CN104195859B - 一种生物酶辅助二氧化氯漂白蔗渣浆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物酶辅助二氧化氯漂白蔗渣浆的方法。包括以下步骤：(1)半纤维素酶预处理；(2)木素酶预处理；(3)二氧化氯漂白。本发明通过对未漂蔗渣浆进行半纤维素酶预处理主要是为了去除未漂浆中存在的己烯糖醛酸和半纤维素，使残余木素更多地暴露出来；木素酶的使用是为了去除纤维表面暴露出来木素，可保证二氧化氯漂白工段中使用的二氧化氯更少，减少漂白过程中生成AOX。蔗渣浆经生物酶预处理后，二氧化氯用量节约了30％～50％，AOX的形成量减少了40％～60％。

Description

一种生物酶辅助二氧化氯漂白蔗渣浆的方法

技术领域

本发明涉及制浆造纸企业纸浆漂白清洁化生产的方法，尤其涉及一种生物酶辅助二氧化氯漂白蔗渣浆的方法。

背景技术

中国是世界纸张和纸板生产与消费大国，总生产量和总消费量居世界第一。中国又是世界最大的发展中国家，人口众多，随着国民经济形势的发展，人们物质文化生活日益丰富和提高，对纸和纸板的需求十分旺盛。如此大的需求增长，为造纸工业提供了十分难得的发展机遇，随之而来的是激烈的市场竞争。近年来，世界范围内制浆造纸企业竞争越来越激烈，节能降耗，降低成本，提高生产效率成为造纸企业取胜的关键。纸浆ECF漂白车间对蒸汽需求量比较大，合理控制漂白过程蒸汽使用可大幅降低生产能耗，节约生产成本。

国内外研究者普遍认为未漂浆中的残余木素是AOX的主要来源，并对二氧化氯与木素反应生成AOX的机理进行了研究。然而，在碱性和高温的蒸煮条件下半纤维素侧链上的4-O-甲基葡萄糖醛酸转变成4-脱氧-4-己烯糖醛酸，简称己烯糖醛酸(HexA)，由于HexA结构中含有碳碳双键，易与高锰酸钾发生氧化还原反应，因此，用高锰酸钾测得的纸浆卡伯值有一部分是HexA的贡献。一般来说，阔叶木浆和非木浆的卡伯值低于针叶木浆，考虑到半纤维素对卡伯值的贡献，在纸浆卡伯值相同的情况下，阔叶木浆及非木浆的木素含量比针叶木低，但在二氧化氯用量相同时阔叶木浆及非木浆的漂白废水中AOX的含量却和针木浆相当，甚至更高。由此可见，纸浆中半纤维素和HexA对AOX的生成有很大影响，研究半纤维素和HexA对AOX生成的影响成为当前纸浆ECF漂白亟待解决的问题。

近年来，国内外有很多方法通过降低纸浆中半纤维素和己烯糖醛酸试图减少漂白过程二氧化氯用量，进而减少废水中AOX排放量，如漂前稀酸淋洗法，以及高温二氧化氯漂白法等，虽都能达到降低废水中AOX含量的目的，但这些方法都增加了较多的额外投入成本，而且投入产出比远远不尽人意，找到一种方法尽可能的提高投入产出比，提高在工厂中的普遍适用性成为当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物酶辅助二氧化氯漂白蔗渣浆的方法，达到制浆造纸企业节能降耗，降低环境污染负荷的目的。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种生物酶辅助二氧化氯漂白蔗渣浆的方法包括以下步骤，即半纤维素酶预处理、木素酶预处理以和二氧化氯漂白。

1.半纤维素生物酶预处理：

将洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆料先送入预处理漂白塔进行生物酶预处理，得到生物酶预处理后的蔗渣浆料，半纤维素生物酶预处理的工艺条件为：漂白温度65℃，酶用量20IU/g_浆～50IU/g_浆，反应时间100min。

