制浆造纸废水处理新技术

随着制浆造纸工业的发展以及人们对环保意识的不断提高,要求造纸废水排放需达到GB3544—2008排放标准,因此,制浆造纸废水处理新技术的研究及应用成为热点。本文主要介绍了酶处理、复合仿生酶处理、营养剂生物处理等生物新技术以及高级氧化技术、新型膜技术在深度处理制浆造纸废水中的研究与应用情况,以期对今后制浆造纸废水处理提供有价值的参考。

乙酸对撑篙竹乙醇法制浆及浆料性能的影响

以撑篙竹为原料,探讨了乙醇法制浆过程中添加乙酸对浆料得率、硬度、纤维素结晶度、纤维形态及成纸性能等指标的影响。研究结果表明:添加2.0%的乙酸后,蒸煮液pH值由7.3下降至4.1,可显著降低蒸煮液的pH值;浆料的粗浆得率由46.64%下降至43.14%,加速了碳水化合物的降解;浆料卡伯值由52.31下降至48.90,促进了蒸煮过程中木质素的脱除;乙酸用量≤6%时,木质素的相对分子质量有所增加,乙酸用量>6%时,木质素的相对分子质量有所降低。添加乙酸可使木质素的降解或缩合并存,同时使纤维收缩并变得硬挺,浆料纤维的二重重均长度(L_(w))由1.72 mm下降至1.58 mm,二重重均宽度(W_(w))由25.27μm下降至19.37μm;成纸的松厚度、撕裂指数有所提升,松厚度由2.16 cm^(3)/g上升至2.30 cm^(3)/g,撕裂指数由130.67(mN·m^(2))/g上升至133.33(mN·m^(2))/g;而抗张指数、耐折度和耐破指数有较大幅度降低,抗张指数由19.06(N·m)/g下降至14.37(N·m)/g,耐折度由6次下降至3次,耐破指数由1.0(kPa·m^(2))/g下降至0.7(kPa·m^(2))/g;纤维素结晶度由54.67%下降至48.71%,乙酸会破坏纤维素结晶区,且随乙酸用量的增加,纤维素结晶度逐渐降低,但天然纤维素的晶型不会改变。

杨木乙醇制浆中木素结构变化的研究

通过红外光谱、核磁共振氢谱技术手段研究了杨木自催化乙醇制浆中木素结构的变化。通过结果推测得出,木素分子可能发生了如下变化过程:木素大分子的α-O-4和β-O-4烷基芳基醚键大量断裂,醚的烷基部分在α位和β位生成碳正离子,而醚的芳基部分氧带负电,接受H+形成酚羟基。由于苯环上电子云电负性的作用,使剩余未断裂的α位醚键或羟基重排到β位,α位变成碳正离子,β位生成醚键或羟基,该醚键继续断裂,从而使木素大分子碎解成小分子而被乙醇溶剂溶出,所形成的α位碳正离子与其他苯环上酚羟基重新缩合成醚键。

杨木乙醇木素型造纸湿强剂的合成及应用

用羟甲基化杨木乙醇木素与PAE树脂进行接枝共聚,制备木素型造纸湿强剂。通过正交试验确定了羟甲基化木素的用量、pH值、反应温度、反应时间等工艺条件对改性反应的影响程度。研究结果表明,当羟甲基化木素质量分数为40%、pH值为8.5、反应温度为45℃、反应时间为3 h时,添加该改性物纸页的湿抗张强度保留率为33.67%,湿耐破度保留率为46.09%,与PAE添加效果相近,满足纸页湿强度的要求。通过红外光谱验证羟甲基化木素与PAE树脂经反应发生了交联,PAE以醚键和苯基酰胺结构连接到木素大分子上。

稻草制浆中硅含量测定方法的改进

采用可见分光光度法测定稻草纤维原料及其亚铵法制浆废液中的硅含量。比较了分析纯Na2SiO3·9H2O和单晶硅标准物工作曲线的线性相关性,探讨了浸提剂种类和浸提温度对测定结果的影响。结果表明,在实验试剂用量范围内,分析纯Na2SiO3·9H2O和单晶硅标准物在680 nm处吸光度与质量浓度呈线性关系,相关系数分别为0.989和0.981;使用0.5 mol/L的盐酸作浸提剂浸提效果好,有效硅含量测定值最高;最佳浸提温度为30℃。利用该方法对稻草原料和锅炉粉煤灰的有效硅质量分数进行了测定,分别为6.40和13.2 mg/g。

