷凝水直接用于上述的洗 涤, 而重污冷凝水因 NH4+-N浓度高可以与制浆的备料过程中产生的废 料混合生产 基质或肥料, 可以用于烟气脱硫生成亚铵法制浆蒸煮液亚硫 酸铵, 进一步创造了 经济效益, 降低了基质或肥料发酵运行成本, 及亚铵法制浆成本;

(5)采用本发明的方法, 吨浆耗水 50立方, 远远低于现有制浆工艺的 80-150 立方的耗水量;

(6)本发明采用的中水处理方法及装置, 由于采用了 UPCB工艺, 改进了反应 方式, 增加了反应时间, 使反应更充分, 更高效, 从而降低药耗, 提高出水水质; 同时, 增加了污泥接触过滤机理, 提高了去除率, 仅仅就本发明的申请人而言, 年可实现节约上千万元。 附图说明

以下是附图说明, 通过以下的附图说明并结合上述内容可以清楚 的说明本发 明。

图 1为本发明所述的禾草类秸秆的综合利用循环 艺流程图;

图 2是本发明所述的蒸发器气室结构的示意图, 其中, 1是上隔板, 2是下隔 板;

图 3是本发明实施例 10中所述方法中 UPCB处理工艺的的示意图;

图 4是本发明实施例 10所述造纸废水处理的示意图;

图 5为本发明实施例 10所述 Q 2 A0的示意图;

图 6、 7是本发明实施例 10中 UPCB反应器的结构示意图;

图 8是传统 A20工艺;

图 9是本发明实施例 11所述的中水回用处理方法的示意图。 具体实施方式

以下是本发明的具体实施方式, 通过以下的实施例并结合上述的具体描述和 附图说明, 可以更加清楚的理解本发明。

实施例 1

1 )、 备料得原料和废料

将麦草秸秆采用常规干法备料, 得制浆用麦草秸秆原料和废料。

2 )、 原料的蒸煮

将上步得到的用于制浆的麦草秸秆装入蒸球中 , 往蒸煮锅中加入蒸煮药液亚 硫酸铵, 亚硫酸铵的加入量为绝干原料量的 15%, 液比为 1 : 3

第一次加热升温至 110°C, 在此温度下保温 40分钟, 再小放汽 25分钟, 二 次加热升温 40分钟至温度为 165 °C, 保温 75分钟。

得到硬度为 21相当于卡伯价 34的高硬度浆;

3 )、 挤浆

将步骤 2 ) 所得到的高硬度浆送入现有技术中提取黑液用 的双辊挤浆机进行 挤浆, 挤浆之后得到浓度为 25%的高硬度浆和浓黑液;

4)、 洗浆和黑液回用

将步骤 3 ) 所得到的 25%的高硬度浆经 70°C的黑液稀释至 2. 5%后送到三段真 空洗浆机进行洗涤, 得到洗浆后的浆料和黑液, 黑液进行回用于步骤 2 ) 的蒸煮。

5 )、 氧脱木素

将步骤 4 ) 所得的洗浆后的浆料通过螺旋输送机加热至 70° C并输送到中浓浆 管。 该浆在中浓浆管中先经过调质处理排除浆内的 空气使之流态化, 后经离心式 中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔。 该浆在进入反应塔之前在管路中与加入的 30kg 每吨浆的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对绝干 浆量 3%的碱溶液混合, 并在管路中 通入蒸汽将该浆加热升温。 之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱 木素 1# 反应塔, 保护剂为硫酸镁, 加入量为绝干浆重量的 1. 2 %, 进口温度 98 °C, 压力 1. 05Mpa, 停留 85分钟使该浆能进行充分的脱木素反应, 塔顶温度为 102 °C, 压 力保持为 0. 4MPa, 通过卸料器排出的浆料经过 2#中浓泵送入 2#氧脱木素塔, 补 充加入 10Kg氧气和 lOKgNaOH, 用 20K g H 2 0 2 作用强化剂, 温度和压力同 1#塔相同, 停留 85min。 处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释。

得到裂断长为 5. 3km, 耐折度为 80次, 撕裂度为 220mN, 白度为 45%IS0, 打 浆度为 34° SR的本色浆。

将上述本色浆先在圆柱精浆机种进行打浆, 其打浆浓度为 3. 8%, 打浆压力为 0. 20MPa,打浆电流为 65A;然后在双圆盘磨浆机种进行打浆,其打浆 度为 3. 3% 打浆压力为 0. 15MPa, 打浆电流为 50A, 打浆之后得到打浆度 48° SR, 打浆湿重为 2. 9g的成浆;

将打浆后的浆料在单圆网单烘缸单毛毯卫生纸 机中进行抄造, 定量为 (11. 0 ± 2. 0 ) g/m2, 抄宽 2900 车速 260m/min, 得到定量为 11. 6g/m 2 , 横向吸液高 度 50 /100s, 抗张指数^ 8. 3N. m/g, 柔软度 176mN, 亮度为 42%的本色纸。

6 )、 黑液浓縮 将步骤 3) 和步骤 4) 中得到的黑液采用六效七体蒸发器进行蒸发浓 縮。 其中 I效 110-100°C、 II效 90-100°C、 III效 80-90°C、 IV效 70_80°C、 V 效 60-70°C、 VI50-60°C, 各效的浓度分别应为 (以波美度计): VI效 5— 8、 V效 7 一 10、 IV效 9一 12、 III效 11一 14; 第一次经过 II效和 I效时, II效 14一 17、 I 效 18— 21; 第二次经过 II效和 I效时, II效 23— 25、 I效 25_29, 得到固含量 为 60%、 波美度为 20、 pH = 6的浓黑液, NH -N浓度为 4000mg/l、 温度为 70°C 的重污冷凝水和 NH -N浓度为 lOOmg/1的轻污冷凝水。

7)、 肥料的制备

将浓黑液、 木质素、 腐殖酸、 污泥按照质量百分比 60%、 25%、 10%、 5% 的比例混合成料浆, 然后喷浆造粒, 喷浆造粒时机头温度 600°C, 机尾温度 55°C, 得到固态黄腐酸肥料, 粒度 3— 5mm, 硬度 9.2N, 得到粒度 3— 5mm, 硬度 23.4N, 有机质含量 60%, N+P 2 0 5 +K 2 0总含量 4%, 黄腐酸 30%的固态黄腐酸肥料。

