第３９卷第４期 环境科学与管理 Ｖ０１．３９ Ｎｏ．４ ２０１４年４月 ＥＮＶＩＲ０ＮＭＥＮＴＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ Ａｐｒ．２０１４ 文章编号：１６７４—６１３９（２０１４）０４—０１０９－０３ 木浆造纸黑液酸析木质素后 滤液的处理工艺初探研究 黄杰 （上海市崇明县环境监测站，上海２０２１５０） 摘要：采用不同的吸附剂对木浆造纸黑液酸析木质素后的滤液进行吸附处理研究，并测定其ＣＯＤ 去除率和 脱色率。对滤液原料（２ ）的吸附工艺条件进行了考察。结果表明，在四种吸附剂中，粉末活性炭的吸附性能最 好。采用粉末活性炭作为吸附剂处理滤液原料（２ ）较好工艺条件为：用量为６ ｇ，吸附时间为２．５ ｈ～３ ｈ，吸附 温度为６０℃。 关键词：木浆造纸黑液；吸附剂；ＣＯＤ 去除率；脱色率 中图分类号：Ｘ７９３ 文献标志码：Ａ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｉｌｔｒａｔｅ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｆｒｏｍ Ｗｏｏｄ Ｐｕｌｐ Ｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇ Ｂｌａｃｋ Ｌｉｑｕｏｒ ａｆｔｅｒ Ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ Ｌｉｇｎｉｎ Ｈｕａｎｇ Ｊｉｅ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｃｈｏｎｇｍｉｎｇ Ｃｏｕｎｔ￣Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｔａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０２１５０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆｉｌｔｒａｔｅ ｗａｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｄｓｏｒｂｅｎｔｓ ｆｒｏｍ ｗｏｏｄ ｐｕｌｐ ｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇ ｂｌａｃｋ ｌｉｑｕｏｒ ａｆｔｅｒ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｌｉｇｎｉｎ ｗｉｔｈ ａｃｉｄ．Ｔｈｅ ＣＯＤ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ ｍｉｄ ｄｅｅｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ａｃｔｉ— ｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｉｎ ｆｏｕｒ ａｄｓｏｒｂｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｂｅｓｔ．Ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｒｅａｔｉｎｇ ｆｉｌｔｒａｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ（２ ）ｗｉｔｈ ｐｏｗｄｅｒｅｄ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ａｓ ａｄｓｏｒｂｅｎｔｓ ａｒｅ ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｂｅｎｔ ｗａｓ ６ ｇ，ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｗａｓ ２．