專利名稱:生物漂白及漂白用水零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紙漿漂白的生產(chǎn)工藝，特別是涉及生物漂白及漂白用水零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)。
背景技術(shù)：
紙的發(fā)明極大的推動了文明社會的發(fā)展，目前世界年人均用紙51.8公斤，中國年人均用紙32公斤，居世界第二位。中國2004年產(chǎn)紙4300萬噸，年消耗紙5100萬噸，還需進口大量紙。
現(xiàn)在普遍應用的紙漿漂白的生產(chǎn)工藝主要是“次氯酸鈣”及多種化學原料來漂白麥草、稻草、蘆葦、甘蔗渣、竹子、木材等原料中的木素，使其變白，木素是植物中粘結(jié)纖維素的物質(zhì)，漂白的目的是將化學蒸煮后的紙漿漿料中的殘留木素進一步分解漂白，得到純白色的紙漿。由此產(chǎn)生了大量化學原料殘留物，反應物，這些污染物被排放到江河里成了污水河，這些污水中含有大量懸浮物，COD、BOD、二惡碤、酸、堿等有毒物質(zhì)污染了我們的生存環(huán)境，既使花很大成本治理也依然使污染越來越嚴重。
據(jù)統(tǒng)計2003年，全國有35.3億立方米造紙污水排放到江河中，而這些污水造成農(nóng)、牧、漁損失及人類被毒害的報道經(jīng)?？梢姡椰F(xiàn)在普遍應用的化學造紙制漿方法耗能很高。舉草漿為例，生產(chǎn)一噸干草漿耗煤1.55-1.7噸、耗電700-800度、耗水100-140噸，現(xiàn)在紙的消耗量正在以年13％左右的速度遞增。社會發(fā)展對紙需要量越來越大，可面臨我國造紙污染已到的危機時刻，且我國能源日漸緊張的形勢很嚴峻，社會發(fā)展急需無污染、低耗能先進的紙漿漂白工藝技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紙漿化學法漂白工藝技術(shù)。
由此可見，上述現(xiàn)在普遍應用的傳統(tǒng)紙漿化學法漂白工藝技術(shù)問題亟待解決。
為了解決上述化學法漂白紙漿的生產(chǎn)工藝問題，國內(nèi)外專家學者，大專院校.從20世紀60年代就開始了，用生物漂白的方法來漂白紙漿原料中的木素，這樣可以用生物法取代化學法紙漿漂白，實現(xiàn)紙漿漂白全過程水的零排放，從根本上杜絕造紙工業(yè)對環(huán)境的污染。但由于木素是無定形大分子結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性很強，至使自然界存在的微生物中只有少量真菌才能降解木素，如白腐菌只能降解某些木素，況且容易被雜菌污染，對環(huán)境條件要求很苛刻，既要潮濕又要通風，同時要為白腐菌分解漂白木素供給大量氧氣，因漂白漿料絕不能侵入水中，所以很難保證溫度均勻，造成成本加大。盡管如此，白腐菌降解木素要在30天以上才能降解60％造紙材料中的木素，加上這些白腐菌培養(yǎng)周期太長不適于工業(yè)化生產(chǎn)。
鑒于上述生物方法紙漿漂白存在的難題，本發(fā)明人經(jīng)過多年不懈的研究，反復試驗、誘發(fā)，培養(yǎng)出一種不同于自然界中白腐菌的PYB11厭氧白腐菌。由于此種PYB11厭氧白腐菌分解木素時不需耗氧，尤其是能溶于水中這一優(yōu)點使其對培養(yǎng)和環(huán)境要求極大簡化。它可以高速繁殖，它能夠迅速選擇性漂白造紙漿料中的多種木素，漂白中極少傷損纖維素。通過本發(fā)明提出的生物漂白及漂白用水的零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)的PYB11厭氧白腐菌一次漂、復合菌二次漂、增白三次漂、復合菌凈化水等工藝，可以漂白得到高白度，高得率，無污染、低耗能、低成本優(yōu)質(zhì)的各種漂白紙漿。同時實現(xiàn)了漂白紙漿生產(chǎn)工藝過程用水的零排放。這項技術(shù)的發(fā)明為造紙工業(yè)漂白工藝，無污染和節(jié)能開創(chuàng)了新的階段，將造福于全中國及全世界。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生物漂白及漂白用水零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)。