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DOI ：10.19965/ki.iwt.2022-0433第 43 卷第 3 期2023年 3 月Vol.43 No.3Mar.，2023工业水处理Industrial Water Treatment 慈竹高得率制浆废水好氧降解性能研究盘爱享1，2，房桂干1，2，田庆文1，2，刘行健1，2，尹航1，2，杨强1，2，韩善明1，2（1.中国林业科学研究院林产化学工业研究所，江苏省生物质能源与材料重点实验室，国家林业和草原局林产化学工程重点实验室，林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心，江苏南京 210042；2.江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心，江苏南京 210037）[ 摘要 ] 探讨竹材高得率制浆废水的生物处理性能，对于实现造纸行业废水的高效低成本处理尤其重要。
分工段探讨了4种化学浸渍工艺条件下慈竹高得率制浆废水的污染特征，采用有氧呼吸法对各段废水进行了好氧降解性能研究，重点探讨了各工段废水在一定时间范围内的摄氧率与BOD 5/COD 的变化规律。
结果表明：慈竹高得率制浆工艺的单位浆料废水发生量为6.20~7.73 m 3/t ，排放废水COD 的高值为4.64×104 mg/L ；随着浸渍段用碱量的增加，慈竹高得率制浆废水的污染负荷增加，其中浸渍用碱量为70 kg/t 时COD 污染负荷发生量最大，为313.67 kg/t ；制浆废水有显著摄氧率指纹信息；蒸挤废水的平均BOD 5/COD 为0.233，浸渍废水的平均BOD 5/COD 为0.559，洗浆废水BOD 5/COD 从0.262到0.441不等，漂白处理不会引起废水COD 污染负荷的增加，但漂白后废水的可生化性却较大幅度降低。
［关键词］ 慈竹；高得率制浆废水；污染特征；摄氧率［中图分类号］ X703.1 ［文献标识码］A ［文章编号］ 1005-829X （2023）03-0166-06Study on aerobic degradation characteristic of high yieldpulping wastewater of Neosinocalamus affinisPAN Aixiang 1，2，FANG Guigan 1，2，TIAN Qingwen 1，2，LIU Xingjian 1，2，YIN Hang 1，2，YANG Qiang 1，2，HAN Shanming 1，2（1.Institute of Chemical Industry of Forest Products ，CFA ，Key Lab. o f Biomass Energy and Material ，Jiangsu Province ；Key Lab. o f Chemical Engineering of Forest Products ，National Forestry and Grassland Administration ；National Engineering Research Center of Low -Carbon Processing and Utilization of Forest Biomass ，Nanjing 210042，China ； 2.Co -Innovation Center of EfficientProcessing and Utilization of Forest Resources ，Nanjing 210037，China ）Abstract ：Discussing the biological treatment performance of bamboo pulping wastewater with high yield is particularly important for achieving efficient and low -cost treatment of papermaking wastewater. The pollution characteristics of high yield pulping （HYP ） wastewater of Neosinocalamus affinis under four chemical impregnation process conditions were discussed by separate proccess sections. The aerobic degradation performance of each section of wastewater was discussed by the aerobic respiration method ，and the change rules of oxygen uptake rate and BOD 5/COD ratio of each section of wastewater within a certain time range was emphatically discussed as well. The results showed that the unit pulpwastewater generated