紙漿臭氧漂白技術(shù)的研究進(jìn)展與應(yīng)用

1、PAGE 16 -紙漿臭氧漂白技術(shù)的研究進(jìn)展與應(yīng)用作為具有循環(huán)經(jīng)濟(jì)特征的重要基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)， 造紙工業(yè)與國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展密切相關(guān)1。目前， 我國紙與紙板的生產(chǎn)量和消費(fèi)量均居世界第一位。造 紙產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定地增長，帶動了林業(yè)、化工、機(jī)械制 造、能源電力、物流等上游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時也促進(jìn) 了產(chǎn)品包裝、醫(yī)療衛(wèi)生、印刷出版、文化傳播、商務(wù) 辦公等下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而，我國造紙工業(yè)面臨的 資源、能源和環(huán)境的約束日益突顯，循環(huán)、低碳、綠 色經(jīng)濟(jì)已成為新的發(fā)展主題2-3。在紙漿漂白過程中會產(chǎn)生大量含有木素、纖維素 和樹脂酸鹽等難生物降解的中段水，且在漂白廢水中 含 可 吸 收 有 機(jī) 鹵 化 物 （Abso

2、rbable Organic Halide, AOX）、二 英等致癌、致畸物，嚴(yán)重污染環(huán)境4。隨 著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格以及國家政策對節(jié)能減排、綠 色低碳發(fā)展模式的倡議，無元素氯 （Elenmental Chlo rine Free， ECF） 和 全 無 氯 （Total Chlorine Free， TCF） 漂白技術(shù)在國內(nèi)外被采用和推廣，尤其是全無 氯漂白工藝技術(shù)中的氧氣、臭氧、過氧化氫等漂白， 得到了快速發(fā)展。臭氧漂白技術(shù)因具有流程短、反應(yīng)速率快、漂白成本低、廢水排放量低等優(yōu)勢，越來越受到造紙行業(yè) 的歡迎5，是一種經(jīng)濟(jì)有效的紙漿綠色漂白技術(shù)。我 國在 20 世紀(jì) 80 年代起開始對臭氧漂

3、白進(jìn)行理論研 究，理論基礎(chǔ)較為完善，但在實(shí)際應(yīng)用方面，尤其是 工程化、裝備研制等領(lǐng)域的研究與實(shí)踐，與發(fā)達(dá)國家 還存在一定距離，尚未形成自己的工藝技術(shù)6-7。因 此，本文對紙漿臭氧漂白技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了評 述，以期為臭氧漂白技術(shù)在造紙工業(yè)中的進(jìn)一步應(yīng)用 與推廣提供一定的理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。1 臭氧的來源、性質(zhì)及漂白機(jī)理臭氧作為地球大氣中的一種微量氣體，是由大氣 中氧氣分子通過電擊產(chǎn)生，在常溫下具有特殊臭味的 淡藍(lán)色氣體，有毒，吸入過量會對人體健康產(chǎn)生一定 的危害，短時間在較高濃度臭氧中活動，會引起咳 嗽、呼吸困難及肺功能下降等癥狀，長時間接觸高濃 度臭氧，會出現(xiàn)疲乏、胸悶胸痛、記憶力衰退、視力

4、 下降等癥狀8。作為一種強(qiáng)氧化劑，臭氧的氧化電勢 為2. 07 eV，氧化能力高于氯 （1. 36 eV） 和二氧化氯 （1. 5 eV），能與木素、苯酚等芳香化合物反應(yīng)，與烯 烴的雙鍵結(jié)合，也能與雜環(huán)化合物、蛋白質(zhì)等反應(yīng)， 也可破壞分解細(xì)菌的細(xì)胞壁?；诔粞蹙哂械难趸?、 除臭、脫色及殺菌消毒作用，臭氧被廣泛應(yīng)用于化 工、制藥、造紙、廢水處理、食品加工保鮮、醫(yī)療保 健等領(lǐng)域6,9。在造紙工業(yè)中，臭氧可應(yīng)用于紙漿漂白工藝，通 常需要消耗電能和氧氣在現(xiàn)場進(jìn)行制備，從而得到臭 氧和氧氣的混合物，臭氧的體積濃度約為 8%14%。 為降低臭氧的生產(chǎn)成本，臭氧中氧氣需進(jìn)行分離，經(jīng) 純化、除濕后回用至臭氧發(fā)