傳統(tǒng)紙漿漂白工藝是應用化學法漂白處理，生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生含有大量懸浮物、COD、BO二惡碤、酸、堿等有毒物的污水，嚴重污染環(huán)境，全部凈化治理需要昂貴的費用，而且紙漿漂白過程中需消耗大量水、煤、電等，本發(fā)明的生產(chǎn)工藝過程不用傳統(tǒng)化學法漂白工藝中大量應用的次氯酸鈣等化學品，無污染、節(jié)約水、材料損耗小、能耗低、成本僅為現(xiàn)用的化學法漂白漿40％，可以漂白生產(chǎn)麥草、稻草、蘆葦、甘蔗渣、竹子、木材為原料的紙漿，其漂出的紙漿白度高，品質(zhì)優(yōu)良，無任何化學毒素，可用來制作食品包裝紙、醫(yī)藥包裝紙等各種日常用紙，具有很高的經(jīng)濟效益和社會效益，是一項生態(tài)平衡的高科技高技術(shù)升值技術(shù)，填補了世界制漿史上一項空白。
本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題是采用以下技術(shù)措施來實現(xiàn)的。
依據(jù)本發(fā)明提出的生物漂白及漂白用水的零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，是將麥草、稻草、蘆葦、甘蔗渣、竹子、木材已經(jīng)過破碎、生物分解后形成的酥松的碎條和粗纖維束的各類漂白紙漿的漿料，通過PYB11厭氧白腐菌一次漂、復合菌二次漂、增白三次漂、復合菌凈化水等工藝，將生物分解后的漿料由PYB11厭氧白腐菌一次漂，分解漂白漿料中的木素，然后，由復合菌二次漂，進一步二次分解漂白漿料中的木素，最后雙氧水把少量漿料中的殘余木素的發(fā)色基團改變增白，實現(xiàn)紙漿漂白的目的。上述漂白紙漿原料包括麥草、稻草、蘆葦、甘蔗渣、竹子、木材經(jīng)過破碎、生物分解后形成酥松的碎條和粗纖維束的各類生物漂白漿料。經(jīng)過按白度要求漂白后的漿料，再經(jīng)過紙漿的機械加工，生產(chǎn)出符合各種要求的白色紙漿，并通過漂白生產(chǎn)工藝用水循環(huán)使用，實現(xiàn)漂白用水的零排放。
本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題是采用以下措施進一步實現(xiàn)的。
前述的生物漂白及漂白用水的零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，其中所述PYB11厭氧白腐菌一次漂工序，是將經(jīng)過破碎、生物分解后形成酥松的碎條和粗纖維束的各類生物漂白漿料浸沒入PYB11厭氧白腐菌一次漂液池中，在池中漂白6小時后用泵把漿料和水一起抽進擠漿機，擠干漿料，水流回PYB11厭氧白腐菌一次漂液池中循環(huán)利用。此時漿料由原淺棕色變?yōu)榻埸S色，至此PYB11厭氧白腐菌一次漂完成。
前述的生物漂白及漂白用水的零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，其中所述復合菌二次漂是將PYB11厭氧白腐菌一次漂，漂完，擠干呈桔黃色的漿料浸沒入復合菌液二次漂液池中。復合菌包括PYB11厭氧白腐菌、褐腐菌、軟腐菌、黑腐菌等，加入1.5％石灰做菌種變異媒體，再加入菌種營養(yǎng)液，此時復合菌在石灰堿性的作用下急劇異化成溶出漿料中木素能力很強的異化菌群。在池中漂白6小時后用泵把漿料和水一起抽進擠漿機，擠干漿料，此時水呈淺棕色，水流回復合菌液二次漂液池中循環(huán)利用，此時漿料由黃色變?yōu)橥涟咨?br> 此道工序各種菌的比例根據(jù)漿料不同既麥草、稻草、蘆葦、甘蔗渣、竹子、木材和漿料品種產(chǎn)地不同進行調(diào)整至合適配方。至此復合菌二次漂完成。
前述的生物漂白及漂白用水的零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，其中所述增白三次漂是將復合菌二次漂后擠干的土白色漿料浸沒入增白三次漂液池中，池中加入1％雙氧水，并加入少量食用堿碳酸鈉，增白12小時。然后由用泵把漿料和水一起抽進擠漿機，擠干漿料，水回到增白三次漂液池中循環(huán)使用。此時雙氧水在堿性環(huán)境下將復合菌二次漂后漿料中殘留的少量木素的棕、黃、土白發(fā)色基團改變?yōu)榧儼装l(fā)色基團。此時漿料呈純白色此道工序根據(jù)漿料不同既麥草、稻草、蘆葦、甘蔗渣、竹子、木材和漿料品種產(chǎn)地不同紙漿白度要求不同調(diào)整至合適配方。至此增白三次漂完成?？梢匀ネㄟ^磨漿、篩漿、擠干等紙漿機械加工后出廠。