而 NH -N浓度为 lOOmg/1的轻污冷凝水回用于步骤 4) 的洗涤工段中。

8)、 重污冷凝水和废料等混合发酵形成基质

收集步骤 1) 中产生的废料 1000Kg, 加入 3000Kg步骤 6) 得到的 NH -N浓度 为 4000mg/l、 温度为 70°C的重污冷凝水, 搅拌混合均匀得到发酵前混合物, 其中 混合物中含水量为 60%, 碳的质量百分比与氮的质量百分比的比值 25: 1, pH为 9.5, 混合后采用条垛式发酵方法进行自然好氧发酵 , 在发酵的过程中对温度进行 监测, 发酵过程的温度逐渐上升, 当温度升至 55— 60°C并持续 25天后开始下降, 温度下降至 35°C发酵过程结束, 其 pH为 6.5。

得到的产品有机基质中, 含有 31.25%有机质, 7.85%腐殖酸, 全钾含量为 1.13%, 全磷含量为 0.12%, 全氮含量为 1.13%; 通气空隙为 38.8%, 总空隙 度为 49.64,持水空隙为 10.84%,并且还有微量元素 22.53mg/kg铜、 62.70mg/kg 锌、 2.38g/kg铁、 281.03mg/kg锰。

将所得到的基质用于农田种植小麦, 但不仅仅限于小麦。 实施例 2

1) 备料得原料和废料

将稻草秸秆采用锤式破碎机进行干法备料后得 到制浆用稻草秸秆和废料, 然 后将制浆用稻草秸秆装入浸渍螺旋器中浸渍, 浸渍液为含碱量为以氢氧化钠计对 绝干原料量的 4%的碱溶液, 液比 1: 4, 在常压下 85°C保温混合 40分钟后得到浸 渍后的原料。

2)、 原料的蒸煮

将步骤 1) 所得到的浸渍后的原料送至蒸球中, 往蒸球中加入蒸煮药液亚硫 酸铵, 亚硫酸铵的加入量为绝干原料量的 11%, 液比为 1: 3。

往蒸球中通入蒸汽进行加热,加热升温至 125°C时保温 40分钟,进行小放汽, 继续加热升温至 170°C, 保温 75分钟。

得到高锰酸钾值 18, 相当于卡伯价 27的高硬度浆;

3)、 挤浆 将步骤 2) 所得浓度为 15%的高硬度浆从单辊挤浆机的入口进入, 进行挤浆, 挤出黑液之后, 浓度为 30%的浆从挤浆机的出口排出; 该高硬度浆在进行挤浆之 前的叩解度为 28°SR, 挤浆之后的叩解度为 29°SR; 挤浆挤出的黑液的波美度在 20°C为 ll°Be' , 黑液中的残余的亚硫酸铵的浓度为 8g/L;

4)、 洗浆和黑液回用

从步骤 3) 的挤浆机的出口出来的浆用 60°C的稀黑液进行稀释, 使浆的浓度 为 2.5%送到跳筛进行筛选, 然后按照常规的方法进行洗浆, 洗浆后调节浆的浓度 至 10%, 洗浆出来的黑液回用于步骤 2) 的蒸煮。

5)、 氧脱木素

将步骤 4) 所得到洗浆后的浆料采用高频疏解机进行疏解 , 然后输送到中浓 浆管。 该浆在中浓浆管中先经过调质处理排除浆内的 空气使之流态化, 后经离心 式中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔; 该浆在进入反应塔之前在管路中与加入的 20kg每吨浆的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对 干浆量的 4%的碱溶液混合,并在 管路中通入蒸汽将该浆加热升温。 之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱 木素反应塔, 保护剂为硫酸镁, 加入量为绝干浆重量的 1%, 进口温度 95°C, 压 力 0.9Mpa, 停留 75分钟使该浆能进行充分的脱木素反应, 塔顶温度为 100°C, 压 力保持为 0.5MPa, 处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释, 此时浆的硬度降低到高 锰酸钾值 10, 相当于卡伯价 13。 之后用泵将稀释的浆泵入真空洗浆机洗涤, 筛选 净化。

得到白度为 41%IS0, 裂断长为 5.2km, 撕裂度为 240mN, 耐折次数为 45次, 打浆度为 32° SR的本色浆。

6)、 黑液浓縮

将步骤 3) 和步骤 4) 得到的稀黑液采用六效七体蒸发器进行蒸发浓 縮。 其中 I效 110-100°C、 II效 90-100°C、 III效 80-90°C、 IV效 70_80°C、 V效 60-70 。C、 VI50-60°C, 各效的浓度分别应为 (以波美度计): VI效 5— 8、 V效 7— 10、 IV效 9一 12、 III效 11一 14; 第一次经过 II效和 I效时, II效 14一 17、 I效 18 -21; 第二次经过 II效和 I效时, II效 23— 25、 I效 25_29, 得到固含量为 60 %、 波美度为 20、 pH = 6的浓黑液, NH -N浓度为 5000mg/l、 温度为 50°C的重 污冷凝水和 NH -N浓度为 90mg/l的轻污冷凝水。

7)、 肥料的制备

将浓黑液、 木质素、 腐殖酸、 污泥按照质量百分比 50%、 35%、 10%、 5% 的比例混合成料浆, 加入 KC1, 然后喷浆造粒, 喷浆造粒时机头温度 560°C, 机尾 温度 52°C, 得到粒度 3— 5隱, 硬度 19.4N, 有机质含量 65%, N+P 2 0 5 + K 2 0总含量 5%, 黄腐酸 24%的固态黄腐酸肥料。

而 NH -N浓度为 90mg/l的轻污冷凝水回用于步骤 4) 的洗涤工段中。

8)、 重污冷凝水和废料等混合发酵形成基质

收集步骤 1) 中产生的废料 1000Kg, 加入 3000Kg步骤 6) 得到的 NH -N浓度 为 5000mg/l、 温度为 50°C的重污冷凝水, 搅拌混合均匀得到发酵前混合物, 其中 混合物中含水量为 60%, 碳的质量百分比与氮的质量百分比的比值 25: 1, pH为 9.5, 混合后采用条垛式发酵方法进行自然好氧发酵 , 在发酵的过程中对温度进行 监测, 发酵过程的温度逐渐上升, 当温度升至 55— 60°C并持续 25天后开始下降, 温度下降至 38°C发酵过程结束, 其 pH为 6.5。

得到的产品有机基质中, 含有 31.25%有机质, 7.85%腐殖酸, 全钾含量为 1.13%, 全磷含量为 0.12%, 全氮含量为 1.13%; 通气空隙为 38.8%, 总空隙 度为 49.64,持水空隙为 10.84%,并且还有微量元素 22.53mg/kg铜、 62.70mg/kg 锌、 2.38g/kg铁、 281.03mg/kg锰。