５ｈ～３ｈ，ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｓ ６０￣Ｃ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｏｏｄ ｐｕｌｐ ｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇ ｂｌａｃｋ ｌｉｑｕｏｒ；ａｄｓｏｒｂｅｎｔ；ＣＯＤ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ；ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ 造纸工业水污染主要来自化学制浆蒸煮过程产 难以承受；并且碱回收工艺仅回收黑液中的无机盐， 生的黑液排放，制浆过程产生的黑液污染物约占全 其中的有机物被白白的烧掉，造成资源浪费。因此， 厂污染物负荷的９０％以上。黑液中含有木质素及 开发有效的黑液处理方法仍是造纸工业废水处理技 其衍生物，呈强碱性，色度高且ＣＯＤ 高，处理困难， 术研究的热点和难点。 易引起水体和环境污染…。尽管人们对造纸黑液 本研究是对木浆造纸黑液酸析木质素后的滤液 的治理和利用方法进行了大量研究，但主要集中于 进行初步研究，讨论不同吸附剂对滤液的ＣＯＤ 脱 草浆造纸黑液的处理，包括膜处理 ］、酸析絮凝 除率和脱色率的影响，并对吸附条件进行了考察。 法 ］、氧化法…、高速喷雾干燥处理 等。目前， １材料与方法 一般是进行碱回收或者焚烧处理 Ｊ，但碱回收需 要的一次性投资大，管理、运行费用较高，中小企业 １．１原料和仪器 １．１．１原料 收稿日期：２０１４—０２—１９ 木浆造纸黑液来自某造纸厂，采用硫酸酸析其 作者简介：黄杰（１９６５一），男，工程师，主要从事环境监测工作。 中的木质素（用于橡胶偶联剂），经过滤后得到的滤 通讯作者：张杰 液为实验原料，其主要性能见表１。 ・１０９・ 期 黄杰・木浆造纸黑液酸析木质素后滤液的处理工艺初探研究 Ｖ０Ｉ．３９ Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２０１４ 表１滤液原料的主要性质 表２。 表２不同吸附剂对１ 原料的吸附处理效果 （注：￥吸光度是用来反映滤液的色度，在４７０ ｎｍ时测定。） １．１．２仪器 ７２１Ｇ型可见分光光度计，上海仪电分析仪器有 限公司；ＣＯＤ 测定装置；国际型水平振荡器，上海横 沔轻工机械厂。 １．２造纸黑液的吸附处理 １．２．１ 常温试验 称取各类吸附剂２ ｇ于２５０ ｍＬ具塞锥形瓶中， 分别加入１００ ｍＬ黑液，常温下振荡１小时。然后将 以上吸附液经过滤后，取清液分别稀释２００倍，用测 定ＣＯＤ 和吸光度。 １．２．２水浴加热吸附实验 经上述水平振荡吸附实验筛选出较好的吸附 剂，进行吸附温度选择，即加入一定量的吸附剂和 １００ ｍＬ黑液，振荡混合后放入一定温度的水浴中加 热吸附一定时间。然后经过滤，取清液进行ＣＯＤ 和吸光度测定。 １．３性能测试 １．３．１ ＣＯＤ 测定及ＣＯＤ。 去除率的计算 采用重铬酸盐法（ＧＢ １１９１４—８９）测定原料和 吸附液的化学需氧量，即ＣＯＤ 。 ｃ。 脱除率＝ Ｘ１００％ １．３．２ 色度的测定及脱色率的计算 取吸附液上层清液，稀释１０倍，采用可见分光 光度计在４７０ ｎｍ处测定其吸光度，以平行样均值计 算脱色率。 脱色率＝ ｘ １００％ ２结果与讨论 ２．１吸附剂的选择 分别采用粉末活性炭、活性白土、阴离子交换树 脂、阳离子交换树脂作为１ 原料处理的吸附剂，考 察了常温下振荡１小时后，黑液的性能，结果见 －１】０・ 由表２可以看出，采用活性白土作吸附剂，不能 脱除ＣＯＤ 对ｌ 原料颜色有一定的脱除作用，可能 是由于在强酸性条件下白土中的一些成分溶于黑液 中所致。