前述的生物漂白及漂白用水的零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，其中所述復合菌凈化水工序是PYB11厭氧白腐菌水可以反復循環(huán)利用，復合菌二次漂白水經(jīng)三次循環(huán)利用后漂白能力減弱，復合菌異化群逐漸死亡，此時將失效廢水的1/5用泵抽進復合菌原菌種池中，復合菌原菌迅速繁殖時放出酸，很快中和掉廢水的堿并將廢水中的復合菌二次漂時漿料的堿性溶出物分解成CO2和水，使淺棕色水迅速變清接著變黑后菌種復壯，然后將復壯的新菌種水用泵抽進復合菌二次漂池中重新使用。增白三次漂水可反復循環(huán)利用。在生產(chǎn)過程中，PYB11厭氧白腐菌一次漂、復合菌二次漂、增白三次漂都要蒸發(fā)少量水。PYB11厭氧白腐菌一次漂和復合菌二次漂所需補水均從增白三次漂后擠成品漿時擠出的水補充，再用新水補充增白三次漂所缺水。使增白三次漂水保持清潔，同時減少雙氧水的消耗量。至此復合菌凈化工序完成。
本發(fā)明與現(xiàn)在普遍應用的化學制漿工藝相比較，具有十分明顯的優(yōu)越性。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝過程僅用少量食用化工原料，無污染、無排放、節(jié)水、材料損耗小、能源消耗小、成本僅為化學制漿工藝的40％，由于沒經(jīng)化學原料腐蝕，紙漿的質(zhì)量優(yōu)良，無任何化學毒素，可用來制作食品包裝紙、醫(yī)藥用紙等各種日常生產(chǎn)生活用紙。具有十分高的經(jīng)濟效益和社會效益，是綠色環(huán)保和生態(tài)平衡的高科學技術(shù)，填補了世界紙漿漂白史上的空白。
綜上所述，本發(fā)明生物漂白及漂白用水的零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，具有上述諸多的優(yōu)越性和實用性，并在國內(nèi)外同類產(chǎn)品的加工中，沒有類似和相同的生產(chǎn)工藝應用過、發(fā)表過，是在造紙制漿漂白的技術(shù)和生產(chǎn)工藝上的一場革命，同時解決造紙制漿漂白污染這一大難題。所以本發(fā)明生物漂白及漂白用水的零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，是新穎、先進、實用的新發(fā)明。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容給予實施，以下的本發(fā)明的最佳實施例進行進一步說明如后。
具體實施方式
以下對依據(jù)本發(fā)明提出的生物漂白及漂白用水的零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，其具體實施方式
、要求、特征及其功效，詳細說明如后。
本發(fā)明生物漂白及漂白用水的零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，其主要生產(chǎn)工序為PYB11厭氧白腐菌一次漂、復合菌二次漂、增白三次漂、三道工序加上復合菌凈化水等工藝實現(xiàn)的，是將生物分解后的漿料由PYB11厭氧白腐菌一次分解漂白木素，然后，由復合菌進一步二次分解漂白木素，最后雙氧水將少量殘余木素發(fā)色基團改變，增白，實現(xiàn)紙漿漂白目的。按此工序依序操作加上水循環(huán)操作，既可保證制作出合格的漂白紙漿，并通過漂白生產(chǎn)工藝用水循環(huán)使用，實現(xiàn)漂白用水的零排放。
上述的PYB11厭氧白腐菌一次漂工序是將經(jīng)過破碎、生物分解后形成酥松的碎條和粗纖維束的各類生物漂白漿料浸沒入PYB11厭氧白腐菌一次漂液池中，漂液保溫40℃，每半小時用壓縮空氣吹攪一次，均勻溫度，均勻漂白。在池中漂白6小時后用泵把漿料和水一起抽進擠漿機，擠干漿料，水流回PYB11厭氧白腐菌一次漂液池中循環(huán)利用。此時漿料由原淺棕色變?yōu)榻埸S色，至此PYB11厭氧白腐菌一次漂完成。