将得到的基质用于农田种植水稻, 但不仅仅限于水稻。 实施例 3

1) 将芦苇利用锤式破碎机进行备料, 得到用于制浆的芦苇原料和废料。

2)、 原料的蒸煮

将步骤 1) 得到的用于制浆的芦苇原料中加入蒸煮药剂亚 硫酸铵, 用横管连 蒸进行蒸煮, 其中亚硫酸铵的用量为绝干原料量 10%, 液比为 1: 3.5。

通入蒸汽进行加热至 172°C, 全程 35-40分钟。

得到硬度为 27高锰酸钾值的高硬度浆;

3)、 挤浆

将步骤 2) 中得到的浆按照常规方法进行挤浆, 得到挤浆后的浆料和浓黑液;

4)、 洗浆和黑液回用

将步骤 3) 中得到的挤浆后的浆料按照常规方法进行洗浆 , 得到洗浆后的浆 料和稀黑液。

5)、 氧脱木素

将步骤 4) 中得到的洗浆后的浆料按照常规方法进行疏解 和氧脱木素。 得到 白度为 45%IS0, 裂断长为 5.0km, 耐折度为 90次, 撕裂度为 230mN的未漂浆. 然后按照常规方法对其进行打浆和抄造得到本 色纸。

6)、 黑液浓縮

将步骤 3) 中得到的稀黑液和步骤 4) 中得到的黑液合并得到固含量为 15%, 波美度为 9的黑液, 然后将其采用常规的五效蒸发器进行蒸发浓縮 , 得到固含量 为 30%, 波美度为 18, pH=ll的浓黑液和 NH -N浓度为 1800mg/l、 温度为 60 °C的污冷凝水。

7)、 肥料的制备

将浓黑液、 木质素和腐殖酸按照质量百分比 30%、 45%、 25%的比例混合成 料浆, 然后直接干燥得到有机质含量 70%, N+P 2 0 5 + K 2 0总含量 4%, 黄腐酸 5%的 黄腐酸肥料。

8)、 重污冷凝水和废料等混合发酵形成基质

收集步骤 1) 中产生的废料 1000Kg, 加入 5000Kg步骤 6) 得到的 NH -N浓 度为 1800mg/l、 温度为 60°C的污冷凝水, 搅拌混合均匀得到发酵前混合物, 其中 混合物中含水量为 60%, 碳的质量百分比与氮的质量百分比的比值 25: 1, pH为 9.6, 混合后采用条垛式发酵方法进行自然耗氧发酵 , 在发酵的过程中对温度进行 监测, 发酵过程的温度逐渐上升, 当温度升至 55— 60°C并持续 25天后开始下降, 温度下降至 35°C发酵过程结束, 其 pH为 6.5, 得到的产品有机基质中, 含有 20 %有机质, 10%腐殖酸, 全钾含量为 1.5%, 全磷含量为 0.3%, 全氮含量为 1%; 通气孔隙为 35%,总孔隙度为 45,持水孔隙为 8%,并且还有微量元素 22.56mg/kg 铜、 62.56mg/kg锌、 2.42g/kg铁、 281.10m g /k g 锰。

将得到的基质用于农田种植芦苇。 实施例 4

1)将棉杆采用常规干法备料方法进行备料,得 用于制浆的棉杆原料和废料。 2)、 原料的蒸煮

将步骤 1) 得到的用于制浆的棉杆原料装入连续蒸煮器中 , 向连续蒸煮器中 加入蒸煮药剂亚硫酸铵, 其中亚硫酸铵的用量为绝干原料量 15%, 液比为 1: 3.5。

通入蒸汽进行加热, 加热升温至 172°C, 全程 40分钟。

得到硬度为 20高锰酸钾值的高硬度浆;

3)、 挤浆

将步骤 2) 中得到的浆按照常规方法进行挤浆, 得到挤浆后的浆料和浓黑液; 4)、 洗浆和黑液回用

将步骤 3) 中得到的挤浆后的浆料按照常规方法进行洗涤 , 得到洗涤后的浆 料和稀黑液, 稀黑液可部分回用于步骤 2) 的蒸煮。

5)、 氧脱木素

将步骤 4) 中得到的洗涤后的浆料按照常规方法进行疏解 和氧脱木素。 得到 白度为 23%IS0, 撕裂度为 280mN, 裂断长为 6.0km, 耐折度为 40次的未漂浆。

然后按照常规方法对其进行打浆和抄造得到本 色纸。

6)、 黑液浓縮

将步骤 3) 中得到的稀黑液采用六效七体蒸发器进行蒸发 浓縮。

其中 I效 110-100°C、 II效 90-100°C、 III效 80-90°C、 IV效 70_80°C、 V效 60-70 。C、 VI50-60°C, 各效的浓度分别应为 (以波美度计): VI效 5— 8、 V效 7— 10、 IV效 9一 12、 III效 11一 14; 第一次经过 II效和 I效时, II效 14一 17、 I效 18 -21; 第二次经过 II效和 I效时, II效 23— 25、 I效 25_29, 得到固含量为 63 %、 波美度为 39、 pH = 5的浓黑液, NH -N浓度为 4300mg/l、 温度为 65°C的重污 冷凝水和 NH -N浓度为 85mg/l的轻污冷凝水。

7)、 肥料的制备

将浓黑液、 木质素和腐殖酸按照质量百分比 80%、 5%、 15%的比例混合成 料浆, 加入 KC1, 然后喷雾干燥, 得到有机质含量 67%, N+P 2 0 5 + K 2 0总含量 4%, 黄腐酸 40%的固态黄腐酸肥料, 而 NH -N浓度为 85mg/l的轻污冷凝水回用于步骤 4) 的洗涤工段中。

8)、 重污冷凝水和废料等混合发酵形成基质

收集步骤 1)中产生的废料麦草秸秆 lOOOKg,加入 3500Kg步骤 6)得到的 NH -N 浓度为 4300mg/l、 温度为 65°C的重污冷凝水, 搅拌混合均匀得到发酵前混合物, 其中混合物物中含水量为 60%, 碳的质量百分比与氮的质量百分比的比值 25: 1, pH为 9.6, 混合后采用条垛式发酵方法进行自然好氧发酵 , 在发酵的过程中对温 度进行监测, 发酵过程的温度逐渐上升, 当温度升至 55— 60°C并持续 25天后开 始下降, 温度下降至 26°C发酵过程结束, 其 11为 7.2, 得到的产品有机基质中, 含有 30%有机质, 15%腐殖酸, 全钾含量为 1.8%, 全磷含量为 0.4%, 全氮含 量为 1.5%; 通气孔隙为 40%, 总孔隙度为 55, 持水孔隙为 12%, 并且还有微量 元素 22.63mg/kg铜、 62.62mg/kg锌、 2.51g/kg铁、 281.12mg/kg锰。

