草浆造纸黑液无污染排放治理新方案-双极膜电渗析法回收碱-刘彦华

草浆造纸黑液无污染排放治理新方案———双极膜电渗析法回收碱刘彦华1，2葛道才2杨超1李士琦1(1.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083;2.北京能泰环保产业集团，北京100124)摘要:介绍碱法草浆黑液采用膜技术处理的各种方案，着重介绍了碱法草浆黑液资源化全回收技术并提出了新的技术方案，该方案是先用硫酸中和酸析黑液中的木质素，或用纳滤方案回收木质素，然后采用双极膜电渗析法回收已去除木质素的黑液中的酸和碱，最后经蒸发和喷雾干燥回收其中的糖、其他营养成分及大部分水，达到无污染排放的目的。该方案碱回收率在50%～80%，取决于黑液中碱的浓度，回收1t碱的耗电量低于2500kW·h。该法的基本投资比同规模碱回收法节省60%以上，具有较好的经济效益。关键词:双极膜;电渗析;碱法草浆黑液NEWPROGRAMONNON-POLLUTINGEMISSIONANDTREATMENTONSTRAWPULPBLACKLIQUOR———ALKALIRECOVERYUSINGBIPOLARMEMBRANE-ELECTRODIALYSISLiuYanhua1，2GeDaocai2YangChao1LiShiqi1(1.MetallurgicalandEcologicalEngineeringSchool，BeijingUniversityofScienceandTechnology，Beijing100083，China;2.BeijingNengtaiEnvironmentalProtectionIndustryGroup，Beijing100124，China)Abstract:Thisarticleintroducestheschemesoftreatingthesodastrawpulpblackliquorusingmembranetechnologywithanemphasisonthesodastrawpulpblackliquorresourcerecoverytechnologyandadvancesthenewtechnicalscheme，inwhichtheligninintheblackliquorisneutralizedbysulfuricacid，orrecoveredbynanofiltrationscheme，andthenusingbipolarmembraneelectrodialysistorecovertheacidandalkaliintheblackliquorwithoutlignin，finallyevaporationandspraydryingareusedtorecoversugar，othernutrientsandmostofthewater，thusachievingthepurposeofnon-pollutingemissions.Thescheme'salkalirecoveryrateis50%～80%，dependingonthealkalineconcentrationoftheblackliquor，andtheenergyforrecycling1tonofalkaliisnomorethan2500kWh.Over60%basicinvestmentcanbesavedbythismethodascomparedwiththealkalirecoverymethod，whichhasabettereconomicbenefit.Keywords:bipolarmembrane;electrodialysis;sodastrawpulpblackliquor0引言我国造纸工业以草浆为主，草浆的主要原料为麦秸、稻草、芦苇和竹子等禾本科植物的茎秆，经加碱蒸煮后可得到含纤维素的草浆和棕褐色的黑液，内含糖类、半纤维素、木质素、蛋白质、脂肪和氨基酸等物质，COD高达14万mg/L左右。我国每年约有26亿m3黑液产生，基本上未经任何处理直接排放江、河、湖泊之中，造成严重的环境污染。对于以木材为原料的碱法造纸黑液，早已有成熟的处理技术，如燃烧法“碱回收技术”。然而该技术应用于我国特有的中、小型草浆造纸厂却遇到很大的困难，这是由于草浆黑液中硅含量较高的原因。关于碱法草浆黑液的治理，我国曾有不少单位进行研究，提出过各种治理方案，如湿式氧化法［1］，单阳膜隔膜电解法［2］，二氧化硫法［3］，双阳膜和三阳膜电解法［4］，单阳膜电解法［5］和双膜电解法［6］等。但上述各种方法中，文献［1-4］均存在技术上的缺陷，未被推广应用，而文献［5］和文献［6］的方法在技术上是先进的，但由于采用的离子交换膜隔膜电解法需要大量的电解槽和电极，占地面积大，投资费用高，难以63环境工程2010年6月第28