其它几种吸附剂对原料均有一定的吸附作 用，特别是粉末活性炭对１ 原料的吸附能力最强， ＣＯＤ 去除率达到４１．７％，脱色率为６６．６％。这是 因为粉末状活性炭有较大的比表面积，活性高，微孔 发达，脱色力强，孔隙结构较大等特点，从而对溶液 中的化合物有较强的吸附作用。因此，采用粉末活 性炭作为１ 原料的吸附剂较合适。 ２．２活性炭用量的影响 分别考察了活性炭用量为２ ｇ，３ ｇ，、４ ｇ、５ ｇ，６ ｇ 和７ ｇ时，对２ 原料（１００ ｍＬ）的吸附处理效果，结果 见表３。２ 黑液的５２ ９５７ ｍｇ／Ｌ，吸光度Ａ＝０．４３５， 以下同。 表３ 活性炭用量对２ 原料处理效果的影响 由表３可以看出，随着活性炭用量的增加，吸附 液的ＣＯＤ 脱除率和脱色率均呈上升趋势。这是因 为随着活性炭用量的增加，２ 原料中的化合物被吸 附的量增加，ＣＯＤ 去除率和脱色率增大。因此，选 择粉末活性炭用量为６ ｇ，对２ 原料的吸附处理效果 较好 嘉 期 黄杰・木浆造纸黑液酸析木质素后滤液的处理工艺初探研究 Ｖ０ｌＡ＿ｐ３９ｒ． Ｎ２０ｏ．１４ ２．３吸附时间的影响 考察了采用粉末活性炭分别常温振荡吸附１．０ ｈ、１．５ ｈ，２．０ ｈ、２．５ ｈ、３．０ ｈ和４．０ ｈ时，对２ 原料 （１００ ｍＬ）的吸附处理效果。结果见表４，活性炭用 量为６ ｇ。 表４ 吸附时间对２ 原料吸附效果的影响 由表４可以看出，随着吸附时间的延长，粉末 活性炭对２ 原料的吸附处理效果更好，即处理液 的ＣＯＤ 脱除率和脱色率均增大；且至２．５ ｈ以后 达到吸附平衡。这是因为随着吸附时间的延长， 原料中更多的化合物被吸附，即活性炭的吸附面 积得到更大的利用，从而处理效果更好。因此，选 择粉末活性炭常温水平振荡吸附时间２．５ ｈ～３．０ ｈ 为宜。 ２．４吸附温度的影响 考察了粉末活性炭吸附温度分别为２０℃、 ４Ｏ℃、５０℃、６０℃和７Ｏ℃时，对２ 原料吸附处理效果 的影响，结果见表５。吸附剂用量为６ ｇ，吸附时间 为３ ｈ。 表５ 吸附温度对２ 原料吸附效果的影响 由表５可以看出，随着吸附温度的升高，粉末活 性炭吸附处理对２ 原料的ＣＯＤ 去除率呈上升趋 势，且脱色率单调上升。当温度为６０℃时，２ 原料 ＣＯＤ 去除率达到最高，此时脱色率也较高。这是因 为提高温度能减小体系的粘度，促进原料中各种分 子的扩散，进而加速活性炭的吸附作用。因此，选择 粉末活性炭吸附温度为６０￣（２时，对２ 原料的ＣＯＤ 去除率和脱色率均较好。 ３ 结论 （１）采用粉末活性炭、活性白土、阴离子交换树 脂和阳离子交换树脂作为吸附剂分别对木浆造纸黑 液经硫酸酸析木质素后的滤液进行吸附处理，粉末 活性炭作为吸附剂时效果最好。 （２）采用粉末活性炭吸附处理２ 原料较好的工 艺条件为：粉末活性炭用量为６ ｇ，吸附时间为２．５ ～３．０ ｈ，吸附温度为６Ｏｃ【＝。 （３）本次吸附研究是对木浆黑液酸析木质素后 滤液的初步探讨，若要使最后的处理结果达到国家 排放标准，还需结合其它工艺，作进一步的研究。 参考文献： ［１］谭万春，李芬，王云波，等．超临界水氧化法处理造 纸黑液研究［Ｊ］．水处理技术，２０１０，３６（１２）：７７—８０． ［２］薛建军，何娉婷，狄挺．膜技术在处理造纸黑液污染 中的应用［Ｊ］．膜科学与技术，２００５，２５（４）：７４—７８． ［３］蔡超，于辉．酸析一絮凝法处理造纸黑液［Ｊ］．辽宁 化工，２００６，３５（８）：４７９—４８１． ［４］郭建平，王继徽．矿渣复合混凝剂处理造纸黑液的 研究［Ｊ］．工业水处理，２００３，２３（１１）：５０—５２． ［５］陈小光，潘永亮，黄卫星，等．造纸黑液高速离心喷 雾干燥处理［Ｊ］．纸和造纸，２００３（４）：６１—６２． ［６］兰泽全，马汉鹏．造纸黑液治理利用技术现状［Ｊ］． 工业水处理，２００８，２８（７）：９—１３． ［７］郭庆华，王明亮．连续处理造纸黑液的研究［Ｊ］．天 津化工，２００９，２３（６）：１４—１７．