5、生器。目前，國際先進(jìn)的 臭氧發(fā)生器生產(chǎn)能力已達(dá)到 7501000 kg/h，可滿足 年產(chǎn) 65萬 t規(guī)模的紙漿漂白生產(chǎn)需求10。在紙漿漂白 過程中，臭氧可與木素發(fā)生反應(yīng)，無論酚型還是非酚 型木素結(jié)構(gòu)，都能引起木素結(jié)構(gòu)中苯環(huán)碳碳鍵的斷 裂，進(jìn)而連續(xù)降解，臭氧同時也會斷裂側(cè)鏈上的烯烴 鍵和醚鍵生成各種脂肪酸，從而實(shí)現(xiàn)木素的氧化降 解，達(dá)到漂白的目的。然而，臭氧是非選擇性氧化 劑，與木素反應(yīng)的過程中也能降解碳水化合物，即氧 化碳水化合物還原性末端基為羧基，氧化醇羥基成為 羰基，氧化配糖鍵使其斷裂。有研究表明，臭氧漂白 過程產(chǎn)生的自由基是降解纖維素的主要原因，自由基 的產(chǎn)生源于臭氧在水中的分解以及與己

6、烯糖醛酸、木 素間的反應(yīng)11-13。在臭氧漂白過程中生成的自由基與 纖維素和半纖維素上的醇羥基發(fā)生作用，生成羰基， 并在聚糖鏈上形成乙酮醇結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致碳水化合物在后 續(xù)堿漂過程中發(fā)生分子鏈斷裂。纖維素和半纖維素的 降解會導(dǎo)致紙漿黏度的下降，因而導(dǎo)致紙漿質(zhì)量的下 降14-16。然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，無元素氯漂白工藝引 入臭氧漂白技術(shù)，紙漿黏度有所降低，但強(qiáng)度沒有降 低，可見黏度并非表征紙漿強(qiáng)度的合適指標(biāo)。實(shí)際 上，臭氧對纖維的攻擊較均勻，不會影響到纖維的完 整性，更容易與纖維節(jié)點(diǎn)和無定型區(qū)作用，使纖維交 聯(lián)和卷曲17。2 臭氧漂白的主要影響因素臭氧漂白的主要影響因素有臭氧濃度、紙漿濃 度、pH 值、

7、漂白溫度、漂白時間、助劑、漂序等， 下面分別闡述各因素對臭氧漂白效果的影響。臭 氧 漂 白 的 漿 濃 有 低 濃 （漿濃 3%）、 中 濃 （10%15%） 和高濃 （30%50%） 3 種濃度。對于低 濃漂白而言，臭氧需要首先溶解于水中，但臭氧在水 中的溶解度較低 （1 體積水溶解 0. 494 體積的臭氧）， 且易于分解，可通過提升水的純度、降低水溫和 pH 值來提高臭氧在水中的溶解度18。在漿濃較低時，由 于纖維表面有較厚的水膜，影響臭氧分子向纖維內(nèi)部 擴(kuò)散，從而導(dǎo)致漂白效果下降19-20。臭氧濃度影響漿 料的漂白效果，臭氧濃度較低時，臭氧和漿料接觸不 夠充分，漂白不夠均勻。臭氧濃度較

