提高碱回收率，解决黑液污染

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》第685页（1507字）

尽量创造条件实施碱回收并提高其碱回收率，从根本上解决黑液的污染问题。

年产万吨以上草浆和有可能发展到年产万吨以上草浆的纸厂为数不少，但是目前已经有碱回收装置和运行良好的还不多，究其原因，主要是因为草浆黑液性能与木浆黑液性能差别较大。其差别大的原因主要在于草浆黑液中含硅量过高，以致影响黑液性能和碱回收系统的正常运行。为此，除硅的问题就是草浆黑液需要解决的突出的问题。

草浆黑液除硅方法的研究工作，国内外已经进行了几十年，已能进行生产性试验的方法还只有烟道气法(即CO₂法)。轻工业部造纸科学研究所从1961年以来，在除硅研究方面做了大量的基础工作，尤其是1984年通过了日产3吨草浆黑液的除硅中试鉴定和1991年通过了“七五”科技攻关重点研究项目“碱法草浆黑液除硅生产试验”的鉴定与验收，为我国草浆黑液除硅开辟了道路。经该法除硅后黑液中SiO₂的含量可以从3．30g／L下降到0．37g／L或从4．06g／L下降到0．38g／L，基本达到了或接近某些木浆黑液的含硅量，可以满足碱回收系统运行的要求。据称，尚存在的问题是除硅后的黑液在蒸发过程中产生泡沫，其原因尚未弄清。

针对草浆黑液烟道气除硅产生大量泡沫问题，华南理工大学进行了微生物法除硅的研究。实验室小试表明，采用特种微生物能使黑液在24小时以内将黑液pH值下降到10．2，以便硅酸钠转变为SiO₂沉淀出来，澄清黑液与经SiO₂分离机分离后的黑液，均能达到木浆黑液中含硅量的水平(0．24g／L)。SiO₂沉淀与黑液pH的关系见表9－3－1。不同菌种处理对黑液pH的影响见表9－3－2。

表9－3－1SiO₂沉淀与黑液pH的关系

表9－3－2 不同菌种处理对黑液pH的影响

注：原黑液pH=10．98

从表9－3－2可以看到，不管是在厌氧条件下还是在嗜氧条件下发酵，添加菌种Ⅱ或Ⅲ都能使黑液pH在24小时内下降到10．2以下。这就是说，黑液在特定条件下发酵10多小时就能使黑液中的硅酸钠转化为SiO₂沉淀出来，然后进行通常的SiO₂离心分离。这个方法没有泡沫产生，也就不需要气液分离和消泡的系统，生产流程将比烟道气法更为简单。微生物法所以能使黑液pH下降如此之快的原因，主要是因为微生物在特定条件下能促使黑液中的某些碳水化合物降解产物进一步降解产生有机酸之故。表9－3－3是黑液在发酵过程中挥发性有机酸和木质素中羧基和酚羟基的变化情况。

表9－3－3 黑液发酵过程中挥发性有机酸和木质素中羧基与酚羟基的变化

从表9－3－3可见，黑液微生物处理过程中，甲酸和乙酸含量增加较多，其它挥发性有机酸也略有增加，而木质素中羧基和酚羟基则变化不大。由此可见，黑液微生物处理过程中主要是溶解在黑液中的碳水化合物降解产物发生了变化，增加了酸性，造成了pH的下降。由于木质素的变化不大，因此，对黑液碱回收时的发热值影响不大。

总的来说，微生物法除硅的流程简单，设备增加不多，无泡沫产生，工艺条件掌握容易，值得进一步扩大试验，其前景是乐观的。