将得到的基质用于农田种植棉花。 实施例 5

1)、 备料得原料和废料

将质量比为 1: 3的稻草与麦草利用锤式破碎机进行干法备料 得到用于制浆 的原料和废料;

2)、 原料的蒸煮

将步骤 1) 得到的用于制浆的原料装入间歇式球型蒸煮器 中, 向间歇式球型 蒸煮器中加入蒸煮药剂亚硫酸铵, 其中亚硫酸铵的用量为绝干原料量 13%, 液比 为 1: 3.5, 通入蒸汽进行加热, 加热升温至温度为 115°C时保温 35分钟, 进行小 放汽, 继续加热升温至 172°C, 保温 70分钟, 得到浓度为 14%、 硬度为 19高锰 酸钾值的高硬度浆。

3)、 挤浆

将步骤 2) 中得到的浆按照常规方法进行挤浆, 得到挤浆后的浆料和浓黑液; 4)、 洗浆和黑液回用

将步骤 3) 中得到的挤浆后的浆料按照常规方法进行洗浆 , 得到洗浆后的浆 料和稀黑液;

5)、 氧脱木素

将步骤 4) 中得到的洗浆后的浆料按照常规方法进行疏解 、 二段氧脱木素。 得到白度为 50%IS0, 裂断长为 5.6km, 撕裂度为 200mN, 耐折次数为 45次, 打浆 度为 42°SR本色浆, 然后按照常规方法对其进行打浆和抄造得到低 白度纸;

6)、 黑液浓縮

将步骤 3) 中得到的浓黑液和步骤 4) 中得到的稀黑液合并得到固含量为 15

%, 波美度为 9的黑液, 然后将其进行蒸发浓縮, 得到固含量为 30%, 波美度为 18, 的浓黑液和 NH -N浓度为 1600mg/l、 温度为 55°C的污冷凝水,

7)、 肥料的制备

将浓黑液、 木质素和腐殖酸按照质量百分比 30%、 45%、 25%的比例混合成 料浆, 然后直接干燥得到有机质含量 70%, N+P 2 0 5 + K 2 0总含量 4%, 黄腐酸 5%的 黄腐酸肥料;

8)、 污冷凝水和废料等混合发酵形成基质

收集步骤 1) 中产生的废料 1000Kg, 加入 4500Kg步骤 6) 得到的 NH -N浓度 为 1600mg/l、 温度为 55°C的污冷凝水, 搅拌混合均匀得到发酵前混合物, 其中混 合物中含水量为 60%,碳的质量百分比与氮的质量百分比的比值 25: 1, pH为 9.6, 混合后采用条垛式发酵方法进行自然耗氧发酵 ,在发酵的过程中对温度进行监测, 发酵过程的温度逐渐上升, 当温度升至 55— 60°C并持续 25天后开始下降, 温度 下降至 32°C发酵过程结束, 其 pH为 8.2, 得到的基质中, 含有 30%有机质, 15 %腐殖酸, 全钾含量为 1.8%, 全磷含量为 0.4%, 全氮含量为 1.5%, 并且还有 微量元素 22.63mg/kg铜、 62.62mg/kg锌、 2.51g/kg铁、 281.12mg/kg锰;

9)、 将步骤 7) 所得到的肥料用于农田种植水稻和小麦, 但不仅仅限于水稻 和小麦。 收割后, 稻草秸秆和麦草秸秆再用于步骤 1) 中进行备料, 从而进入上 述循环。 实施例 6

1)、 备料得原料和废料

将芦竹按照常规干法备料方法进行备料,得到 长度为 30mm的用于制浆的芦竹 原料和废料;

2) 、 原料的蒸煮

将步骤 1) 得到的芦竹原料由温度为 140°C的热黑液通过装锅器装入蒸煮锅 中, 当装锅满后关闭锅盖, 往蒸煮锅中补充温度为 160°C蒸煮药剂, 所述的蒸煮 药剂中, 其中亚硫酸铵用量为对绝干原料量的 15%, 液比为 1: 10; 同时排出锅内 的空气并升压至 0.75MPa, 开启系统的蒸煮液加热循环泵和列管加热器为 蒸煮液 升温至 173°C, 升温、 保温和置换为 220分钟, 调节终点 ra8.5, 最后用泵放将浆 送到喷放锅; 蒸煮后得到硬度为 16高锰酸钾值, 相当于卡伯价 24, 打浆度为 10 ° SR的芦竹浆。

3)、 挤浆

将步骤 2)得到的芦竹浆用黑液调节浓度到 10%, 接着通过泵输送到单螺旋挤 浆机进行排 "浓" 黑液处理, 所得的浓黑液可以用于后续的蒸发作减水剂, 挤出 的浆的浓度从挤浆前的 10%提高到 30%,, 挤出的黑液浓度为 9Be' (20°C ), 残铵 浓度 14g/L, 再将挤浆后得到的芦竹浆用温度为 60°C、 浓度为 6. l°Be' 稀黑液来 稀释浆的浓度至 3.0%, 送到跳筛进行粗浆筛选, 跳筛损失为 0.3%, 通过高浓度除 渣器除去杂质, 损失为 0.2%。

4)、 洗浆和黑液回用

再将芦竹浆采用鼓式真空洗浆机进行洗涤, 洗涤过程中的温度为 65°C, 进入 洗浆机的粗浆的打浆度为 31°SR 。

5)、 氧脱木素

浆经过加热送至中浓浆管调质处理, 中浓泵送进氧脱木素反应塔进行脱木素 处理后, 接着采用氧脱木素黑液进行再次洗涤, 洗涤后的浆料的湿重为 1.8g, 洗 浆后的残留液为 440 ppm。

洗涤后浆料的浓度为 9%。 得到白度为 40%IS0, 裂断长为 7200米, 撕裂度为 250mN, 耐折次数为 45次, 打浆度为 32° SR本色浆; 将重量份 70%上述未漂浆与 30%的漂白木浆分别进行打浆, 未漂浆打浆浓度 3.0%, 木浆打浆浓度 4.5%, 打浆 在双圆盘磨浆机种进行,打浆之后所得到的成 浆质量标准为:未漂浆打浆度 35°SR, 打浆湿重为 1.6g, 木浆打浆度 46 °SR, 打浆湿重为 2.0 go 所述漂白木浆为现有 技术的漂白木浆, 包括硫酸盐针叶木浆、 亚硫酸盐针叶木浆等等将打浆后的浆料 在现有技术常用的造纸机中进行抄造, 得到定量为 70g/m 2 , 的本色文化用纸; 6)、 黑液浓縮