by the high yield pulping process of Neosinocalamus affinis was 6.20-7.73 m 3/t ，and the highest COD concentration of the discharged wastewater reached 4.64×104 mg/L. With the increase of alkali consumption in theimpregnation section ，the pollution load of HYP wastewater of Neosinocalamus affinis increased. When the alkali consumption in the impregnation section was 70 kg/t ，the COD pollution load was the largest ，which was 313.67 kg/t. Pulping wastewater had significant fingerprint information of oxygen uptake rate. The average BOD 5/COD ratio of thewastewater from the steaming and extrusion section was 0.233，that from the impregnation section was 0.559，and that［基金项目］ 江苏现代农业产业关键技术创新项目（CX （19）2003）开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：工业水处理2023-03，43（3）盘爱享，等：慈竹高得率制浆废水好氧降解性能研究from the washing section ranged from 0.262 to 0.441. Bleaching treatment would not cause the increase of COD pollution load in wastewater，but the biodegradability of bleaching wastewater was greatly reduced.Key words：Neosinocalamus affinis；high yield pulping wastewater；pollution characteristics；oxygen uptake rate我国制浆造纸行业一直面临着纤维资源短缺的问题。
过氧化氢漂白过程中慈竹机械浆发色基团演变及溶出机制焦健;朱北平;韩善明;梁芳敏;苏晨;房桂干;谢章红;沈葵忠【期刊名称】《林业工程学报》【年(卷),期】2024(9)3【摘要】在常规工艺下难以制备高白度(>78%)竹材化学机械浆是制约竹类资源在高附加值纸产品领域规模化应用的关键技术瓶颈。
使用乙醇-水二元介质碱性过氧化氢漂白体系可以突破当前慈竹机械浆漂白上限,将纸浆白度提升至80%以上。
以慈竹机械浆为原料,对比研究了常规过氧化氢用量(90 kg/t)水相体系两段漂工艺、高过氧化氢用量(180 kg/t)水相四段漂工艺和高过氧化氢用量(180 kg/t)乙醇-水二元介质相四段漂工艺中各段处理所得纸浆的发色基团结构特点,以及3种工艺漂白段溶出物的结构特点,以此探索二元体系漂白过程中发色基团形成和溶出规律。
结果表明,在漂白过程中,慈竹机械浆中的苯环类共轭结构含量逐渐降低,但在化学品用量较大的漂白段会生成在水相体系无法被破坏和溶出的呋喃类共轭结构。
在漂白体系中引入乙醇,可以显著提高呋喃类共轭结构的溶出效率,同时发现浆料中溶出的部分苯环结构发生了开环反应,推测碱性条件下乙醇电离的微量乙氧根离子对呋喃类共轭结构的脱除具有关键性作用。
慈竹机械浆发色基团演变及溶出机制可为开发经济上可行的竹类机械浆漂白工艺提供理论基础。
【总页数】11页(P77-87)【作者】焦健;朱北平;韩善明;梁芳敏;苏晨;房桂干;谢章红;沈葵忠【作者单位】中国林业科学研究院林产化学工业研究所;山东华泰纸业集团;宜宾纸业股份有限公司;四川省竹子制浆造纸工程技术研究中心【正文语种】中文【中图分类】TS745【相关文献】1.机械浆过氧化氢漂白过程中聚半乳糖醛酸的酶降解2.胡麻浆发色基团及纤维形态在漂白过程中的变化3.慈竹机械浆顽固发色基团结构特征初探4.化学机械浆过氧化氢漂白过程中草酸根产生的研究5.慈竹磺化化学机械浆过氧化氢漂白前碱抽提的研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
·慈竹绒毛浆制备·温和碱预处理制备慈竹绒毛浆的工艺研究王梦迪雷以超*（华南理工大学造纸与污染控制国家工程研究中心，广东广州，510640）摘要：本研究以慈竹为原料，在传统硫酸盐法制浆工艺的基础上，通过温和碱预处理去除半纤维素及分级筛筛分杂细胞选取长纤维两段工艺来生产绒毛浆，探究其对原料化学组成、浆料性能、纤维形态及最终吸水特性的影响。
结果表明，相比未处理慈竹原料，在80℃下采用100g/L 的NaOH 溶液预处理慈竹片1h ，可去除55.56%灰分和42.18%半纤维素，预处理后浆料纤维长度达2.29mm （30目以上筛分）。
