超声无氯麦草制浆漂白新技术

清洁制浆（麦草浆）新工艺中洗草水的混凝处理张克贤;魏秀珍【摘要】混凝法处理清洁制浆（麦草浆）新工艺中能有效地降低洗草水的色度，处理后的洗草水能循环使用。

采用有机和无机混凝剂分段处理新工艺效果良好，各项指标满足工业水污染物排放标准要求，工艺投资少，操作简便，原料成本低，易于推广。

【期刊名称】《天津造纸》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】3页(P15-17)【关键词】混凝法;麦草浆;洗草水;色度;混凝剂【作者】张克贤;魏秀珍【作者单位】天津现代职业技术学院;天津市慧珍科技有限公司【正文语种】中文【中图分类】X793.03混凝法处理清洁制浆（麦草浆）新工艺中能有效地降低洗草水的色度，处理后的洗草水能循环使用。

采用有机和无机混凝剂分段处理新工艺效果良好，各项指标满足工业水污染物排放标准要求，工艺投资少，操作简便，原料成本低，易于推广。

植物纤维（麦草或稻草）投入疏解反应罐进行制浆之前，必须先进行清洗除尘和除砂等。

清洗过程中会产生30 t/h的废水。

为保护环境，节约用水，本项目洗草工艺中设计将洗草水循环利用5次。

但多次利用之后的洗草废水，化学需氧量（COD）为1500 mg/l，pH在7左右，颜色呈棕黄色，色度极高，不能达到国家排放标准或回用，必须经过处理才能排放或回用。

根据项目要求，循环利用或回用洗草水，重点是解决色度过高的问题，即分离去除洗草水中的富集发色物质或破坏发色基团。

目前，废水脱色领域，主要处理技术包括生物法、物理法以及化学法三类。

生物法的典型代表为膜生物反应器（MBR）。

采用此项技术可以脱除废水的色度，达到国家相关标准。

但生物法受废水的水质水量变化影响很大，处理效果不稳定，大多情况需要为微生物补充营养物质，前期设备投资比较大，所以，此项目不宜选用生物法。

物理法的典型代表为反渗透。

采用反渗透技术，脱色效果明显，出水能够达到国家标准，并且能连续化操作，机械化程度高，易于管理。

但采用反渗透技术之前，需要大量的预处理，污染物容易造成膜污染，使膜失效，反渗透操作压力高、能耗高、成本高，反渗透浓缩液的处理是最大的困难，浓缩液的污染物浓度很高，是更危险的废物。

无污染非木纤维清洁制浆造纸工艺技术我国是一个农业大国，有着丰富的一年生非木纤维农业秸秆资源，其中稻，麦草、棉秆、大豆秆等资源，是农村的农业废弃物，价廉、数量又大。

国家相关资料介绍，我国一年生非木纤维年产量约为10亿吨，其中农业废弃物秸秆年产量有7亿吨，但综合利用率却不足30％，其中用于造纸的比例更低。

基本上是以国外购买废纸和商品浆板以及用本国有限的木材资源来造纸，但我国林业资源极为匮乏，提出的建设林纸一体化基地，也因为投入大，成材周期长（杨木成材需5年，产出率50％；速生桉树长期栽种使土地贫瘠荒漠；针叶木成材周期太长需几十年之久）等等因素条件限制，无法推广进行大面积的种植。

而现行技术落后的草类原料制浆造纸工艺技术，使废液处理和污染防治难度巨大，并且投资大、运行费用高，企业没有足够的资金投入以及创新工艺技术，使制浆废液没有经过有效的处理直接排放掉，从而给环境造成了严重污染。

针对以上这种情况，我公司自筹资金自主研发，历经十多年上万次实验，终于研制成功开发出"环保节能循环型无污染制浆新工艺及系统装置"。

现向全世界宣告，非木材纤维制浆造纸污染的帽子由我们丹东东方轻工机械有限公司摘掉了。

"环保节能循环型无污染制浆新工艺及装置"，彻底改变传统的工艺路线，改用无毒、无害的环境友好型化学品，使生产过程中不产生黑液，不需高温、高压蒸煮，只是常压、低温、浸泡、润胀、蒸漂一体化制浆。

纸浆得率高、强度高、抄造的纸张品质高。

非木纤维的稻草、麦草、芦苇、竹类、棉秆、沙柳、蔗渣、大豆秆、玉米秆、麻类桑条和杂木枝桠材等一年生植物纤维都可以利用为原料。

因没有黑液产生，不需要庞大复杂和投资较多的回收系统和废水处理装置，工艺流程简单投资省，生产废水经处理后循环使用，做到生产用水不排放，生产出来的无毒、无害絮凝物等废弃物全部收集起来再有效利用。