将步骤 3) 中得到的挤出的浓度为 9Be' (20°C), 残浓度 14g/L的黑液六效 七体蒸发器进行蒸发浓縮, 其中 I效 110-100°C、 II效 90-100°C、 III效 80-90 。C、 IV效 70-80°C、 V效 60-70°C、 VI50-60°C, 各效的浓度分别应为 (以波美度 计): VI效 5— 8、 V效 7— 10、 IV效 9一 12、 III效 11一 14; 第一次经过 II效和 I 效时, II效 14一 17、 I效 18— 21; 第二次经过 II效和 I效时, II效 23— 25、 I 效 25-29, 得到固含量为 65%、 波美度为 40、 pH = 5 的浓黑液, NH 4 + _N 浓度为 4500mg/l、 温度为 25°C的重污冷凝水和 NH -N浓度为 80mg/l的轻污冷凝水;

7)、 肥料的制备

将浓黑液、 木质素和腐殖酸按照质量百分比 80%、 5%、 15%的比例混合成 料浆, 加入 KC1, 然后喷雾干燥, 得到有机质含量 67%, N+P 2 0 5 + K 2 0总含量 4%, 黄腐酸 40%的固态黄腐酸肥料,而 NH4+-N浓度为 80mg/l的轻污冷凝水回用于步骤 3) 的洗涤工段中;

8)、 污冷凝水和废料等混合发酵形成基质

收集步骤 1) 中产生的废料 1000Kg, 加入 4000Kg步骤 6) 得到的 NH -N浓度 为 4500mg/l、 温度为 25°C的重污冷凝水, 搅拌混合均匀得到发酵前混合物, 其中 混合物中含水量为 60%, 碳的质量百分比与氮的质量百分比的比值 20 : 1, pH 为 9.8, 混合后采用条垛式发酵方法进行自然耗氧发酵 , 在发酵的过程中对温度 进行监测, 发酵过程的温度逐渐上升, 当温度升至 55— 60°C并持续 25天后开始 下降, 温度下降至 40°C发酵过程结束, 其 11为6.5, 得到的产品有机基质中, 含 有 50%有机质, 20%腐殖酸, 全钾含量为 2.0%, 全磷含量为 0.5%, 全氮含量 为 2%; 通气孔隙为 50%, 总孔隙度为 60, 持水孔隙为 20%, 并且还有微量元素 22.48mg/kg铜、 62.65mg/kg锌、 2· 38g/kg铁、 281· 03mg/kg锰。

将得到的基质用于农田种植芦竹, 但不仅仅限于芦竹。 实施例 7

参考实施例 1 的方法进行基质制备, 不同之处在于发酵的原料分别采用农作物 副产品如稻草、 生活垃圾中的有机废弃物, 以及农作物副产品如稻草、 生活垃圾中 的有机废弃物与制浆备料的副产物的混合物, 混合的重量比为 1: 1, 制得的肥料具 有实施例 1基本相同的效果。 比较例 1 (基质与泥炭理化指标对比表)

下表为本发明所提供的基质与泥炭理化指标对 比表。 检 测 结 果 检 测 项 目 测 定 值 单 位 分析检测方法 本发明基质 泥炭

pH值 7. 45 6. 8 饱和浸提一 pH计法

有机质 24. 32 40. 3 % 重铬酸钾容重-稀释热法 腐殖酸 12. 47 16. 3 % 碱性焦磷酸钠浸提法 全 氮 1. 14 1. 06 % H 2 S0 4 -H 2 0 2 、肖煮法

全 P (P 2 0 6 ) 0. 12 0. 03 % H 2 S0 4 -H 2 0 2 消煮, 钼锑抗比色 法

全 K (K 2 0) 1. 13 0. 21 % H 2 S0 4 -H 2 0 2 消煮, 火焰光度计 法

铜 22. 53 15. 4 mg/kg 原子吸收分光光度法 锌 62. 70 34. 96 mg/kg 原子吸收分光光度法 铁 2. 38 3. 0 g/kg 原子吸收分光光度法 锰 281. 03 453 mg/kg 原子吸收分光光度法

EC值 1. 93 0. 15 ms/ cm 饱和浸提一电导法

比重 0. 33 0. 44 g/cm 比重瓶法

容重 0. 19 0. 20 g/cm

总孔隙度 49. 64 38. 8 % 饱和法

通气孔隙 38. 80 12. 75 %

持水孔隙 10. 84 26. 05 %

大小孔隙比 3. 78 0. 49

含水量 30-50 30-50 %

基质 EC值为 1 . 93Ms/cm, 基质电导率 (EC值) <2. 6Ms/cm 时对于各种作物均无害;

基质的 pH值为 7. 95, 泥炭基质 pH值为 4. 5-7. 5, 二者相差 检

、)Ιϊ(ιΙ 不大;

泥炭基质中 N 、 P、 K 三种元素的平均含量为: 全氮 结

0. 49%- 3· 27%、全磷 0. 01%- 0· 34%、全钾 0. 01%- 0· 59%,基质全氮、 论

全磷、 全钾含量分别为泥炭基质的 2. 3倍、 12倍、 57倍;

基质的通气孔隙为 38. 80%, 泥炭基质的平均通气孔隙为

5%-30%, 基质的通气孔隙略优于泥炭基质。

从上面的检测结果可以看到基质全氮、 全磷、 全钾的含量高于泥炭, 通气空 隙也优于泥炭基质, 可见其效果优于泥炭基质。 实施例 8

1 )、 备料得原料和废料

将甘蔗渣采用常规干法备料方法进行备料, 得到用于制浆的甘蔗渣原料和废

2)、 原料的蒸煮 将上步得到的用于制浆的甘蔗渣原料装入蒸球 中, 向蒸球中加入蒸煮药剂亚 硫酸铵, 其中亚硫酸铵的用量为绝干原料量 10%, 液比为 1: 3.5, 通入蒸汽进行 加热,加热升温至温度为 115°C时保温 35分钟,进行小放汽,继续加热升温至 172 V, 保温 70分钟, 得到浓度为 14%、 硬度为 18高锰酸钾值的高硬度浆;

3)、 挤浆

将步骤 2) 中得到的浆按照常规方法进行挤浆, 得到挤浆后的浆料和浓黑液; 4)、 洗浆和黑液回用

将步骤 3) 中得到的挤浆后的浆料按照常规方法进行洗浆 , 得到洗浆后的浆 料和稀黑液;