经筛分后的浆料进行氧脱木素及无元素氯（ECF ）漂白处理，处理后绒毛浆白度达90.5%，吸水时间7.19s ，吸水量13.15g/g ，干蓬松度24.62cm 3/g ，耐破度752.0kPa ，与商品绒毛浆性能基本相似。
关键词：慈竹；碱处理；硫酸盐法制浆；筛分；绒毛浆中图分类号：TS74文献标识码：ADOI ：10.11980/j.issn.0254-508X.2022.04.004Study on Preparation of Neosinocalamusaffinis Fluff Pulp by Mild Alkali PretreatmentWANG Mengdi LEI Yichao *（National Engineering Research Center for Papermaking and Pollution Control ，South China University of Technology ，Guangzhou ，Guangdong Province ，510640）（*E -mail ：ppyclei@ ）Abstract ：In this study ，using neosinocalamusaffinisas raw materials ，on the basis of traditional kraft pulping process ，the fluff pulp was pro‑duced by mild alkali pretreatment to remove hemicellulose and screen impurities with Bauer -McNett classifier to select long fibers.The ef‑fects on raw material chemical composition ，pulp properties ，fiber morphology and final water absorption properties were investigated.Theresults showed that under the condition of pretreatment with 100g/L sodium hydroxide solution for 1h at 80℃，55.56%of ash and 42.18%of hemicellulose were removed.In addition ，the fiber length of the pretreated pulp by screening with 30mesh reached 2.29mm.Subsequent‑ly ，the pulp was subjected to ECF bleaching treatment to produce qualified fluff pulp ，and its whiteness was 90.5%，the water absorptiontime was 7.19s ，the water absorptioncapacity was 13.15g/g ，the specific volume was 24.62cm 3/g and bursting strength was 752.0kPa ，which was basically similar to the commercial fluff pulp.Key words ：neosinocalamusaffinis ；alkali treatment ；kraft pulping ；screening ；fluff pulp绒毛浆是一种用于个人护理产品（如一次性尿布、成人尿失禁产品、女性卫生/护理产品、吸水毛巾等）的吸收性芯层纸浆[1]。
竹材apmp制浆实验报告
最后，论文研究了竹材APMP制浆的返黄性能，并探讨了其返黄机理。
研究表明，竹材APMP制浆易于光返黄，在紫外光照射6小时后，白度损失达16.67%，而且不同光照射时间内，返黄速率不同，说明了竹浆光返黄机理的多重性。
对光返黄机理进一步研究表明，漂白竹浆中的残余木素在遭受紫外光照射后会发生一定程度的降解，木素分子量降低，并且从木素大分子上脱离大量易溶出的含有发色结构的苯环低聚物，这些苯环低聚物以H型单元为主。
竹木浆漂白技术资料1 漂白原理过氧化氢显弱酸性,按下式离解:H2O2H++HO2-HO-2离子具有漂白作用.该反应在60 ℃的电离常数K为9×10 -12.在中性和弱酸性介质中HO-2离子浓度很低,漂白反应很慢.调节pH 值补充OH-就可促进H2O2提供足够的HO-2进行漂白反应: H2O2+OH-H2O+HO-2若加入NaOH过多,OH-浓度过高,H2O2离解过快又会增加无效分解. 在过氧化氢漂白木浆的过程中,有部分过氧化氢没有起到漂白作用而被无效地分解掉,主要原因是受铜、锰、铁等金属离子杂质以及酶的催化分解.因此,优化漂白工艺的主要目的是促进过氧化氢的有效分解而抑制其无效分解,以最节省的过氧化氢消耗获得最佳的漂白效果 .2 漂白工艺及影响因素2.1 竹材的漂白工艺及影响因素漂白工艺:先在稳定剂焦磷酸钠和水的混合液中加入主漂剂过氧化氢、荧光增白剂,充分搅拌混合,调节pH值达到一定值后,将该溶液倒入装有竹制品的池中,定温漂白处理一定时间后清洗,再加入连二亚硫酸钠进行一定时间的保漂处理,经清洗、烘干而成.影响因素:1)过氧化氢由于很容易受到溶液中铜、锰、铁等重金属离子杂质以及酶的催化分解,这些分解中有的并无漂白作用,有的会加剧竹制品中纤维的降解,应加入焦磷酸钠作稳定剂以防止过氧化氢的分解.2)为提高竹制品的漂白效果,应加入连二亚硫酸钠作保漂处理.3)在配制漂白溶液时,必须控制溶液的pH值.4)漂白液倒入漂白池中时,应很好地控制温度和时间.2.2 木浆的漂白工艺及影响因素漂白工艺:以10%～18%全干基把纸浆加入混合器中,加热该纸浆至95 ℃左右,加入足够的氢氧化钠使该纸浆的pH值为10左右,加入足够的过氧化氢以确保第一反应塔后将有大量剩余的过氧化物,以在反应柱中的反应时间为5～60 min的速率,让该纸浆通过反应柱.把该纸浆加入混合器并通过加入足够的氢氧化钠,以使该纸浆的pH值至少为9再活化剩余的过氧化氢.在反应塔中沉积该纸浆并让该反应进行2 h直到几乎所有的残余过氧化氢都消耗掉.影响因素:1)控制纸浆的温度和pH值.2)加入足够的过氧化氢以确保在第一反应柱后有充分剩余的过氧化物.3)以在反应柱的反应时间小于60 min的速率把纸浆通过反应柱.3 结论上述方法漂白的竹制品,白度高,经久不变,处理方法简便,成本低廉, 并能有效地防止竹制品的霉变和虫蛀.上述方法漂白木浆是有效的,最后得到高白度、稳定的漂白纸浆.。
竹片碱性过氧化氢法制浆工艺条件探讨•碱性过氧化氢法（AHP）属于无碱蒸煮方法，其蒸煮液的组分为NaOH 和过氧化氢，由于蒸煮液中无硫化物，在蒸煮过程中少或无恶臭气体排放，减少了大气污染，同时蒸煮中无硫化物生成，其蒸煮废液能适应目前发展的无硫废液碱回收新工艺。
实验本着“降耗、减污、节能的原则”，以竹浆试抄牛皮纸为例，探讨了竹片AHP 法蒸煮最佳工艺条件，为竹片低污染制浆提供一些理论上的依据。
1 实验1.1实验原料以慈竹为原料，经人工备料并除去泥沙、碎屑等杂质后放入塑料袋中平衡水分，备用。
1.2工艺流程竹片温水（50°C左右）洗涤→ 热水（95°C左右）预浸渍（除空气）→ 蒸煮→洗涤→ 筛洗→ 打浆→ 抄片。
1.3实验方法制浆：蒸煮在ZQS1型15L电热回转蒸煮锅中进行。
浆料筛选采用筛缝为0.3mm的平板筛浆机。
打浆及打浆度的测定：采用PFI磨打浆，浆浓10%，打浆间隙0.3mm。
浆片在纸业抄片器中抄取。
打浆度及浆片物理强度测定均按国家标准方法进行。
2 结果与讨论前期的初步实验探索表明，影响竹片AHP法蒸煮的因素有NaOH用量、过氧化氢用量、最高温度、最高温度下的保温时间、液比、升温时间等，在这诸多因素中，液比和升温时间影响较小，将其分别定位1∶3和160min，而对其他因素进行讨论。
实验过程中，蒸煮曲线固定为120min内蒸煮温度由室温升高到130°C，并在130°C下保温40min，然后在40min内温度由130°C上升到最高温度并保温至反应结束。
通过实验数据及分析可以得到，优化工艺条件为：用碱量18%，过氧化氢用量35，最高温度下保温时间60min，最高温度165°C。
在此条件下进行验证实验，结果为细浆得率为46.78%，耐破指数为3.96kPa•m2/g，撕裂指数为10.67mN•m2/g，耐折度753次，裂断长6.38km卡伯值55.1，均达到了较理想的结果，验证了优化工艺的正确性。
竹子清洁制浆漂白及氧脱木素过程中含氧自由基的作用机理研究1概述竹子是一种常见的植物资源，具有生长快、产量高、质地硬、力学性能好等特点，被广泛用于造纸、建筑、家具、手工艺品等领域。
竹子制浆漂白及氧脱木素过程中，会产生一定量的含氧自由基，这些自由基会对纸浆的质量产生影响。
本文将从作用机理方面研究含氧自由基在竹子清洁制浆漂白及氧脱木素过程中的作用机理。
2竹子清洁制浆漂白中的含氧自由基作用机理清洁制浆是指通过热水或碱性溶液将浆料中的杂质、木质素、半纤维等不溶性物质，大部分地从纤维表面解离，并由水排出的过程。
实验表明，清洁制浆过程中会产生一定量的含氧自由基，这些自由基会引发木质素的裂解、氧化和解聚，加速纤维表面的清洁。
当竹子经过清洁制浆过程后，浆料便开始进行漂白。
漂白过程中通常会使用含氯或含氧化物的化学药剂，这些药剂在产生消毒、增白的同时，也会产生大量的含氧自由基。
这些自由基会穿透纤维的层次，使得纤维结构发生变化，使其更易于吸收其他化学药剂和纤维素之间的相互作用。
此外，含氧自由基还能引起纤维素的部分裂解，提高纤维素的可溶性和水解性。
3竹子氧脱木素中的含氧自由基作用机理氧脱木素是从纤维中提取木质素的一种方法。
氧脱木素工艺中也会产生含氧自由基。
在氧脱木素过程中，氧化剂会将木质素的羟基转化为醛羟基，从而使木质素的耐热性和耐水性降低，同时也使得木质素的部分结构解聚。
含氧自由基也会对纤维素的结构产生影响，使其更加致密、刚性，提高重积度和强度。
4总结含氧自由基在竹子清洁制浆漂白及氧脱木素过程中的作用机理，主要表现为对木质素的裂解、部分溶解。
含氧自由基在竹子氧脱木素过程中的作用机理，主要表现为对木质素的部分结构解聚，同时也使得纤维素更加致密、刚性。
这对于纸浆的质量具有重要的影响，因此需要在实践中注意控制含氧自由基的生成和影响。
论竹材制浆与清洁生产2011年12月第4期(总第105期)江苏造纸JIANGSUZAOZH?17?论竹材制浆与清洁生产李萍房桂干邓拥军施英乔丁来保符芳蓉(中国林业科学研究院林产化学工业研究所,江苏南京市210042)摘要世界竹材造纸的重要基地在亚洲,竹材化学机械制浆是造纸工业清洁生产的一个重要方向.介绍了本所近年来利用慈竹制化学机械浆的中试过程和竹材化机浆的主要物理性能,用竹材化机浆配抄出各项指标达到牛皮挂面箱板纸B级标准的纸板产品.竹材CTMP废水与木材CTMP 废水相比,有三大差异:①木材CTMP吨浆产生的COD一般在100~270kg之间;对竹材CTMP工艺,吨浆产生的C0D达301kg之多,后者比前者的C0D发生量大约高5O.②竹材CTMP废水中氨氮含量较高,氨氮迭500mg/L 以上,在生化处理废水时,不需加微生物生长需要的营养盐氮.③竹材CTMP废水中的硫的含量很低,这有利于用厌氧处理时取得良好的净化效果.采用厌氧一好氧一物理混凝组合技术处理后,可使竹材化机浆废水达到新的国家排放标准(GB3544—2008).关键词竹材制浆;清洁生产;化学机械浆;废水处理;慈竹1竹材制浆造纸现状全球竹子资源总面积约2200万hm,主要分布在3大竹区:亚太竹区,美洲竹区和非洲竹区[1].亚太竹区是世界最大的竹区,南至新西兰,北至库页岛,东至太平洋诸岛,西至印度洋西部,有5O个属,900多个品种,其中有经济价值的约100多种.主要产竹国有中国,印度,缅甸,泰国,孟加拉,柬埔寨,越南,日本,印尼,马来西亚,菲律宾,韩国,斯里兰卡等.美洲竹区南至阿根廷,北至美国,共有l8个属,270多个品种.非洲竹区竹子分布范围较小,南起莫桑比克南部,北至苏丹.竹子分布在非洲西部海岸的塞内加尔南部,』L内亚,加蓬,刚果,扎伊尔,乌干达,肯尼亚,坦桑尼亚,卢旺达,布隆迪等.欧洲没有天然分布的竹林,北美原产的竹子仅有几种,比不上亚,非,拉等国家.近百年来,欧洲和北美从亚,非拉地区大量引种竹子,比如:美国从中国引种刚竹属就有35个品种.较多地利用竹子制浆造纸的国家有印度,阿根廷,孟加拉,斯里兰卡,泰国,日本和中国.印度竹林面积约400万hm.,是世界上使用竹材造纸最多的国家.1951年印度建立了第一座竹浆厂,随后几年里,竹浆产量曾达到全国纸浆总产量的73.6.至20世纪80年代竹浆产量为310万t,至2O世纪末产量达400万t. 竹材在该国造纸原料中的比例约占6O,全国近百个造纸厂中1/2以上是以竹材为原料,牡竹是该国造纸的主要原料.印度较为先进的竹子制浆造纸企业有欣杜斯坦造纸公司诺岗造纸厂(HinaUstanPaperCorpNowgongMil1),年产漂白化学竹浆12万t,生产印刷纸和书写纸; 印度卡查尔造纸厂(CacharPaperMil1),年产漂白化学竹浆12万t,生产印刷纸,书写纸.用竹浆生产的纸品种类繁多,有牛皮纸,包装纸, 新闻纸,贴面纸,证卷纸和文具纸等.竹材易腐蛀,大约20的竹材原料因此受损.为此,印度林业研究所对竹材防腐剂的种类,性能,处理方法以及经济效益作了大量研究和评估[2].泰国Panjapol制浆造纸厂年产本色竹浆10万t,削片设备为德国Pallmann公司制造的鼓式削片机,硫酸盐法制浆,蒸煮设备为卡米尔连续蒸煮器,黑液提取为Rauma—Repola公司的压力洗浆机.筛,选,洗均采用常规的真空洗作者简介:李萍,高级工程师,长期从事制浆造纸清洁生产技术研究与开发.?18?江苏造纸JIANGSUZAOZH第4期(总第105期)浆机,黑液提取率一般在94左右,碱回收车间蒸发系统采用Tubel管式外流降膜蒸发器技术,蒸发竹浆黑液浓度提高到65固形物含量的水平.在不补充辅助燃料的情况下,直接送燃烧炉中燃烧,然后回收NaOH和NazS.生产定量90g/m.强力牛皮包装纸,原料为3O本色硫酸盐竹浆,7O废纸浆.造纸机宽7500mm,车速900m/min,网部有两套Bel—Bond顶网,Nipeo可控中高压榨和两压辊可控中高压光机,配套一台35000kW汽轮发电机组,用电自给有余,全厂职工人数800人.产品大部分被本国使用,一部分出口到东南亚国家和中国.泰国凤凰制浆造纸公司(PhoenixpulpPaperCo.,Ltd),有一条生产线是以竹子,红麻为原料,年产lO万t漂白化学竹浆.采用德国Pallmann公司的鼓式切片机,卡米尔连续蒸煮器带有扩散洗涤装置,Do—E/O—Dl—D2四段无元素氯(ECF)漂白.每吨漂白浆耗电300kWh,耗汽1.95t,废水排放量30m3C副.据称该生产线为当今世界上漂白化学竹浆板市场上唯一被公认可以接受的产品.2竹材可成为我国制浆造纸的重要原料中国是世界上竹类最为丰富的国家之一,有48属500余种,全国竹林面积550万hm., 蓄积量15123万t],被誉为第二森林.从分布上看,具有明显的地带性和区域性,被划分为5大竹区:(1)北方散生竹区;(2)江南混合竹区;(3)西南高山竹区;(4)南方丛生竹区;(5)琼滇攀援竹区.江南混合竹区是我国人工竹林面积最大,竹材产量最高的地区,尤以毛竹为甚, 是我国毛竹分布的中心地区,竹业生产较为发达.我国竹类品种大体分为两大类:一类为薄壁中小径竹,杆壁厚度2～8mm,杆径2O～60mm,如草竹,黄竹,水竹,白夹竹,西风竹,龙竹,苦竹,青竹,云骨竹,实心竹等,林业部门统称为”杂竹”,杂竹林约占全国竹林总面积的l/ 3左右,是目前我国用量最多的制浆造纸竹种. 二类为厚壁大径竹,杆壁厚度10~20mm,杆径8O～200mm,主要为毛竹.毛竹,也称楠竹,为我国主要经济竹种.目前我国毛竹总蓄积量达8O亿株(1.2亿t),此类竹材资源丰富,约占全国竹林总面积的7O.据统计,全国lO万亩以上毛竹林面积的重点产竹县有130个.一般竹类每亩年产可达60O～900kg,生长特别良好时每亩年产可达1500~2000kg,可建立较稳定的原料基地竹林是一种再生资源,一经造林成功,只要辅以适当的经营管理,即可以年年发笋成竹,永续利用,长期收益.竹子适应性广,可集中成片发展竹林基地,而且不与农业争地;竹子具有速生,易更新的特点,是进行可持续经营的理想植物;竹子盘根错节,具有庞大的地下根系(Yr林固土能力为马尾松林的1.5倍,杉木林的1.3倍),在保持水土,涵养水源及保护农业生态环境方面有着无法比拟的作用.竹子是一种较好的造纸原料,竹浆性能稍逊针叶木浆,比草浆好,和阔叶木浆基本相当.竹浆能替代进口阔叶木浆配抄上百种中高档纸张,高质量,高白度竹浆可以造胶版印刷纸,铜版原纸,静电复印纸等高级文化用纸.竹子出材周期短,一般3至4年即可成材使用,而木材则需7至1O年成材.竹子再生能力强,价格低,每吨浆所需要的竹材成本比木材低1/4左右.一个年产30万t漂白硫酸盐商品竹浆厂,年可实现工业总产值120000万元,利税4560万元,农民年收入增加72OO万元(以用竹量的60,农民收入每吨100元计算).我国年产商品竹材650万t,相当于我国每年商品木材量的1O左右.以竹代木,竹浆纸一体化,是缓解我国木材供需矛盾的有效途径.国家发展和改革委员会编制的《全国林纸一体化工程建设”十五”及2010年专项规划》中,确定在”十五”期间,新增竹材基地24万hm.,新增制竹浆能力70万t.在”十一五”期间,新增竹材基地36万hm.,新增竹浆能力200万t.以竹为原料的纸浆一体化项目,可以充分利用2O11年12月李萍等/论竹材制浆与清洁生产?19?竹子的再生能力进行合理砍伐,不但不会对生态造成破坏,还能发展竹类资源产业,有利于保护生态环境和美化生活环境;有利于森林资源保护和天保工程实施;有利于调动农民退耕还林积极性;有利于山区综合开发和群众脱贫致富;有利于扩大生态恢复面积,实现社会经济生态可持续发展.3竹材化机制浆是清洁生产的一个重要方向竹子的纤维素含量很高,一般为4O～6O,而麦草纤维素含量只有4O,稻草纤维素含量只有35%～36,竹子只是比木材的纤维素含量稍低.竹材纤维呈纺锤状,且细而长, 如慈竹的纤维长度为1.33～2.9lmm,平均长度为1.99mm,接近于针叶木而长于阔叶木.竹子的半纤维素含量也很高,约为18～25,比针叶木材高,接近于草浆.在制浆过程中尽量保留半纤维素,可以提高纸浆的得率,而且在打浆时易水化,纤维结合强度高,纸张耐破度高,成纸的物理强度好.由于半纤维素中戊聚糖含量高(一般在23～25左右),易打浆,减少了电耗.竹子的密度在0.6～0.8之间,比木材的密度大,增加了蒸球的装锅量,提高了生产能力.竹子的灰分在1～3.5之间,含量介于木材和草类之问,含硅在0.19/6～0.5之间,比草类低,所以在碱回收时,硅干扰比草类低.竹子的乙醚抽出物约0.6～0.7,所以在制浆造纸过程中,工艺上容易处理,洗浆过程中泡沫比木浆小得多.由于竹子和阔叶木的蒸煮工艺条件很接近,所以竹子可以和阔叶木按一定配比混合制浆,竹子较长的纤维使得混合原料的浆强度比单独用阔叶木制浆时所得浆的强度高,同时也可以减轻硅干扰,黑液也比纯竹浆黑液易燃烧处理[5].竹类作为造纸原料,也有不足之处,主要是:①竹类含有较多糖类,脂肪和蛋白质,而这些物质是一些昆虫和微生物的营养物质,易引起虫蛀和病腐,影响成浆质量.②竹类组织结构紧密,蒸煮过程中药液渗透比较困难.③竹浆在漂白时漂率较高,特别是次氯酸盐单段漂时,所制得的漂白竹浆较易返黄.④竹材灰分含量比木材高出3倍,在制浆黑液回收过程中易产生硅干扰[6].较早采用硫酸盐法制竹浆的企业有四川宜宾纸业,四川长江包装股份有限公司,中竹柳江纸业,随后有中竹邵武纸业,中竹亚广纸业,晨鸣池壁纸业和中竹宜春纸业等[7].20世纪80 年代,中竹柳江纸业从芬兰PANDIA公司引进1台横管连续蒸煮器蒸煮芒秆,云香竹.后又投资44.9亿元建设2O万t/a全漂白硫酸盐竹浆,引进芬兰UPM公司生产线,采用ECF漂白工艺,具有自动化程度高,能耗低,三废排放量少的特点,并配套建设8万hm竹林基地. 广东鼎丰纸业引进美国RDH技术,有3台120m.立式蒸煮锅,3台40m.真空洗浆机,2套全板式蒸发器,280t/d固形物碱回收炉以及先进的筛选,洗涤和漂白装置,硫酸盐漂白木浆及竹浆达到1O万t/a规模.中竹邵武纸业从国外引进C10制备设备,封闭筛选,逆流洗涤,氧脱木素三段ECF漂白系统.装备5台国产ll0m.立式蒸煮锅和280t/d碱回收炉,引进3 台40m.真空洗浆机和五效全板式蒸发器.漂白竹浆规模达到2O万t/a,总投资13.9亿元. 并投资3.2亿元,建设原料竹林基地2.26万hmz.中竹雅安纸业有5台ll0m.立式蒸煮锅,4台鼓式真空洗浆机,五效长管降膜蒸发器,300t/d碱回收炉,氧脱木素三段ECF漂白系统,漂白硫酸盐竹浆规模30万t/a.四川i永丰纸业股份有限公司5.5万t/a漂白硫酸盐竹浆,采用氧脱木素,TCF漂白技术,封闭筛选,挤压,置换洗涤,三管二板蒸发器,新型单汽包低臭型碱回收炉和高效苛化系统.将粗浆热封闭筛选一二段鼓式洗浆机与挤压机组合的洗浆,筛选系统与浆料漂白系统串联在一起,使黑液提取率提高到98,降低了洗浆和漂白吨浆污染物COD,BOD的排放量.四川泸州市纳溪区和德国河贝勒咨询投资公司合作投资8O ?20?江苏造纸JlANGSUZAOZH第4期(总第105期)亿元,建设4O万t/a竹浆和轻量涂布纸项目, 种植竹林面积为2.67万hm..