上述的復合菌二次漂是將一PYB11厭氧白腐菌次漂完，擠干呈桔黃色漿料浸沒入復合菌液二次漂液池中。復合菌包括PYB11厭氧白腐菌、褐腐菌、軟腐菌、黑腐菌等，再加入1.5％石灰做菌種變異媒體，再加入菌種營養(yǎng)液，此時復合菌在石灰堿性的作用下急劇異化成，溶出漿料中木素能力很強的異化菌群此時保溫至40-60℃，每半小時用壓縮空氣吹攪一次均勻溫度，均勻漂白。在池中漂白6小時后用泵把漿料和水一起抽進擠漿機，擠干漿料，此時水呈淺棕色，水流回復合菌液二次漂液池中，循環(huán)利用，此時漿料由黃色變?yōu)橥涟咨?。此道工序各種菌的比例根據(jù)漿料不同既麥草、稻草、蘆葦、甘蔗渣、竹子、木材和漿料品種產(chǎn)地不同進行調(diào)整至合適配方。其基礎配方為PYB11厭氧白腐菌為3、褐腐菌為1.5、軟腐菌為2.5、黑腐菌為1，至此復合菌二次漂白完成。
上述的增白三次漂是將復合菌二次漂白后擠干的上白色漿料浸沒入增白三次漂液池中，池中加入雙氧水，并加入少量食用堿碳酸鈉，保溫25℃，增白12小時，每半小時用壓縮空氣吹攪一次均勻溫度，均勻漂白。然后由用泵把漿料和水一起抽進擠漿機，擠干漿料，水回到增白三次漂液池中循環(huán)使用。此時雙氧水在堿性環(huán)境下將復合菌二次漂后漿料中殘留的少量木素的棕、黃、土白發(fā)色基團改變?yōu)榧儼装l(fā)色基團。此時漿料呈純白色。此道工序根據(jù)漿料不同既麥草、稻草、蘆葦、甘蔗渣、竹子、木材和漿料品種產(chǎn)地不同紙漿白度要求不同調(diào)整至合適配方。其基礎配方為雙氧水1％、食用堿碳酸鈉0.1％，至此增白三次漂完成。就可以去通過磨漿、篩漿、擠干等紙漿機械加工后出廠。
上述的復合菌凈化水工序是PYB11厭氧白腐菌水可以反復循環(huán)利用，復合菌二次漂白水經(jīng)三次循環(huán)利用后漂白能力減弱，復合菌異化群逐漸死亡，此時將失效廢水的1/5用泵抽進復合菌原菌種池中，由于復合菌均是酸性，廢水中弱堿石灰已基本消耗掉，復合菌原菌迅速繁殖時放出酸，很快中和掉廢水的堿并將廢水中的復合菌二次漂時漿料的堿性溶出物分解成CO2和水，使淺棕色水迅速變清接著變黑后菌種復壯，然后將復壯的新菌種水用泵抽進復合菌二次漂池中重新使用。增白三次漂液水可反復循環(huán)利用。在生產(chǎn)過程中，PYB11厭氧白腐菌一次漂、復合菌二次漂、增白三次漂都要蒸發(fā)少量水。。PYB11厭氧白腐菌一次漂和復合菌二次漂所需補水均從增白三次漂后擠成品漿時擠出的水補充，再用新水補充增白三次漂所缺水。使增白三次漂水保持清潔，同時減少雙氧水的消耗量。雖然增白三次漂擠出水呈弱堿性，但由于PYB11厭氧白腐菌和復合菌降解堿的能力很強，且補水量很少，補水中少量的堿馬上就被降解掉，不影響PYB11厭氧白腐菌和復合菌繁殖和降解木素，漂白紙漿。至此復合菌凈化工序完成。
本發(fā)明提出的PYB11厭氧白腐菌一次漂、復合菌二次漂、增白三次漂三道工序加之生產(chǎn)過程中的復合菌凈化水組成。按此工序依序操作加上水循環(huán)操作既可保證制作出合格的漂白紙漿并實現(xiàn)紙漿漂白用水的零排放。
上述如此加工工藝程序構(gòu)成本發(fā)明生物漂白及漂白用水的零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，對現(xiàn)今同行業(yè)技術(shù)人員來講均具有許多可取之處，而確實具有技術(shù)進步性。
以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生物漂白及漂白用水零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，其特征是通過PYB11厭氧白腐菌一次漂，復合菌二次漂，增白三次漂及紙漿漂白生產(chǎn)用水的循環(huán)使用實現(xiàn)紙漿漂白和漂白生產(chǎn)用水零排放的目的。具體是通過PYB11厭氧白腐菌一次漂，復合菌二次漂，增白三次漂及紙漿漂白生產(chǎn)用水的循還使用幾道加工工序來實現(xiàn)紙漿漂白和漂白生產(chǎn)用水零排放的，上述漂白紙漿原料包括麥草、稻草、蘆葦、龍須草、甘蔗渣，竹子、木材等經(jīng)過破碎，生物分解后至酥松的粗纖維束。