5)、 氧脱木素

将步骤 4) 中得到的洗浆后的浆料按照常规方法进行疏解 、 单段氧脱木素。 得到白度为 40%IS0, 裂断长为 4.5km, 撕裂度为 300mN, 耐折次数为 30次, 打浆 度为 32°SR的本色浆, 然后采用常规方法对其进行打浆和抄造得到本 色纸;

6)、 黑液浓縮

将步骤 3) 中得到的黑液和步骤 4) 中得到的黑液合并得到固含量为 15%, 波美度为 9的稀黑液,然后将其进行蒸发浓縮,得到固 量为 30%,波美度为 18, 浓黑液和 NH -N浓度为 1700mg/l、 温度为 48°C的污冷凝水。

7)、 肥料的制备

将浓黑液、木质素和腐殖酸按照质量百分比 30%、 45%、 25%的比例混合成料浆, 然后直接干燥得到有机质含量 70%, N+P 2 0 5 + K 2 0总含量 4%, 黄腐酸 5%的黄腐酸 肥料

8)、 亚硫酸铵的生成混合发酵形成基质

将步骤 6) 得到的 NH -N浓度为 1700mg/l、 温度为 48°C的污冷凝水用于废烟 气脱硫, 生成亚硫酸铵, 生成的亚硫酸铵作为步骤 2) 的亚铵法蒸煮液进行蒸煮。

其中废烟气脱硫的方法采用现有技术的方法。

或者在实施例 1-3 的基质发酵过程中加入, 进一步提供氮源从而进入所述循 环。 实施例 9

其他和实施例相同, 不同的是:

8)、 亚硫酸铵的生成混合发酵形成基质

将得到的 NH -N浓度为 4000mg/l、 温度为 70°C的重污冷凝水用于烟气脱硫, 生成亚硫酸铵, 生成的亚硫酸铵作为步骤 2) 的亚铵法蒸煮液进行蒸煮。

其中烟气脱硫的方法采用本发明的方法, 具体如下: 烟气首先经过静电除尘 设备进行除尘, 除尘后的烟气经过引风机加压后, 首先进入文丘里管, 废氨水罐 与文丘里管相连接, 在文丘里管中喷入所得到的重污冷凝水和氨水 的混合液对烟 气中的二氧化硫进行吸收得到亚硫酸氢铵混合 液。

从文丘里管出来的烟气混合液进入脱硫塔底的 集液池中, 喷入过量的重污冷 凝水和氨水混合液同亚硫酸氢铵进行反应生成 亚硫酸铵。 集液池中形成亚硫酸氢铵、 亚硫酸铵的氨水混合液, 用泵将此混合液打到塔 的高处, 并通过塔中部的三层喷淋装置向下喷出, 同向上的烟气均匀混合, 从而 吸收烟气中残留的二氧化硫。 混合液中的亚硫酸氢铵同二氧化硫反应得到亚 硫酸 铵并回到集液池中。 如此反复循环将烟气中二氧化硫吸收完全。

此外塔顶还有一清水喷淋装置, 用于吸收脱硫过程中逸出的氨气, 并回到集 液池中, 加入到喷淋吸收二氧化硫的循环中。

在脱硫塔中有一 pH检测装置, 当脱硫塔中 pH达到 7. 5时, 即集液池中亚硫酸铵、 亚硫酸氢铵达到一个平衡状态时, 即放出进入亚硫酸铵罐。 然后经过沉淀、 过滤 净化后进入净化的亚硫酸铵储罐, 用于亚铵法制浆。

在脱硫塔上部经过净水吸收的废气从塔顶排出 , 然后经引风机进入一氨吸收 塔中, 在氨吸收塔中使用净水吸收废气中残存的氨气 , 形成稀氨水, 进入氨水罐, 调节氨水浓度在 1〜2 %。 然后将调节过浓度的氨水通入到废氨水罐中, 循环使用 吸收烟气中的二氧化硫。 此外, 废氨水罐中还可以使用其他工业产成的废氨水 , 调节浓度合格后进行废气吸收。吸收后的废气 排放,二氧化硫吸收率达到 99. 5 o 将前面产生的亚硫酸铵混合液作为实施例 1 的步骤 2 ) 中的亚铵法蒸煮药剂 加入到蒸煮锅中进行蒸煮及后续工序, 形成循环。 实施例 10

本实施例所述的水处理方法包括: 过滤, 絮凝沉淀, 生化处理以及深度处理 步骤。

絮凝沉淀采用 UPCB处理。

生化处理步骤采用 QA 2 0处理。

深度处理步骤包括常规的沉淀分离步骤。

其中, 所述过滤为微过滤, 滤网的目数从 80- 120目。

另外还包括对 UPCB以及 QA 2 0产生的污泥进行污泥脱水处理的步骤。

针对以上问题, 本发明的研究人员设计了一种集中了涡流反应 器、 旋流反应 器、 孔板反应器的优点, 在反应过程中又融入污泥循环技术、 污泥接触过滤技术 和微生物兼氧厌氧分解作用的新工艺。 其具体工艺流程如下:

参见图 3中, 造纸废水首先进入集水池, 并添加絮凝剂。 之后在提升泵和管 道的作用下使其充分混合。 然后进入 UPCB反应器的混合反应层。

优选的是, 在废水进行集水池之前进行过滤, 然后进入沉砂池进行沉砂处理, 以便除去泥砂、 纤维、 部分木质素、 色素等等。 在过滤和沉砂池进行沉砂处理均 采用现有技术中常用的处理方式, 本领域普通技术人员可以根据需要进行适当的 选择, 并且这些选择均属于常规设计的范围, 无需做出创造性劳动。

然后, 在混合反应层和强化反应层交界处添加兼氧、 好氧、 循环污泥, 以便 进行充分的絮凝沉淀。

在后, 向其中添加或不添加絮凝剂。 并在 UPCB吸附过滤层后, 向沉淀池的水 中添加助凝剂, 以便更为充分地进行絮凝沉淀, 且更易分离得到上清液。

对于加药点 a, 可加入通常使用的絮凝剂, 本领域普通技术人员可以根据需 要选择适当的絮凝剂, 这对于本领域普通技术人员而言是显而易见的 , 无需做出 创造性劳动。 所述的絮凝剂例如包括液体絮凝剂 (PAC、 PAFC、 PSAC、 PSFAC 等)。

