膜技术处理造纸黑液的试验研究（上）
沈瑞敏 任 涛 占 稳 刘志昌 韩晓 万端极
（湖北工业大学化学与环境工程学院，湖北 武汉 430068）
摘要
在造纸黑液处理回用中，采用膜技术（电渗析－纳滤组合工艺）对黑液脱碱除COD。通过中试试验，确定了膜技术处理造纸黑液的可行性和具体工艺。试验结果表明，电渗析脱盐150min，淡水电导率4160μs/cm，pH=8.5，出水水质完全可以满足纳滤进水要求；纳滤处理后的滤液无色，COD为278.4mg/L,电导率877μs/cm，pH
=8.5，符合《造纸工业水污染物排放标准》（GB 3544—2001）。
关键词 造纸实验 造纸黑液 膜技术 电渗析 纳滤
Experimental research on application of membrane
technology discharged black liquor of papermaking
Shen Ruimin,Ren Tao,Zhan Wen,Liu Zhichang,Han Xiao,Wan
Duanji.（School of Chemical Environmental Engineering，Hubei University of
Technology, Wuhan Hubei 430068）
Abstract：By means of membrane
technology (ED-NF process),the discharged black liquor of papermaking could be
treated. The feasibility and membrane’s model of this technology were
established in scale pilot.The experimental results showed that after the ED
running for 150 minutes，freshwater’s conductance was 4 160 μs/cm and the pH was
8.5,which could be treated with NF; Nano-filtration’s filtrate was colourless
and met the standards of disposal and reclaiming with its COD was 278.4 mg/L,
conductance was 877 μs/cm and the pH was 8.5.
Keywords：blak liquor of
papermaking;menbrane separation technology;electrodialysis;nano-filteration
造纸工业是我国国民经济的支柱产业之一[1]，也是投资大、能耗高、污染严重的行业。由于我国林业资源的限制(森林覆盖率约占16.55％)和保护生态环境的要求，森林采伐量萎缩较大，制浆造纸用木材纤维原料来源偏少。因此，在我国造纸工业中大量使用稻麦草、甘蔗渣、芦苇及竹子等非木材纤维的原料，这些均为可再生纤维资源，且来源广，其中稻麦草类是一种具有代表性的而又是一年生的优良的非木材纤维原料[2]。
我国目前大部分造纸厂采用碱法制浆，造纸黑液的产生量很大，其污染程度主要由pH、COD
等来表示[3]。目前国内外造纸厂对黑液的处理主要是燃烧苛化法、黑液气化法[4]、酸析法、生物处理法[5]等。但这些方法能耗高、技术难度大、工艺流程长，因此，对造纸黑液治理技术的研究目前仍是国内外研究工作者面临的重点课题之一。本研究采用电渗析－纳滤组合工艺对造纸黑液进行处理，以实现回用和达标排放。
1 试验部分
1.1 试验水质
造纸黑液取自河南某造纸厂草浆蒸煮黑液，COD为16 620 mg/L，电导率为16 970
μs/cm，pH为13.45，固形物为3.64％（质量分数），灰分为2.38％（质量分数），含碱量1.25％（质量分数）。
1.2 试剂与仪器
试剂：硫酸银（分析纯）；重铬酸钾（分析纯）；硫酸（分析纯）；硫酸亚铁（分析纯）。
仪器：电渗析及膜中试设备由湖北工业大学膜技术研究所制造；纳滤膜，膜面积2 m2，美国Osmoles公司生产；PH
S-2C数显酸度计；DDS-11A数显电导率仪；755S紫外—可见分光光度计。
1.3 试验方法
本研究采用电渗析脱碱，浓水回用蒸煮工序；淡水用纳滤去除COD，滤液排放或回用抄造工序。工艺流程见图1。
图1
膜技术处理造纸黑液工艺流程
COD采用分光光度法测定，固形物采用《粮食、油料检验鲜薯检验方法》（GB/T 5501—1985）测定；灰分采用《粮食、油料检验灰分测定法》（GB/T
5505—1985）测定；电导率和pH使用数显电导率仪和酸度计测定。