贵州赤水市赤天化股份有限公司,投资28.8亿元,建设年产漂白竹浆1O.2万t和高档文化用纸15.3万t 生产线.上海北亚瑞松贸易发展有限公司与乐山造纸厂建成2O万t/a竹浆项目.四川瑞松纸业有限公司收购乐山造纸厂,同时承接了乐山1O万t/a漂白竹浆异地搬迁改造项目.从以上介绍可看出,在国家产业政策引导下,近年来我国竹浆工业发展很快.其特点为①每个企业的竹浆规模都在1O～4O万t/a之间;②所有的生产工艺采用的都是化学法制竹浆.③竹浆黑液提取率已接近木浆黑液提取率,碱回收技术逐步完善.在化学法竹浆快速发展背景下,国内的竹材化机浆研究也取得了一定的成绩[8].华南理工大学进行了”毛竹蒸汽爆破法高得率浆的研究”,制取了得率809,6以上,裂断长大于3300m 的毛竹爆破浆.采用4H.0.的单段HO.漂白,毛竹爆破浆白度达到619/6lSO.广西大学承担的国家科技攻关项目”高配比竹子化机浆生产低定量胶印新闻纸的研究与开发”,采用CTMP和PRC—APMP的方法生产竹材化机浆,得率≥80,浆白度为55～62,采用4O的竹子化机浆配抄低定量胶印新闻纸,达到GB/T1910—1999优等品的指标.国内有些厂家用竹材生产半化学浆,但生产规模小,污染大,环保问题没能很好解决.中国林业科学研究院林产化学工业研究所在实施国家十一五科技支撑专题”竹材制浆造纸环保新工艺”中,以四川慈竹为原料,采用了烧碱法和碱性亚钠法进行化机浆工艺研究.结果表明:以慈竹为原料,采用烧碱法预处理制取的竹材化机浆质量性能优于碱性亚钠法制得的化学机械浆,成功配抄出性能指标达到牛皮挂面箱板纸技术指标(GB13024—91)B级以上标准的纸板产品. 其CTMP制浆过程见图l,将新鲜没有发生霉变的竹材削片后,采用TMI标准木片筛筛选, 合格竹片密封于塑料袋中平衡水分,储存于冷库(O～5℃)中备用.实验时取筛选合格竹片,经水洗,浸泡后,进行常压预汽蒸.汽蒸后竹片,经挤压,进入化学预浸,停留时间10min,预浸后的物料,经过提取螺旋提取黑液后,进入第一段压力磨浆和后续磨浆.磨后浆料经过消潜,筛选,洗涤浓缩等操作,浓缩后浆料贮存备用.提取的黑液及收集各段废水进行分析测试.在不同的工艺条件下,获得的纸浆性能如表2所示,制得的浆料可用于配抄强韧箱纸板, 竹浆CTMP化机浆纸浆得率达88,自然资源的高效利用是该工艺突出的优势.竹片一匝[二一匝[二:困一匝[二一匝垂一匝[二一亟国一睦[二1’废水废水废水匝亟圃一压匡一匝[二圈一[二成浆一匝二一匝二废水图1竹材CTMP制浆工艺中试流程表1竹材CTMP纸浆性能4竹材化机浆废水可被有效治理在竹材CTMP制浆中试过程中,收集了各段工序产生的废水(图1),经分别计量和测定后,再混合成综合废水进行计量,测定.并对耗水量,废水的pH,COD,BOD,SS,TS,色度和含氮量进行了分析测定,结果如表2所示.2011年12月李萍等/论竹材制浆与清洁生产?21? 表2竹材CTMP制浆废水的污染特征竹材CTMP废水与木材CTMP废水相比,有三大差异:①木材CTMP吨浆产生的COD一般在100～27Okg之间;对竹材CTMP工艺,吨浆产生的C0D达301kg之多(表2).显然竹材CTMP工艺比木材CTMP工艺产生的COD量高,前者比后者的CoD发生量大约高50.②竹材CTMP废水中氨氮含量较高,NH.一N达500mg/L以上.因此,在生化处理废水时,不需加微生物生长需要的营养盐氮,甚至在生物处理时,要考虑脱氮工艺,防止排放水氮超标.而木材CTMP废水中氮含量很低,在生化处理时必须额外加氮盐.③由于在制浆过程中没有添加含硫化合物,竹材CT—MP废水中的硫的含量很低,这有利于生化处理,特别是用厌氧处理时能取得良好的净化效果.竹浆CTMP化机浆废水的COD为7320mg/L,BOD为2496mg/L,经预处理后,COD降到3724mg/L,BOD降到1337mg/L,去除效率分别达到49.1和46.4.预处理药剂采用自制的聚硅双酸铝铁,与常规的PAC和PFS 相比,具有生产成本低,处理效果好,沉淀速度快,脱色效果好等特点.然后采用IC厌氧处理,COD去除率可达85.4,BOD去除率可达86.8,SS去除率可达6O.19,6.采用好氧动态曝气处理厌氧后的出水,该单元COD去除率为68.4,BOD去除率84.5,SS去除率为52.5.整个生物组合处理系统具有较好的去除COD和BOD能力,生物系统进水C0D 浓度为3724mg/L,BOD1337mg/L,经生物组合处理系统处理后,COD降到172mg/L,BOD 降到27mg/L,去除率分别达到95.4,98.0,可见生物组合处理系统适合于处理高浓度竹材CTMP废水.竹材CTMP废水的色度达2500倍左右,通过预处理可以把色度下降到180倍左右,去除率达92.89,6,可以把大部分的木质素大分子,有色胶体去除出处理系统,从而减少对生物菌种活性的不利影响.由于色度主要是由木素及其相关降解产物产生的,生物菌难以降解木素及其相关降解产物,因此生物系统对色度的去除效果不明显.我们研究中心对竹材CTMP化机浆废水进行了全面系统的研究[9,10,11,12],设计了预处理一厌氧一好氧一混凝的技术流程(图2),可使废水COD降至200 mg/L以下,各项污染指标达到新国家排放标准GB3544—2008.图2推荐的竹材CTMP废水工业处理流程?22?江苏造纸JlANGSUZAOZH第4期(总第105期)5展望利用竹材发展化机浆是竹材清洁制浆生产一个重要方向.