加药点 a位于提升泵前, 加药浓度 1 10%, 优选 3-6%。 对于其添加方式没有 特别的限制, 例如可以采用氟塑料泵加入或利用泵前负压吸 入。

废水充分混合后首先进入 UPCB反应器的混合反应层。

混合了药剂的废水沿切线进入圆形 UPCB反应器底部,并向上偏行 15— 45度。 使水在该区乃至全反应器内保持旋流状态。 根据需要, 可以在该区设置旋混流反 应器、 孔板反应器等装置, 以便保持旋流状态。

加药点 b位于混合反应层与强化反应层交接处, 该点在反应器中心轴线上, 用于加入厌氧、 兼氧、 好氧以及物化絮状污泥。 对于所添加的污泥没有特别的限 制, 只要其能够起上述作用即可。 本领域普通技术人员根据需要, 采用常规的技 术手段能够选择适当的污泥, 所述选择对于本领域普通技术人员来说是显而 易见 的, 无需做出创造性劳动。

UPCB吸附过滤层位于反应器上部, 主要包括出水管、 导流板、 加药器、 过滤 网搅拌器等。 该层中上部在运行过程中形成一定厚度的污泥 过滤层, 其处于半流 动状态, 可以截流大量在强化反应区没能形成絮体的细 小 ss, 以过滤网为界限, 网上为泥水混合物流动反应区, 网下位悬浮高浓污泥过滤区。 过滤网可采用 20— 40目的尼龙、 聚酯或不锈钢网等等。 污泥层的厚度随所用反应器的大小变化。 但 在工业实施过程中, 考虑到通常设备的大小, 所述污泥层的厚度通常在 1-2米之 间。

优选的是, 增设加药点 d, 在该点进一步加入助凝剂, 使絮体更密实, 更大、 使水更清。 所述助凝剂为本领域通常使用的那些, 本领域普通技术人员通过简单 的试验应当能够确定, 该点的加药量优选在 0. 2 5ppm。

为了更好地将循环的污泥去除,优选将水力停 留时间控制在 4 10小时之间, 停留时间过短生物效果不明显, 过长污泥容易上浮。

该反应器去除 s s和胶体, 使水中的大颗粒污染物得以去除, 并发生了一定程 度的兼氧厌氧水解酸化反应。 使得如果需要的话, 随后的厌氧好氧等处理更易于 进行。 UPCB技术的运行效果参见下表:

通过本发明的废水处理方法, 废水的回用率达到 60%以上。

QA 2 0主要包括 Al、 A2、 0三段, 但与传统 A 2 0工艺区别较大, 因其 Al、 三段独立设置, 且每段分别为 A1 (复合反应曝气池)、 A2 (脉冲布水上升流厌氧 反应器)、 0 (延时多级 AO曝气池), 该工艺具有极强的 SS、 C0D、 BOD等污染物的 去除能力, 传统的 A 2 0污泥循环全部贯穿整个工艺, 且好氧池混合液在 A2段和 0 段大量循环, 主要目的是实现脱氮除磷。

由两工艺图可以看出, QA 2 0工艺与传统 A 2 0工艺区别较大, 在传统 A 2 0工艺中 污泥是在 Al、 A2、 0三段中循环, 中间不设沉淀池, 且在 A2、 0两段间有混合液 循环, 且在这三段中 A1是厌氧 A2是兼氧 0好氧。 在 QA 2 0工艺中 A1段以兼氧菌 为主, 同时又符合了物化反应, 且该段单独设有沉淀池, 有独立的污泥循环系统, A2段以专性厌氧菌为主, 为完全的厌氧工艺, 有独立的混合液循环系统, 不依赖 A1和 0段污泥回流, 而 0段则以好氧菌为主, 通过曝气设备的交替供氧实现多个 富氧缺氧段的串联即多级 A0, 且在 0段前设置生物选择池, 以达到优化菌种的目 的。

该工艺主要涵盖五大作用: 去除 SS、 脱氮、 除磷、 提高可生化性、 降解 COD 禾口 B0D。

( 1 )在 A1段以去除 SS为主, 同时发生硝化反硝化反应, 实现脱氮除磷作用

(详见复合反应曝气池部分)

( 2 ) 在 A2段主要以厌氧消化为主, 同时又起到一定的大分子有机物断链分 解为小分子有机物的作用, 提高了后续 0段的去除率, 并且实现磷的释放。 (详见 脉冲布水上声流厌氧反应器部分)。

( 3 ) 在 0段则完全发挥好氧菌的优势, 并同时实现多级 AO交替, 使微生物 更具活性, 以达到较高的去除效率。 另外长期在延时低负荷下运行生成了大量的 好氧颗粒污泥。

所述该反应器主要特点有:

1、 不用三相分离器。 这是本厌氧反应器与传统的反应器最大的区别 之一, 通 过较大的直径 /高度比 (5 : 1 ), 降低了废水的流速, 从而达到了固液分离的目的。

2、采用脉冲布水系统, 通过虹吸作用将布水器内贮存了 3〜5分钟的 A1段出 水在短时间 (几秒至十几秒) 内以很快的流速冲向池底, 把池底的污泥层向上冲 起呈悬浮状态, 从而使池内的泥水均匀混合, 保证了厌氧反应的效率。

3、 尤其适用于 (但不仅限于) 麦草化学浆中段废水。 对该废水中的纤维素、 半纤维素、 多糖、 还原糖、 配涂料废水中的改性淀粉、 部分木素及其衍生物等有 良好的针对性, 很好的发挥了水解酸化将这些大分子碎解成小 分子, 为后续的好 氧处理创造条件。

4、 厌氧菌为颗粒污泥和絮状污泥。 传统厌氧大多由于直径过小, 流速高, 使 得絮状污泥流失严重, 而以培养颗粒化厌氧污泥为主, 该反应器则可以使颗粒污 泥与絮状污泥共存, 同时作用, 以达到更高的去除效果, 同时也提高了 ss的去除 能力。

5、 单池处理能力大, 由于采用大径高比, 使得单池处理能力大大提高。 本实施例所述的工艺: 中段水原水平均 C0D3800 mg/L, 经该系统处理后 UPCB 出水平均 1900 mg/L, 出水 1280 mg/L, A 2 出水 730二沉池出水 85 mg/L, SS<50 mg/L。

利用现有技术的物化 +好氧生化法处理, 原水约 C0D2500mg/L ,物化加絮凝剂 PAC800ppm, PAM5 ppm, 出水 C0D1850左右, 好氧生化水力停留时间 96 小时出水 C0D350mg/L o

从上述比较可以看出, 现有技术的处理成本高于本实施例所述的工艺 , 且出 水不稳定不能达标。 实施例 11

本实施例所述的水处理方法包括: 过滤, 沉砂, 絮凝沉淀, 以及分离回用步 骤,

在本发明的过滤步骤中, 可以采用现有技术中常规的过滤技术, 以便除去泥 砂、 纤维、 部分木质素、 色素等等, 在去除大量固形物(SS)的同时, 还可以回收 浆料。