8、高時，臭氧和漿 料接觸充分，可提升漂白效率及紙漿白度。臭氧發(fā)生 器生產(chǎn)的臭氧和氧氣混合氣體中，最高臭氧濃度一般 為 12%13%，臭氧濃度過高，臭氧發(fā)生器的性能及 穩(wěn)定性會受到挑戰(zhàn)10。臭氧漂白需要在酸性介質(zhì)中進(jìn)行，一般在臭氧漂 白前，需向紙漿中添加硫酸、亞硫酸等無機(jī)酸或其他 有機(jī)酸進(jìn)行酸化預(yù)處理，一般調(diào)節(jié) pH 值小于 4，最 佳為23。酸性條件可較好地保護(hù)紙漿的黏度，有效 抑制臭氧在水中的分解及臭氧漂白過程中有害自由基 的產(chǎn)生，有利于提升臭氧漂白的選擇性，進(jìn)而提高漂 后紙漿的質(zhì)量。此外，酸性條件可更好地發(fā)揮臭氧的 漂白作用，紙漿中的過渡金屬離子及闊葉木漿漂白產(chǎn) 生的己烯糖醛酸可被有效去除，

9、避免了臭氧的無效分 解及對后續(xù)漂段的影響21-22。臭氧氧化性很強(qiáng)，化學(xué)性質(zhì)活潑，高溫會加速臭 氧的分解，對漂白產(chǎn)生負(fù)面影響，降低脫木素的效 率。低溫 （010） 條件下，紙漿卡伯值降低很快， 臭氧脫木素速率很快，漂白效果很好。因此，臭氧漂 白更適合于低溫或常溫，通常在室溫條件下進(jìn)行。臭氧漂白一般在較短的時間內(nèi)完成，510 min有利于發(fā)揮臭氧漂白的作用，提高臭氧利用率，避免臭 氧的無效分解。臭氧反應(yīng)速率很快，與紙漿接觸充分 的情況下，反應(yīng)僅需幾分鐘到十幾分鐘，漂白時間過 長，則會導(dǎo)致紙漿黏度的下降。臭氧漂白時，為保護(hù)碳水化合物，減少紙漿黏度 的降低，提高漂白選擇性，通常添加醋酸、甲酸、草 酸

10、、甲醇、乙二醇、脲-甲醇、二甲基甲酰胺等有機(jī) 化合物作為助劑。漂白助劑的加入，可明顯提高漂后 漿料白度，減少碳水化合物的降解。臭氧單段漂白 （Z） 很難達(dá)到紙漿預(yù)期白度，在 實(shí)際應(yīng)用中，多與螯合處理 （Q）、酸處理 （A）、堿 處理/抽提 （E/e）、氧漂 （O）、過氧化氫漂 （P）、二 氧化氯漂 （D） 等組合使用，也可采用 23段臭氧漂 白，臭氧漂段之后需進(jìn)行水洗或堿抽提，及時去除降 解產(chǎn)物，減少對漂劑的消耗。最初含有臭氧漂段的漂 序包含 6 或 7 個漂段，如 QOPDZPOP、AZDEoDnD、 AZDEopZDEp 等。近些年來，漂段改進(jìn)為三或四段， 如AZP、ZeDP、Z(EOP)

11、(PO)、ZeDP、ZDEpD10,23-24。3 臭氧漂白技術(shù)的發(fā)展歷程及研究進(jìn)展早在 1889 年，就出現(xiàn)了臭氧漂白造紙漿料的專 利。20世紀(jì)30至80年代，人們對臭氧漂白技術(shù)進(jìn)行 了許多的研究。1934 年，Campbell 等人采用臭氧和 氯對紙漿進(jìn)行了連續(xù)漂白。隨后，Brabender 等人研 究了不同 pH值 （47） 和漿濃 （25%55%） 條件下， 臭氧對紙漿漂白的影響。19711991 年，全球共完 成至少 15 次的臭氧漂白中試試驗，多采用中高濃臭 氧漂白技術(shù)，紙漿種類豐富多樣，中試規(guī)模從 0. 5 t 逐 漸 增 至 100 t25。 1992 年 ， 美 國 富 蘭

12、克 林 Union Camp 紙漿廠以南方松為原料，采用高濃臭氧漂白段 的 OZEoD 四段漂白生產(chǎn)線生產(chǎn)漂白紙漿，首次將臭 氧漂白技術(shù)應(yīng)用于造紙工業(yè)生產(chǎn)中，可實(shí)現(xiàn)日產(chǎn)風(fēng)干 漿1000 t。1993年，第一條中濃臭氧漂白生產(chǎn)線在芬 蘭的 Wisaforest工廠運(yùn)行，日產(chǎn)可達(dá) 1300 t7。傳統(tǒng)含 氯漂白因其具有成本低、選擇性好和漂白效率高等優(yōu) 點(diǎn)得到了廣泛的工業(yè)化應(yīng)用，臭氧漂白紙漿強(qiáng)度較低 但成本高，其工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程受到了阻礙。然而，隨 著各國對含氯有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，無元素氯 和全無氯漂白技術(shù)逐漸得到了推廣，因而促進(jìn)了臭氧 漂白技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計，截止到 2022年，

13、全球約有 28家紙漿廠約 30條生產(chǎn)線采用臭 氧漂白。在我國，江蘇王子制紙有限公司 2022 年運(yùn) 行的年產(chǎn) 70 萬 t 漿線，采用氧氣、臭氧及過氧化氫 （二段氧脫木素+輕ECF） 漂白工藝，有效地降低了制 漿工序 AOX 的產(chǎn)生量，從源頭上減少了二 英的產(chǎn) 生。實(shí)踐證明，臭氧漂白較目前常用的清潔漂白技術(shù) 更具優(yōu)勢，且技術(shù)已經(jīng)成熟，在不久的將來，可能成 為紙漿清潔漂白的主要工藝并被廣泛應(yīng)用10。近年來，隨著臭氧漂白技術(shù)在造紙工業(yè)領(lǐng)域的逐 步推廣，促進(jìn)了國內(nèi)外對該技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)研究，相 關(guān)研究進(jìn)展也引起了人們的廣泛關(guān)注。紙漿臭氧漂白 的報道主要關(guān)于原料、漂白反應(yīng)條件、漂段與漂序、 保護(hù)劑、設(shè)備

14、等因素及其對漂白效果、紙漿質(zhì)量、環(huán) 境等影響的研究。臭氧漂白使用的原料多種多樣，包括非木材、針 葉木、闊葉木、機(jī)械木漿、溶解漿等。竇正遠(yuǎn)等人26 以硫酸鹽馬尾松和亞硫酸鹽蔗渣混合紙漿為原料，研 究發(fā)現(xiàn)不同的漿種和硬度對應(yīng)不同的臭氧漂白效率。 硫酸鹽馬尾松的臭氧漂白效率低于蔗渣亞硫酸鹽混合 漿，然而漿料硬度的變化卻相反。原因可能在于紙漿 硬度較高時，木素大分子較完整，與臭氧反應(yīng)幾率 大，易遭受破壞，因而紙漿硬度下降幅度較大，且隨 著紙漿硬度的下降，臭氧作用點(diǎn)進(jìn)一步增多，與更多 的發(fā)色基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而提高了漂白效率。韓卿等 人27 采用臭氧漂白技術(shù)對脫墨廢紙漿進(jìn)行了處理，認(rèn) 為未漂漿的分散程度對

15、臭氧漂白過程有較大影響，分 散程度越高，對提高漂漿白度性能越有利。漂白條件對于臭氧漂白效果至關(guān)重要，主要包括 紙漿濃度、臭氧用量、pH 值、漂白溫度、漂白時間 等。竇正遠(yuǎn)等人26 在臭氧漂白混合紙漿的實(shí)驗中發(fā) 現(xiàn)，臭氧漂白需要紙漿具有適當(dāng)?shù)母啥?，干?40% 55% 最佳。此外，臭氧漂白在常溫與低溫條件下進(jìn) 行，效果更佳。李金寶等人28 在研究經(jīng)氧漂后金合歡 硫酸鹽漿的 Z（EOP）漂白工藝中發(fā)現(xiàn)，漿料初始卡伯 值較臭氧用量對 EOP 段處理前后漿料黏度的下降和 白度的上升有較大影響。金艷羽等人20 在室溫下探討 了漿濃、臭氧濃度和反應(yīng)時間對高濃硫酸鹽竹漿臭氧 漂白效果的影響。3 個影響因素對

16、紙漿白度、黏度、 卡伯值和選擇性的影響程度由大到小的順序為：漿濃臭氧濃度反應(yīng)時間。何甜等人29 采用低濃臭氧漂 白自動化反應(yīng)設(shè)備研究亞麻漿臭氧漂白工藝，對低濃 亞麻漿臭氧漂白的最優(yōu)工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。研究發(fā) 現(xiàn)，漿濃對紙漿白度影響較大，臭氧用量對紙漿黏度 影響較大，漿濃和 pH 值對卡伯值影響較大。陳霞等 人30 實(shí)驗研究了臭氧用量對硫酸鹽闊葉木漿漂白性能 的影響，并建立了低濃紙漿臭氧漂白的經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，發(fā) 現(xiàn)臭氧用量對脫木素選擇性和單位臭氧用量內(nèi)紙漿卡 伯值的降低及白度的提高有較大影響。Tripathi 等人31 采用響應(yīng)面分析法，以麥草為原料，對臭氧漂白 的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。研究發(fā)現(xiàn)隨著紙漿

17、濃度和臭 氧用量的增加及漂白過程中 pH 值的降低，紙漿的白 度提高，而卡伯值降低。當(dāng) pH 值為 2. 082. 25，紙 漿濃度為27. 4%30. 0%，臭氧用量0. 4%時，獲得最 低的紙漿卡伯值、最高的紙漿黏度和白度。臭氧單段漂白不易達(dá)到白度要求，多段漂白效率 較單段漂白高，漂后堿法洗滌較水洗效果好26。竇正 遠(yuǎn)等人32 研究了臭氧和過氧化氫相結(jié)合的蔗渣漿兩段 漂白以及氧氣、臭氧和過氧化氫相結(jié)合的馬尾松漿三 段漂白工藝。研究發(fā)現(xiàn)，采用兩段漂白流程，可將紙 漿白度提升至 70% 以上，該流程具有紙漿物理強(qiáng)度 好，白度穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。采用三段漂白流程，馬尾 松硫酸鹽漿漂后白度至 64%

18、左右，且具有良好白度 穩(wěn)定性。韓卿等人27 發(fā)現(xiàn)臭氧漂后進(jìn)行堿處理，尤其 是添加過氧化氫的堿處理過程，對于進(jìn)一步提高紙漿 白度和改善白度穩(wěn)定性具有積極作用。夏春雨等人33 對經(jīng)氧漂后的堿法蔗渣漿進(jìn)行次氯酸鹽或二氧化氯或 臭氧漂白，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)氧漂后的蔗渣漿再經(jīng)臭氧漂 白，紙漿的綜合物理強(qiáng)度最高，所產(chǎn)生的廢液各項污 染物指標(biāo)最低。為除去過渡金屬離子、增加臭氧的穩(wěn)定性和溶解 性、改善臭氧脫木素的選擇性，通常需加入助劑來保 護(hù)碳水化合物。草酸等可作為保護(hù)劑，對臭氧漂白過 程中紙漿黏度的降低有抑制作用，有利于提高漂后紙 漿白度。與使用其他保護(hù)劑相比較，草酸是一種優(yōu)良 的臭氧漂前預(yù)處理劑34。有機(jī)酸的加入

19、有利于臭氧漂 白過程中對碳水化合物的保護(hù)，漂前的預(yù)處理可提升 臭氧漂白選擇性，提高漂后紙漿白度35-37。Tripathi等 人38 研究了臭氧處理過程中甲醇作為自由基清除劑對 麥草漿脫木素效率(Delignification Efficiency, DE)、漂 白效率(Bleaching Efficiency, BE)、漂白選擇性、紙漿 組分損失、金屬離子、己烯糖醛酸(HexA)含量、物理 強(qiáng)度、形態(tài)特性和出水性能的影響，目的是保護(hù)紙漿 纖維素纖維，避免脫木素過程中的過度降解。臭氧漂 白過程中，甲醇處理后 DE 提高了 9. 5%，BE 提高了 12. 8%，選擇性比對照組提高了32. 4%

20、。無氯漂白時 紙漿中己烯糖醛酸含量為46%，臭氧漂白時己烯糖醛 酸含量為 41%，而氧脫木素階段僅為 9%。臭氧漂白 過程中甲醇的使用使漂白漿黏度提高 5. 2%，與對照 漿相比，紙漿收縮率降低 2. 6%。紙漿的形態(tài)和物理 強(qiáng)度性能與對照紙漿相當(dāng)。隨后， Tripathi 等人39又 以麥草秸稈為原料，研究了8種不同碳水化合物保護(hù) 劑的添加對臭氧漂白效果的影響，二乙基三胺五乙酸 （Diethylenetriaminepentaacetic acid，DTPA） 被認(rèn)為是 碳水化合物最有效的保護(hù)劑，其次是甲醇，這是由于 DTPA 和甲醇對紙漿中過渡金屬元素 Mn 和 Fe 具有較 好的去除效果

21、。臭氧漂白多采用中高濃技術(shù)，相關(guān)設(shè)備的發(fā)展對 漂白技術(shù)的進(jìn)步起到極其關(guān)鍵的作用。中濃臭氧漂白 技術(shù)隨著臭氧混合器的進(jìn)步而發(fā)展，中濃臭氧漂白工 藝流程中的核心設(shè)備是臭氧混合器，混合器的混合效 率直接決定了漂后漿料的質(zhì)量7?，F(xiàn)代的中濃臭氧混 合器主要由安德里茨、GLV、Lenzing Technik 等公 司供應(yīng)，其中以Lenzing Technik公司的Eccentric Mix ers技術(shù)最為先進(jìn)。芬蘭維美德公司研發(fā)的ZeTracTM技 術(shù)是現(xiàn)代高濃臭氧漂白裝置使用的主要技術(shù)，目前， ZeTracTM技術(shù)已經(jīng)更新至第二代，代表了將白度和環(huán) 保要求最為智能的結(jié)合方式。金艷羽等人40 對比研究 了

22、板式與管式臭氧發(fā)生器在設(shè)備上的差異及高濃臭氧 漂白工藝上的差別。研究表明，管式發(fā)生器產(chǎn)生的臭 氧濃度大且穩(wěn)定，高濃臭氧漂白效率更高，漂白效果 更好。與板式臭氧發(fā)生器高濃臭氧漂白工藝相比，管 式臭氧發(fā)生器對于漂白性能提升更大，在一定程度上 還可以減小臭氧對紙漿黏度的影響。臭氧漂白過程中各因素對漂白的影響，主要包括 對紙漿性能、產(chǎn)品質(zhì)量、環(huán)境等。高欣欣等人41 對臭 氧預(yù)處理硫酸鹽蔗渣漿工藝進(jìn)行了研究，對比了臭氧 漂白前后紙漿性能及纖維微觀形貌的變化。纖維結(jié)合 力經(jīng)臭氧漂白后有所降低，紙漿黏度和卡伯值隨臭氧 漂白強(qiáng)度的增加呈現(xiàn)下降趨勢，而紙漿纖維的結(jié)晶度 和 羧 基 含 量 有 明 顯 增 加 。

23、 化 學(xué) 分 析 光 電 子 能 譜 （Electron Spectroscopy for Chemical Analysis, ESCA） 分析表明紙漿經(jīng)臭氧作用，木素被氧化降解，氧碳比 逐漸增加，羰基和羧基官能團(tuán)明顯增多。Michal13發(fā) 現(xiàn)臭氧漂白后的桉木紙漿更易于打漿。與傳統(tǒng)的氯化 （C） -堿抽提 （E） -次氯酸鹽 （H） 漂白相比，以臭 氧漂白為基礎(chǔ)的TCF漂白工藝是一種短流程、高紙漿 白度和強(qiáng)度性能、低廢水排放量的漂白技術(shù)42。洪明 珠等人43 以漿濃38%硫酸鹽竹漿為原料，在臭氧濃度 125 g/m3 條件下，反應(yīng)3 min，漂白后纖維表面有起毛 撕裂、分絲的現(xiàn)象，有效地促

24、進(jìn)了纖維之間的作用， 提高了纖維間的結(jié)合。臭氧漂白對紙漿結(jié)晶度沒有明 顯影響，對碳水化合物降解很小。漂后紙漿白度明顯 提升，對竹漿纖維的強(qiáng)度等性能影響不大，是一種可 行的漂白工藝。何甜等人44 以亞麻漿為原料，對其進(jìn) 行 ZEMP （臭氧、堿處理、M 助劑脫木素、過氧化 氫） 的漂白研究，與其他 4 種漂白流程 （ZEMP、CED、OZED、OPZP） 相比，ZEMP為最佳漂白工藝， 可實(shí)現(xiàn)洗滌水循環(huán)回用，不僅可制備性能良好的紙 漿，產(chǎn)生的漂白廢水化學(xué)需氧量 （Chemical Oxygen Demand, COD）、生物需氧量 （Biochemical Oxygen De mand, BOD

25、） 和色度均最低。Daljeet 等人45 以稻草秸 稈為原料，研究了 ECF 漂前加入臭氧對紙漿、紙張 及其性能的影響。與傳統(tǒng)漂白工藝相比，ECF漂前經(jīng) 臭氧處理對 BOD、COD、AOX、白度、木素含量的 降低有顯著影響。含臭氧漂白流程的 ZDEopD 和 ZDP 較傳統(tǒng) CEopHH 和 DEopD 漂白流程漂后紙漿白度高， 白度可達(dá) 85% 左右。臭氧漂后漿具有較好的物理性 能。ZDP 漂白工藝較其他工藝污染負(fù)荷最小，最為 環(huán)保。4 臭氧漂白技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐近幾年課題組在前期研究的基礎(chǔ)上為了減少二氧 化氯的用量和節(jié)約用水，先后在山東晨鳴紙業(yè)集團(tuán)股 份有限公司的黃岡晨鳴和壽光美倫化學(xué)木漿生

26、產(chǎn)線采 用了臭氧漂白，取得了較好的效果。在黃岡晨鳴生產(chǎn)線中，蒸煮后漿料先經(jīng)過多段封 閉篩選，通過2臺串聯(lián)的雙輥擠漿機(jī)處理后依次進(jìn)入 一段、二段氧脫反應(yīng)塔，然后經(jīng)1臺雙輥擠漿機(jī)處理 后進(jìn)入未漂漿塔儲存，隨后漿料依次經(jīng)過二氧化氯漂 白塔、臭氧漂白塔和堿/過氧化氫漂白塔，三段漂白 后進(jìn)入貯漿塔。在壽光美倫化學(xué)木漿生產(chǎn)線，氧脫漿 采用了Z/DEopD三段漂白。實(shí)踐表明，臭氧漂白適用于不同原料硫酸鹽漿的 漂白，具有溫度低、時間短、效率高等特點(diǎn)，具體概 括為以下幾點(diǎn)，這也與以前的報道基本吻合10,46。（1） 臭氧漂白作為一種綠色漂白技術(shù)，可以有效 降低廢水排放量。與傳統(tǒng) ECF 漂白相比，可節(jié)省 1/3 的漂白用水量，有效地減少了廢水的排放量。（2） 臭氧漂白是全無氯漂白工藝的重要組成部 分，具有安全可靠的特征，漂白廢水中消除了 AOX， 且COD含量低。（3） 臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，在漂白中表現(xiàn)出高效 穩(wěn)定的特點(diǎn)。中高濃漂白過程中，臭氧與漿料的接觸 反應(yīng)僅需 3060 s。經(jīng)實(shí)踐證明，采用臭氧漂白后， 紙漿白度很容易達(dá)到88%，且可減少紙漿的返黃，有 效地去除紙漿中的抽出物。（4） 臭氧漂白工段既可以用于 ECF 漂白，也可 以用于TCF漂白。臭氧與木素的反應(yīng)活性高于碳水化 合物，