2.木素酶预处理：

将步骤1半纤维素酶预处理后的蔗渣浆料洗涤干净后，调节蔗渣浆料重量浓为11％，控制反应pH为6-9，然后进入木素酶预处理塔中进行反应，木素酶预处理的工艺条件为：漂白温度50℃，酶用量20IU/g_浆～50IU/g_浆，反应时间120min。反应过程中实时监测蔗渣浆料的温度和pH，如果反应条件波动太大则会对酶处理产生较大影响，应及时补充适当蒸汽或酸碱以保证反应温度和pH的稳定。

3.二氧化氯漂白：

从步骤2木素酶预处理塔出来的蔗渣浆料经洗涤离心后调pH为3～4、蔗渣浆料重量浓为11％，然后加入二氧化氯溶液，充分混合后进入二氧化氯漂白塔，二氧化氯漂白的工艺条件为：漂白温度50～60℃，二氧化氯用量是蔗渣浆料重量的1％～3％，反应时间60min。二氧化氯漂白反应结束后，蔗渣浆料再经洗涤后送往后续漂白工段；

本方法使整个二氧化氯漂白过程既节约了二氧化氯的使用量30％～50％，又降低了废水中AOX的含量40％～60％，减小了对环境的污染。

本发明与现有技术比较的益效是：

本发明方法使蔗渣浆料的二氧化氯漂白过程节约了二氧化氯的使用量，降低了废水中AOX的含量，减小了对环境的污染。

具体实施方式

本发明通过对未漂蔗渣浆进行半纤维素酶预处理主要是为了去除未漂浆中存在的己烯糖醛酸和半纤维素，使残余木素更多地暴露出来；木素酶的使用是为了去除纤维表面暴露出来木素，可保证二氧化氯漂白工段中使用的二氧化氯更少，减少漂白过程中生成AOX。虽然二氧化氯漂白过程避免不了形成AOX，但在控制条件下，AOX的形成量可满足我国新国标对造纸企业废水排放的要求。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

生物酶辅助二氧化氯漂白蔗渣浆的方法；

1.半纤维素生物酶预处理：

将洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆料先送入预处理漂白塔进行生物酶预处理，得到生物酶预处理后的蔗渣浆料，半纤维素生物酶预处理的工艺条件为：漂白温度65℃，酶用量20IU/g_浆，反应时间100min。

2.木素酶预处理：

将步骤1半纤维素酶预处理后的蔗渣浆料洗涤干净后，调节蔗渣浆料重量浓为11％，控制反应pH为6-9，然后进入木素酶预处理塔中进行反应，木素酶预处理的工艺条件为：漂白温度50℃，酶用量20IU/g_浆，反应时间120min。反应过程中实时监测蔗渣浆料的温度和pH，如果反应条件波动太大则会对酶处理产生较大影响，应及时补充适当蒸汽或酸碱以保证反应温度和pH的稳定。

3.二氧化氯漂白：

从步骤2木素酶预处理塔出来的蔗渣浆料经洗涤离心后调pH为3-4、蔗渣浆料重量浓为11％，然后加入二氧化氯溶液，充分混合后进入二氧化氯漂白塔，二氧化氯漂白的工艺条件为：漂白温度50℃，二氧化氯用量是蔗渣浆料重量的1％，反应时间60min。二氧化氯漂白反应结束后，蔗渣浆料再经洗涤后送往后续漂白工段；

利用此工艺对纸浆进行漂白，对比于没有进行预预处理的二氧化氯漂白方法，达到同等白度时，每吨浆可节约二氧化氯用量31.1％，AOX的形成量减少了40.9％。

实施例2

生物酶辅助二氧化氯漂白蔗渣浆的方法：

1.半纤维素生物酶预处理：

将洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆料先送入预处理漂白塔进行生物酶预处理，得到生物酶预处理后的蔗渣浆料，半纤维素生物酶预处理的工艺条件为：漂白温度65℃，酶用量40IU/g_浆，反应时间100min。