优选的是, 采用旋转式微滤机进行过滤, 选用 80-120目的钢网或尼龙网, 回 收得到的浆料优选浓縮至 2% (重量)返回制浆系统, 经过滤后的废水, 控制其 SS 小于 800mg/L。

经过滤后的废水, 仍含有泥沙, 为降低回用成本, 提高回用水水质, 保证后 续设备的正常运行, 优选对废水进行除砂处理。 可以采用现有技术中常用的除砂 手段。

通常采用沉砂池进行沉砂处理, 底部进行间歇排砂, 上清液进行絮凝沉淀步 骤。

对于不同的中水, 即不同浓度、 不同杂质含量的中段, 絮凝剂的总用量以能 够将其中的杂质沉淀出来为准, 本领域普通技术人员通过简单的试验应当能够 确 定絮凝剂的用量。

然而, 在本实施例中, 优选的是, 以待处理中水的重量计, 絮凝剂的总用量 为 300— 800ppm。

由于制浆不同阶段产生的废水其盐分含量不同 , 因此, 在本发明中, 优选将 高、 低盐分的废水在处理前进行分离, 收集低盐分的废水。 利用常规的过滤, 除 砂, 絮凝沉淀等处理步骤, 以便除去泥砂、 纤维、 部分木质素、 色素等等, 从而 达到排放或回用的标准。

在本发明中, 絮凝沉淀步骤分两步进行: 首先向中水中添加 10-30% (重量)的 絮凝剂; 然后对 70-90%的絮凝剂进行脱盐处理, 再将经脱盐处理得到的絮体添加 至待处理中水中, 以完成絮凝沉淀处理。

其中所述的脱盐处理包括: 使絮凝剂在清水进行絮凝, 收集絮体作为絮凝沉 淀步骤的絮凝剂。

另一脱盐处理包括: 使絮凝剂在待处理中水中进行絮凝, 收集絮体; 然后使 絮体酸化, 厌氧处理, 所述酸化和厌氧处理可采用现有技术中常规的 技术进行, 这对于本领域普通技术人员而言是显而易见的 。 具体地说, 将絮体送入酸化池, 控制温度在 25_45 °C, 停留时间 8— 12小时, 并接种产酸菌; 同时控制固液分离, 即在沉淀池或浓縮池中实现分离。 酸化后进入厌氧系统, 继续进行酸化反应, 使 产酸菌最大限度的发挥作用; 同时保证回流搅拌强度, 保证菌种的充分混合和流 动, 避免颗粒污泥生成, 控制水利停留时间 20-36小时。 以使絮体再生; 然后再 收集再生的絮体作为絮凝沉淀步骤的絮凝剂。

在本发明中, 优选的是, 在絮体浓度 3-5%重量下进行再生, 再生处理完成时 的 pH从 6-6. 5。

在本发明中, 对于所采用的絮凝剂没有特别的限制, 例如, 可以采用现有技 术中已知的铝铁复合盐絮凝剂。

为了达到更好的絮凝沉淀效果还可以添加助凝 剂, 同样, 对于助凝剂的使用 没有特别的限制, 例如, 可以采用常用的聚丙烯酰胺助凝剂等等。 对其用量没有 特别的限制, 本领域普通技术人员可以根据需要进行适当的 选择。

然而, 优选的是, 以待处理废水的总重量计, 助凝剂用量优选为 l_6ppm。 助 凝时间优选为 1-3分钟, 更优选为 2分钟。

在絮凝沉淀步骤中, 优选的是, 首先向中水中添加占总用量 10-30%重量的絮 凝剂, 使中水进行絮凝沉淀, 其加药点 GT从 10 6 _10 8 , 其中 G为速度梯度, T为搅 拌时间; 混合反应 2-8分钟, 更优选的是, 混合反应 4-6分钟, 最优选混合 5分 钟, 然后再添加经脱盐、 再生处理的絮体进行絮凝, GT从 10 5 _10 6 , 混合反应 5-15 分钟, 更优选混合反应 6-10分钟, 最优选混合反应 8分钟。

在本实施例中, 优选的是, 在沉淀池中进行 2-12小时的沉淀, 优选进行 4-8 小时的沉淀; 上层清水直接排放或回用; 并将 30-50%的沉淀物进行再生, 即水解 酸化、 厌氧处理, 以便得到用于中水处理的絮体, 并将其用作沉淀步骤的絮凝剂。 通过本发明的中水处理方法, 中水的回用率达到 70-80%。

图 9中, 中水 W首先进入过滤段进行过滤, 然后进入沉砂池进行沉砂处理, 以便除去泥砂、 纤维、 部分木质素、 色素等等。 在过滤和沉砂池进行沉砂处理均 采用现有技术中常用的处理方式, 本领域普通技术人员可以根据需要进行适当的 选择, 并且这些选择均属于常规设计的范围, 无需做出创造性劳动。

接着, 将处理过的中水送入反应池, 在其中首先与部分絮凝剂, 例如 10-30% 重量的絮凝剂进行絮凝沉淀处理; 然后再添加剩余的经脱盐处理的絮体进行絮凝 沉淀处理, 以便进行充分的絮凝沉淀。

本实施例也可以采用 100%脱盐处理的絮体作为絮凝剂进行絮凝沉淀 理。 絮 凝剂的用量以及絮凝处理的工艺条件与前述采 用部分絮凝剂进行脱盐处理的相同 或类似。 本领域普通技术人员只需通过简单的试验应当 能够实现。

优选的是, 还向中水中添加助凝剂, 以便更为充分地进行絮凝沉淀, 且更易 分离得到上清液。

在充分絮凝沉淀之后, 使处理过的中水进入沉淀池, 以便分离出污泥, 上清 液经集水池回用至造纸工段, 中水回用系统前后废水性质的变化见下表:

由上表可以看出,该系统可有效去除废水中的 COD和 SS, COD去除率达到 58% 以上, SS达到 85%以上。 而且该系统运行稳定, 出水水质几乎无波动, 保证了回 用水水质。 监测时间 监测项 COD SS 巨 (mg/L) (mg/L) 进水 3526 2318 出水 1421 260 去除率 59.7% 进水 3551 2430 出水 1430 250 去除率 59.7% 89.7% 进水 3433 2442 出水 1418 240 去除率 58.7% 90.2% 进水 3550 2314 出水 1427 230 去除率 59.8% 90.1%