实现了"节能减排"、"循环经济"、"清洁生产"的目的。

超声波在农业生产中有哪些创新应用农业生产一直是人类社会发展的基础，随着科技的不断进步，各种新技术在农业领域得到了广泛应用。

超声波技术作为一种非侵入性、高效、精确的手段，也逐渐在农业生产中展现出独特的创新应用，为农业的现代化发展注入了新的活力。

一、种子处理与萌发种子是农业生产的源头，其质量和萌发率直接影响着农作物的产量和品质。

超声波在种子处理方面发挥了重要作用。

通过适当强度和频率的超声波处理，可以打破种子的休眠状态，提高种子的萌发率和整齐度。

研究表明，超声波能够改善种皮的通透性，使种子更容易吸收水分和氧气，加速新陈代谢。

同时，超声波还能激活种子内部的酶系统，促进种子内储藏物质的转化和利用，为种子的萌发提供充足的能量和物质基础。

在实际应用中，将种子置于超声波清洗器中进行短时间处理，然后进行播种，往往能够获得更好的出芽效果。

例如，对于一些休眠期较长的种子，如某些花卉和蔬菜种子，超声波处理能够显著缩短其休眠时间，提前萌发，为农业生产争取了宝贵的时间。

二、促进植物生长超声波不仅对种子萌发有积极影响，对植物的整个生长过程也具有促进作用。

在植物生长期间，利用超声波对植株进行定期照射，可以增强植物细胞的分裂和伸长，从而促进植物的生长和发育。

超声波能够刺激植物根系的生长，增加根系的吸收面积和吸收能力，提高植物对水分和养分的吸收效率。

此外，超声波还可以提高植物的光合作用效率。

它能够改善叶绿体的结构和功能，增加叶绿素的含量，使植物能够更有效地利用光能进行光合作用，合成更多的有机物质，从而增加产量。

例如，在温室蔬菜种植中，应用超声波技术可以使蔬菜的生长速度加快，提前上市，提高经济效益。

三、病虫害防治病虫害是农业生产中的一大难题，传统的防治方法往往存在环境污染和农药残留等问题。

超声波技术为病虫害防治提供了一种绿色、环保的新途径。

超声波可以干扰害虫的生殖系统和神经系统，影响其正常的生长、发育和繁殖，从而达到防治害虫的目的。

刘洁麦草制浆技术新突破在2009年于昆明举行的第十八届全国发明展览会上，河南省滑县十项专利获奖，由滑县华森纸业有限责任公司刘洁发明的“制浆原料超声波清洗装置”及“制浆超声反应釜”名列其中。

日前，刘洁接受本刊专访，介绍了他有关制桨技术方面的发明及专利产品“制浆原料超声波清洗装置”与“制浆超声反应釜”的相关情况。

刘洁毕业于南京林业大学制浆造纸专业，硕士研究生。

主要研究开发超声波在麦秸等草类为原料制浆领域的全面应用技术，主要包括以下方面一是研究在无氯条件下，超声脱木素和超声漂白技术的机理及其应用，包括超声波对纤维素的作用，超声波对非纤维素杂质的作用，超声波对浆料的清洗作用，超声波与蒸煮协同作用等；二是开发超声波全套工艺技术及相关的设备。

包括超声清洗破碎装置、超声反应釜、超声筛选机、超声废水处理装置等；三是完成超声无氯麦草同步蒸煮漂白技术的能耗评价和环保评价。

包括超声波对废水的处理作用，以及废水回收再利用等。

从1996年10月起，刘洁担任滑县华森纸业有限责任公司总工程师，在技术创新、科技兴企方面贡献突出，先后有“制浆超声反应釜”(zL200820069396.5)、“超声滤水装置”(zL200820069394.6)、“制浆原料超声波清洗装置”(ZL200720092086，0)、“制浆原料轧碾脱除杂质装置”(ZL200720092085.6)、“制浆原料脱水输送机”(zL200820069399.9)、“超声清洗机”(zL200820069397.X)、“超声废水处理装置”(zL200820069398.4)、“超声筛浆机”(zL200820069395.0)等8项发明获实用新型专利。

以超声反应釜为核心装置的“超声无氯麦草制浆漂白一体化新技术”，还一举获得2009年度河南省科技进步一等奖。

刘洁介绍，“制浆超声反应釜”包括釜体和支架，釜体经转轴转载支架上，釜体一段转轴上装有涡轮，蜗轮同减速机的蜗杆相啮合，减速机经皮带同电动机相连，釜体另一端为空心转轴，靠空心转轴一侧的釜体内壁上装有超声波反应器，釜体内下部有同空心转轴连通的出料管，釜体上部有装料口。