竹材化机浆与竹材化学浆相比较,具有投资低,纸浆得率高,化学药品消耗少, 污染负荷低,生产成本低等优点.而且保留了大量木素,具有化学浆所没有的某些特性,如高的松厚度,优良的印刷性能,可以用于生产牛皮纸,高强瓦楞纸,箱纸板,工业包装制品,经漂白后可以配抄新闻纸,胶印书刊纸及纸浆模塑餐具等.竹子化机浆技术具有广阔的市场前景, 可观的经济效益和社会效益.然而在研发过程中发现,竹材化机浆难以漂至65(ISO)以上的较高自度,白度不稳定,易返黄,是发展竹材化机浆的最大技术难题. 今后制浆造纸工作者应该抓住重点,攻关突破, 争取早日解决竹材化机浆难漂白,易返黄的技术瓶颈问题.可从以下几个大的方面着手:(i) 竹材化机制浆方法较多,不同方法制得的纸浆白度稳定性存在差异.例如,采用亚硫酸钠预处理的化学热磨机械浆CTMP比TMP具有较高的返黄值,纸浆磺化度越高,返黄值越大. Gellerstedtt发现,在给定的光吸收系数下,化学机械浆(得率8O～95)比纯粹机械法制浆返黄程度更大,可能是化学机械浆木质素中的酚羟基含量高于化学浆所致,酚羟基在外界环境作用下容易被氧化生成邻醌等发色结构. 所以选择合适的制浆工艺是提高竹子高得率浆自度及减小返黄值的前提.(2)漂白方法.目前用于化机浆漂白的主要漂剂是过氧化氢和连二亚硫酸钠.国内外正在开发和寻求新型的化机浆漂白剂和漂白助剂,Barbaratgl在过氧化氢漂白棉秆CTMP过程中添加含硫化合物作为助剂,研究了多种含硫化合物作为漂白助剂和浆料白度稳定剂的效果.希望在保持高得率浆的特性下,获得高白度纸浆,同时具有较低的返黄值.(3)竹子本身的生物结构和化学组分. 夏新兴等人曾对白夹竹及其磺化化机浆MWL 的结构与发色基团的特性进行了研究,发现竹材木素是GSH型木素,经化学机械处理后木素的分子量大大降低,对香豆酸酯的含量下降, 醌式结构是木素中最主要的发色基团,成浆后醌式结构增加很多[1引.印度中央制浆造纸研究所Roy研究表明:竹子化机浆拥有比其他纤维资源更好的纤维特性,但缺点是可漂性差.进一步研究发现:氧化性漂白产生过剩的二次羰基能加深其颜色,而还原性漂白几乎不能减少醌型和羰基结构.参考文献[13蒋忠道.世界的竹子资源状况[J].西南造纸,2004,33 (2):58～58.[2]竹林.印度竹材制浆造纸[J].国际木业,2008(9):45～45.[3]张达俊.竹子制浆在泰国口].中华纸业,2005,24(6):30～32.[4]孙鹤章.竹类资源产业化开发将成为我国纸业增长的新亮点[盯.国际造纸.2(3);9～12.[5]黄六莲,陈礼辉,张建春,蒲俊文.硫酸盐竹浆两段氧脱木素技术的研究[J].中国造纸,2007,22(2);109～l12.Is]龙毅,吴军,鄂南.竹类造纸及发展前景[J].湖北造纸, 2005,(2):1O～13.[7]林文耀.我国制浆工艺技术发展趋势[J].国际造纸,2004,23(3)l47～51.[8]刘海滨,杜召梅,陈楠.竹子高得率浆的研究进展[J].广西轻工业,2007(4);3～4.[9]孙玉,丁来保,施英乔,房桂干.竹材CTMP高浓制浆废水动态曝气生物处理试验研究[J].造纸科学与技术, 2008,27(4):17～19.[1O]丁来保,孙玉,施英乔,李萍,房桂干.竹材CTIVlP高浓废水污染特征及其处理工艺口].中国造纸,2008,27(11). 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慈竹漂白硫酸盐浆打浆性能及机理研究慈竹漂白硫酸盐浆打浆性能及机理研究慈竹是一种常见的竹类植物，具有高强度、高韧性和柔韧等特点，因此在造纸工业中具有广泛的应用前景。
然而，慈竹的天然颜色较深，不适合直接用于造纸工艺中，需要进行漂白处理以提高纸张的白度。
硫酸盐浆是慈竹漂白的主要方法之一，并且被广泛应用于纸浆漂白工艺中。
本文旨在研究慈竹漂白硫酸盐浆打浆性能及机理，以期为慈竹的漂白工艺提供理论指导和技术支持。
首先，本文将通过实验研究慈竹漂白硫酸盐浆的打浆性能。
打浆是纸浆制备中的重要工艺环节，对慈竹漂白工艺的成功与否具有重要影响。
通过调整硫酸盐浓度、温度、时间等参数，我们将研究打浆过程中的纤维分散性、纤维长度分布等指标，并分析不同参数对打浆性能的影响。
其次，本文将从化学反应的角度探讨慈竹漂白硫酸盐浆的机理。
硫酸盐浆漂白过程中主要发生的化学反应是漂白剂与慈竹组分之间的反应。
我们将通过红外光谱、X射线衍射等分析手段，研究漂白过程中纤维中色素、木质素等有机物的变化情况，并探讨硫酸盐浆漂白过程中可能发生的化学反应机理。
最后，本文将综合实验结果及已有的先前研究成果，总结慈竹漂白硫酸盐浆的打浆性能及机理。
通过对比实验数据，我们将评估硫酸盐浆漂白工艺的优势和不足，并提出改进的建议。
同时，我们还将结合机理研究结果，探讨硫酸盐浆漂白过程中可能存在的问题和挑战，并提出解决方案。
最终，我们希望通过本文的研究，为慈竹漂白工艺的优化和改进提供参考和指导。
总之，慈竹漂白硫酸盐浆打浆性能及机理的研究对于慈竹的漂白工艺具有重要意义。
通过深入研究慈竹漂白硫酸盐浆的打浆性能和机理，可以为慈竹的漂白工艺提供科学依据和技术支持，推动慈竹在造纸工业的应用和发展综合上述研究结果，在慈竹漂白工艺中，调整硫酸盐浓度、温度、时间等参数能够显著影响打浆性能。
通过优化这些参数，可以提高纤维分散性和纤维长度分布，从而改善慈竹漂白工艺的效果。
此外，化学反应是慈竹漂白硫酸盐浆过程中的关键步骤。