2.木素酶预处理：

将步骤1半纤维素酶预处理后的蔗渣浆料洗涤干净后，调节蔗渣浆料重量浓为11％，控制反应pH为6-9，然后进入木素酶预处理塔中进行反应，木素酶预处理的工艺条件为：漂白温度50℃，酶用量40IU/g_浆，反应时间120min。反应过程中实时监测蔗渣浆料的温度和pH，如果反应条件波动太大则会对酶处理产生较大影响，应及时补充适当蒸汽或酸碱以保证反应温度和pH的稳定。

3.二氧化氯漂白：

从步骤2木素酶预处理塔出来的蔗渣浆料经洗涤离心后调pH为3～4、蔗渣浆料重量浓为11％，然后加入二氧化氯溶液，充分混合后进入二氧化氯漂白塔，二氧化氯漂白的工艺条件为：漂白温度60℃，二氧化氯用量是蔗渣浆料重量的2％，反应时间60min。二氧化氯漂白反应结束后，蔗渣浆料再经洗涤后送往后续漂白工段。

利用此工艺对纸浆进行漂白，对比于没有进行预预处理的二氧化氯漂白方法，达到同等白度时，每吨浆可节约二氧化氯用量44.6％，AOX的形成量减少了55.1％。

实施例3

生物酶辅助二氧化氯漂白蔗渣浆的方法：

1.半纤维素生物酶预处理：

将洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆料先送入预处理漂白塔进行生物酶预处理，得到生物酶预处理后的蔗渣浆料，半纤维素生物酶预处理的工艺条件为：漂白温度65℃，酶用量50IU/g_浆，反应时间100min。

2.木素酶预处理：

将步骤1半纤维素酶预处理后的蔗渣浆料洗涤干净后，调节蔗渣浆料重量浓为11％，控制反应pH为6-9，然后进入木素酶预处理塔中进行反应，木素酶预处理的工艺条件为：漂白温度50℃，酶用量50IU/g_浆，反应时间120min。反应过程中实时监测蔗渣浆料的温度和pH，如果反应条件波动太大则会对酶处理产生较大影响，应及时补充适当蒸汽或酸碱以保证反应温度和pH的稳定。

利用此工艺对纸浆进行漂白，对比于没有进行预预处理的二氧化氯漂白方法，达到同等白度时，每吨浆可节约二氧化氯用量51.1％，AOX的形成量减少了62.2％。

Claims (1)

1.一种生物酶辅助二氧化氯漂白蔗渣浆的方法，其特征在于：包括以下步骤，即半纤维素酶预处理、木素酶预处理和二氧化氯漂白；

1)半纤维素生物酶预处理：

将洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆料先送入预处理漂白塔进行生物酶预处理，得到生物酶预处理后的蔗渣浆料，半纤维素生物酶预处理的工艺条件为：漂白温度65℃，酶用量20IU/g浆～50IU/g浆，反应时间100min；

2)木素酶预处理：

将步骤1)半纤维素酶预处理后的蔗渣浆料洗涤干净后，调节蔗渣浆料重量浓为11％，控制反应pH为6～9，然后进入木素酶预处理塔中进行反应，木素酶预处理的工艺条件为：漂白温度50℃，酶用量20IU/g浆～50IU/g浆，反应时间120min，反应过程中实时监测蔗渣浆料的温度和pH，如果反应条件波动太大则会对酶处理产生较大影响，应及时补充适当蒸汽或酸碱以保证反应温度和pH的稳定；

3)二氧化氯漂白：

从步骤2)木素酶预处理塔出来的蔗渣浆料经洗涤离心后调pH为3-4、浆浓为11％，然后加入二氧化氯溶液，充分混合后进入二氧化氯漂白塔，二氧化氯漂白的工艺条件为：漂白温度50～60℃，二氧化氯用量是蔗渣浆料重量的1％～3％，反应时间60min；二氧化氯漂白反应结束后，蔗渣浆料再经洗涤后送往后续漂白工段；

本方法使整个二氧化氯漂白过程既节约了二氧化氯的使用量30％～50％，又降低了废水中AOX的含量40％～60％，减小了对环境的污染。