新型绿色低碳制浆技术及制浆造纸污染全过程控制⊙ 徐峻徐峻 先生工学博士，华南理工大学教授、博士生导师，广东省植物资源生物炼制重点实验室副主任，曾获广东特支计划科技创新青年拔尖人才称号。

教育经历：1998.9-2002.6，湖北工业大学轻化工程，本科，获学士学位；2002.9-2008.6，华南理工大学制浆 造纸工程，研究生，获工学博士学位。

工作经历：2007.2-2008.2，加拿大Alberta Research Council，访问学者；2008.6至今，华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室从事教学科研工作，历任讲师、高级工程师、教授级高工。

主要研究领域：植物资源清洁高效转化与高值化利用，主要涉及制浆造纸清洁生产与污染防治技术，以及生物质基新材料研发。

针对行业“污染与落后”问题，通过产学研协同创新，研发了一系列行业首创技术，并实现产业化与应用推广。

1新型DES制浆技术1.1研究背景2022年，我国纸和纸板总产量12425万t，纸浆消耗总量11295万t，国产浆8587万t。

纸浆净缺口2700多万t。

制浆的目的是将原料离解成单根纤维，但由于木质纤维原料结构致密（图1），要将纤维完整分离出来，难度很大。

细胞壁化学组成：纤维素—“钢筋”、半纤维素—“石块砂子”、木质素—“水泥”（图2）。

（1）纯机械法纤维细胞壁破坏严重，纸浆质量很差；后来发展了(B)CTMP和(PRC)APMP技术，作为配浆使用（图3）。

（2）纯化学法制浆是靠强化学作用溶出胞间层、细胞壁中的木质素，纤维保持较为完整，是造纸的骨干用浆，占70%。

木质素脱出率＞90%，纤维素含量高，纤维柔韧（图4）。

烧碱法：NaOH(AQ等助剂)硫酸盐法：Na2S+NaOH亚硫酸盐法：XHSO3（X=Ca，Mg，Na，NH4）缺点：化学品消耗高，原料利用率低，污染负荷重，投资规模大。

造纸行业一直在寻求更为绿色环保的制浆技术，其酰胺、羧酸和多元醇等化合物)按一定比例混合而成的低熔点混合溶剂（图6），具有价廉易得、低毒且可生物降解等特点。

清洁制浆新技术新装备及甲酸法制浆的工程应用⊙ 徐国华徐国华 先生现任轻工业杭州机电设计研究院有限公司技术研发部部长，教授级高级工程师。

从事制浆装备研发设计近20年，特别是对甲酸法清洁制浆装备有一定认识。

先后承担“十三五”国家重点研发计划子课题1项、杭州市科技项目1项；授权发明专利1项、实用新型专利2项；在国家核心期刊发表技术论文4篇；获得全国建材行业技术革新奖一等奖1项、二等奖1项，中国建材集团科学技术奖、技术革新奖若干；作为项目负责人主持大型制浆项目10余项。

清洁制浆一直是行业密切关注的问题，尤其对处于环保高压的造纸行业更是如此。

对此，轻工业杭州机电设计研究院有限公司徐国华部长作了《清洁制浆新技术新装备及甲酸法制浆的工程应用》的报告。

徐国华主要介绍了农林废弃物综合利用成套装备和技术、中高浓清洁漂白工艺关键装备、节能碎浆机、双辊挤浆机、湿浆储运系统等，并分享了甲酸制浆的流程及其对装备设计的要求等，通过诸多工程案例进行了详细的讲解。

表1 中、高浓清洁漂白工艺的相关业绩日照华泰宁夏紫荆花新疆弘瑞达广西凤糖贵州赤天化安徽雪龙漂白工段OD O E Op D 1D 2氧脱木素工段，双塔氧脱木素工段，双塔漂白工段OD O E Op D 1 氧脱木素工段，单塔，洗选工段 漂白工段D Op PD 18万t/a硫酸盐法漂白木浆3万t/a麦草生物法本色浆3.5万t/a棉秆高得率本色浆6.8万t/a蔗渣浆500t风干浆/d化学竹浆 3万t/a棉短绒漂白浆中浓泵,中浓混合器主体设备，中浓泵 主体设备总包中浓泵和配套设备主体设备总包 中浓泵和配套设备正常运行，5年以上 2017年底，运行正常2018年6月，运行正常 2019年12月，正常运行 2020年4月，正常运行 2020年12月，正常运行本文主要介绍了轻工业杭州机电设计研究院有限公司的清洁制浆产品，包含农林废弃物综合利用成套装备及技术、中浓与高浓清洁漂白工艺关键装备、节能碎浆机、双辊挤浆机、湿浆储运系统——湿浆板生产线和甲酸制浆及工程应用。