杨木自催化乙醇法制浆及其反应历程的研究

研究了杨木自催化乙醇法制浆的保温温度、乙醇浓度、液比和保温时间等因素对成浆状况的影响规律,得出了制浆的最佳工艺条件:保温温度205℃,乙醇体积分数60%,液比1∶10,保温时间2.5h。同时研究了杨木自催化乙醇法制浆保温阶段的反应历程和反应动力学,研究结果表明:保温阶段脱木质素反应为一级反应,反应分为大量脱木质素和残余脱木质素两个阶段;在蒸煮最优条件下,大量脱木质素阶段反应速率常数为0.0128min-1,反应活化能为47.9980kJ/mol;残余脱木质素阶段反应速率常数为0.0038min-1,反应活化能为78.7751kJ/mol。

糖厂滤泥作为造纸填料的研究

用霉菌和碱净化糖厂滤泥,同时选取最佳漂白剂漂白滤泥,通过实验确定最佳漂白剂的最适反应条件;然后探讨了滤泥不同加填量对纸张性能的影响,并与商品轻质碳酸钙(PCC)加填纸的性能进行对比。结果表明,采用霉菌和碱净化滤泥,可使滤泥中残存有机物含量仅占滤泥CaCO3含量的0.14%,滤泥白度达到51.5%。最佳漂白剂(PL2)的最适反应温度100℃,用量6%,反应时间1.5 h,在此条件下获得的滤泥白度可达到60%。由纸张性能实验可知滤泥最佳用量为20%,与商品PCC加填纸性能相比,相同条件下滤泥加填纸的多项性能得到改善。

低碳经济发展中的造纸产业节能减排研究初探

造纸企业是工业生产中的耗能大户之一,该行业相关的节能降耗研究具有重要的意义。本文根据国内外造纸业发展的新形势、新要求,结合美国造纸工业能耗带宽和我国造纸工业用能状况,在分析了目前造纸工业的能耗状况基础上,探索了我国节能降耗工作的发展方向。节能工作可推动我国造纸工业节能减排增效,实现向低碳产业经济发展的战略目标。

杨木自催化乙醇法制浆蒸煮废液的超滤处理

研究了利用PES超滤膜处理杨木自催化乙醇法蒸煮废液时,膜通量及膜滤阻力的变化规律,分析了超滤过程中的膜截留分子质量、温度、乙醇浓度、压力、搅拌速度等因素对超滤过程的影响,确定超滤过程的最佳操作条件:PES膜截留相对分子质量1.0×104,压力0.20 MPa,搅拌速度600 r/min,温度30℃;研究结果表明膜污染主要是由膜面颗粒沉积层决定的。

糖类生物质造纸化学品的应用

针对目前造纸行业面临的资源与环境压力,介绍了糖类生物质化学品在造纸领域中的应用开发,着重论述了单糖、二糖以及聚甘露糖、聚木糖、淀粉、壳聚糖等其他天然多聚糖类造纸化学品在工业中的研究进展,为生物质造纸化学品的研发提供参考。

低分子质量HACC在废纸造纸中的应用研究

本文主要探讨了低分子质量壳聚糖季铵盐(HACC)在废纸脱墨浆中用作阴离子垃圾捕集剂(ATC)的湿部化学效应,并与聚胺(PA)、聚合氯化铝(PAC)等传统ATC进行比较,通过纤维表面Zeta电位、阳离子需求量、残余油墨含量、留着率及成纸性能的变化对其进行表征,以开发新型的ATC,有效缓解造纸机运行性能和成纸物理性能与阴离子垃圾之间的矛盾。结果表明,HACC是一种有效的ATC,对阴离子垃圾捕集效果较好,当用量为0.10%时,能有效去除废纸脱墨浆中70%以上的阴离子垃圾,且纤维表面Zeta电位变化较小。此外,因其独特的多羟基、胺基结构及对纤维的直接性,能有效固着残余油墨和细小组分于纤维表面,减少湿部沉积物。而较高分子质量的2# HACC较1# HACC更适合用作ATC,与PA、PAC等相比,能有效地降低阴离子垃圾对成纸物理性能和造纸机运行性能的负面影响。

超滤分级造纸黑液中木素的研究进展

阐述了超滤分离过程的特点及分离原理。介绍了国内外超滤分级造纸黑液木素的研究进展。

木质纤维生物质精炼中木质素的分离及高值化利用

木质纤维素作为最有前途的可再生资源,可替代现有的液体燃料。因此,木质素作为木质纤维生物质细胞壁的主要成分之一,由其开发的高附加值产品将大大提高从可循环利用生物质生产能源的经济性。本文回顾了自催化乙醇精炼技术的优势,相对于其他制浆技术不仅可以高效地从木质纤维生物质中分离出高活性的木质素,还可以获得高附加值的副产品(如糠醛、低聚糖、乙酰丙酸、甲酸、乙酸等)。同时,抽提液可循环利用。基于自催化乙醇精炼木质纤维生物质的特点,介绍了用自催化乙醇精炼所分离出的高活性木质素进行高值化利用的优势,以及用木质素生产高附加值产品的研究及利用,从而为木质纤维生物质中木质素在工业上大量开发利用提供了一条新的途径。

纸浆绿色漂白技术新进展

回顾了国内外纸浆绿色漂白技术的现状,主要介绍了H2O2漂白、臭氧漂白、生物漂白、电化学漂白以及其他漂白技术的新进展。

紫外-可见光谱法测定黑液中木素含量

通过对3,5-二硝基水杨酸(DNS)及草浆黑液木素溶液紫外-可见特定波长区域光谱图的研究,建立了一种快速、简便、准确的草浆黑液中木素含量测定方法。研究结果表明,草浆黑液木素在520nm处DNS溶液吸光度值与木素溶解量二者具有较高的线性关系。该方法在测量时可以排除草浆黑液中还原糖及亚硫酸钠的干扰。不但能测定碱法草浆黑液中木素含量,还可以测定碱性亚硫酸盐法草浆黑液中木素含量。采用该方法测定草浆黑液中木素相对含量是准确可靠的。

载钛硅藻土功能涂料的制备及性能

随着人们对生活质量及室内装饰材料要求的日益提高,功能性涂料越来越受到人们的关注。以硅藻土为基料,通过TiCl4均匀水解法对硅藻土进行载钛处理,再通过传统涂料工艺制备硅藻土功能涂料。研究表明,均匀水解法获得的载钛硅藻土负载率高且稳定;最优的载钛条件为理论TiO2的负载量100%,温度80℃、尿素浓度0.2mol/L、反应时间1h,TiO2实际负载率可达74.7%,载钛硅藻土的最低抑菌浓度为8g/L,抑菌率达99.7%;利用载钛硅藻土制备的硅藻土功能涂料吸湿率为12%,抑菌圈尺寸为4mm,表明硅藻土功能涂料具有良好的吸湿性能和抑菌性能,是一种具有良好应用前景的涂料。

杨木乙醇木素羟甲基化改性反应的研究

用甲醛对杨木乙醇木素进行羟甲基化改性并对其反应机理和反应条件进行了研究。通过测定改性后产物的羟甲基含量值,确定了杨木乙醇木素羟甲基化改性的最优条件:甲醛用量7.37 mmol.g-1(对木素),pH值10.0,反应温度65℃,反应时间90 min。在该条件下对杨木乙醇木素进行羟甲基化改性,测得改性后木素的羟甲基质量分数可达到12.84%。

彩色激光打印纸的剖析与研制

剖析了一种彩色激光打印纸,并对其进行了试制。通过对彩色激光打印纸进行成分分析、电子显微镜观察,得出该纸用杨木漂白硫酸盐浆抄造。借助化学方法、红外光谱法对样纸及其灰分进行分析,得出该彩色打印纸中所加填料为碳酸钙,增强剂为淀粉,施胶方法为AKD中性施胶,并用PAE)作做其增效剂。依据对样纸分析所得出的结果,本文重点研究了以草浆为主,配抄部分商品针叶木浆、红麻全秆化学浆取代杨木浆来制造满足质量要求的新型彩色打印纸。抄纸工艺为:m[漂白硫酸盐针叶木浆(21°SR)]∶m[漂白烧碱苇浆(35°SR)]∶m[漂白硫酸盐红麻全秆浆(65°SR)]=20∶50∶30,CaCO3用量14%,淀粉用量1%,AKD用量0.5%,PAE用量0.8%。

红麻全秆制APMP的探讨

对取自黑龙江大庆地区的红麻全秆进行APMP制浆研究,通过对实验数据的分析及诸影响因素的讨论,优化了红麻全秆两段浸渍加补充漂白制APMP的工艺条件。

相反转界面细乳液聚合法制备石蜡纳胶囊与表征

采用相反转乳化的界面细乳液聚合法制备了以交联聚甲基丙烯酯甲酯为壁材,以石蜡为芯材的纳胶囊。利用光学显微镜、激光粒度分析仪、透射电镜、红外光谱仪、差示扫描量热分析仪等研究了含氟助乳化剂FC-4430、丙烯酸十八酯(SA)及芯材投料量对聚合过程、产品表面形貌、粒径、化学结构、储热性能和包覆率的影响。结果表明,FC-4430对相反转有促进作用,可降低胶囊粒子尺寸且利于包封;SA能提高纳胶囊的包覆率和热稳定性;当FC-4430用量为0.4%,SA用量为2%,m(core)∶m(shell)为2∶1时,纳胶囊的相变潜热为91.7 J/g,包覆率为63.3%,包覆效率为95.0%,胶囊粒子为球形,表面光滑,粒径为0.6~1μm,呈明显的核壳结构,芯材直径为300~500 nm。