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的生物漂白及漂白用水零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，其特征在于其中所述的PYB11厭氧白腐菌一次漂工序，是將上道工序經(jīng)過破碎，生物分解后至酥松的粗纖維束的漂白漿原料浸沒入PYB11厭氧白腐菌菌液池中。尤其重要是將漿料全部浸沒入在菌液中6小時，保溫40℃。使漂白漿料由原淺棕色變?yōu)榻埸S色。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的生物漂白及漂白用水零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，其特征在于其中所述的復合菌二次漂工序，是將上道工序由原淺棕色變?yōu)榻埸S色的漂白漿料浸沒入復合菌菌液池中。復合菌包括PYB11厭氧白腐菌、軟腐菌、褐腐菌、黑腐菌菌液，再加入1.5％石灰作為菌種變異媒體，尤其重要的是將漿料全部浸沒入復合菌菌液中6小時，保溫40-60℃。使漂白漿料由原PYB11厭氧白腐菌一次漂后的桔黃色變?yōu)橥涟咨?br>4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的生物漂白及漂白用水零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，其特征在于其中所述的增白三次漂工序，是將上道工序復合菌二次漂后，由桔黃色變?yōu)橥涟咨臐{料浸沒入增白三次漂液池中，加入1％的雙氧水，并加入少量食用堿，升溫25℃。尤其重要是將漿料全部浸沒入增白三次漂液池中，保溫12小時后使經(jīng)復合菌二次漂后桔黃色變?yōu)橥涟咨臐{料，經(jīng)雙氧水在堿性環(huán)境下把漿料中殘留的少量木素的棕、黃、土白色發(fā)色基團改變?yōu)榧儼咨l(fā)色基團，使?jié){料達到漂白紙漿的要求白度。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的生物漂白及漂白用水零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)，其特征在于其中所述的漂白工藝生產(chǎn)用水零排放，是將PYB11厭氧白腐菌一次漂菌液循環(huán)使用，復合菌二次漂菌液三次循環(huán)利用后將失效廢水的1/5用泵抽進復合菌原菌種池中，復合菌原菌種迅速繁殖時放出酸很快中和掉廢水的堿并將廢水中的復合菌二次漂時漿料的堿性溶出物分解成CO2和水，使淺棕色水逐步變清最后變黑這時菌種復壯，再將復壯的新菌種水用泵抽進復合菌二次漂池中重新使用。增白三次漂漂液反復循環(huán)使用。在生產(chǎn)過程中，PYB11厭氧白腐菌一次漂、復合菌二次漂、增白三次漂，都要蒸發(fā)少量水。PYB11厭氧白腐菌一次漂和復合菌二次漂所需補水均從增白三次漂后擠成品漿時擠出的水補充，再用新水補充增白三次漂所缺水。
專利摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種生物漂白及漂白用水的零排放的紙漿漂白生產(chǎn)工藝技術(shù)。是通過兩次生物漂白和一次增白幾道工序?qū)崿F(xiàn)紙漿漂白和漂白用水循環(huán)利用實現(xiàn)紙漿漂白生產(chǎn)工藝用水零排放的。上述漂白紙漿原料包括麥草、稻草、蘆葦、甘蔗渣、竹子、木材等植物。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝過程無任何化學毒素，無污染、節(jié)約水、耗材低、可生產(chǎn)出各種優(yōu)質(zhì)紙漿，成本僅為化學法的40％。可以用來制作食品包裝紙、醫(yī)藥包裝紙、及各種紙張。是高經(jīng)濟效益綠色環(huán)保的高新技術(shù)。
文檔編號C12S3/00GKCN1912239SQ200510089969
公開日2007年2月14日 申請日期2005年8月9日
發(fā)明者張凡 申請人:張健導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan