一种非木材植物造纸黑液资源化处理系统及处理工艺
阅读：187发布：2020-05-11
专利汇可以提供一种非木材植物造纸黑液资源化处理系统及处理工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种非木材 植物 造纸黑液资源化处理系统及处理工艺。本发明处理非木材植物造纸黑液是采用先进的膜分离技术，通过压 力 膜工艺实现了木质素与低聚糖、无机 碱 的有效分离，再通过电驱动膜分离工艺实现了碱与有机物的分离，最后通过 反渗透 膜分离技术实现 水 的 回收利用 。上述处理非木材植物造纸黑液工艺，既克服了传统上碱回收工艺的弊端，又实现了碱回收和有机物的有效处理，是解决非木材植物造纸黑液污染的创新零排放工艺，在所应用的工艺中，多是国家倡导的节能环保技术。，下面是一种非木材植物造纸黑液资源化处理系统及处理工艺专利的具体信息内容。
1.一种非木材植物造纸黑液资源化处理系统，其特征在于，所述系统包括预处理器、纳滤装置与电渗析装置，
所述预处理器进口用于进料，出口连接纳滤装置，用于对造纸黑液进行预处理，所述纳滤装置用于对预处理后的废液进行分离，得到纳滤膜浓缩液与纳滤膜滤出液，所述电渗析装置用于接收纳滤膜滤出液，并对纳滤膜滤出液进行电渗析处理，得到高含碱液与脱碱液。
2.根据权利要求1所述一种非木材植物造纸黑液资源化处理系统，其特征在于，所述系统还包括反渗透装置，
所述反渗透装置用于接收脱碱液，用于对脱碱液进行反渗透分离，用于得到反渗透膜浓缩液与反渗透滤出水。
3.根据权利要求2所述一种非木材植物造纸黑液资源化处理系统，其特征在于，所述系统还包括蒸发装置与喷雾干燥装置，
所述蒸发装置用于接收纳滤膜浓缩液和/或反渗透膜浓缩液，并进行蒸发浓缩，所述喷雾干燥装置用于对蒸发所得浓缩物进行喷雾干燥，以得到粉状产品。
4.根据权利要求1所述的一种非木材植物造纸黑液资源化处理系统，其特征在于，所述电渗析装置为双极膜电渗析装置。
5.基于权利要求1～4中任意一项所述系统进行非木材植物造纸黑液资源化处理工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：
(1)预处理：非木材植物造纸黑液经过预处理器，去除料液当中的固体杂质及悬浮物；
(2)纳滤膜分离：经过预处理的料液进入纳滤装置，纳滤装置对预处理后的废液进行膜分离，得到纳滤膜浓缩液与纳滤膜滤出液；
(3)电渗析处理：对纳滤膜滤出液进行电渗析处理，得到高含碱液与脱碱液。
6.如权利要求5所述工艺，其特征在于，还包括以下步骤：
(4)反渗透膜分离：反渗透装置接收脱碱液，对脱碱液进行反渗透分离，得到反渗透膜浓缩液与反渗透滤出水。
7.如权利要求5所述工艺，其特征在于，还包括以下步骤：
(5)蒸发浓缩、喷雾干燥：
蒸发装置接收纳滤膜浓缩液和/或反渗透膜浓缩液，进行蒸发浓缩，喷雾干燥装置对蒸发所得浓缩物进行喷雾干燥，以得到粉状产品。
8.如权利要求5所述工艺，其特征在于，
所述纳滤膜为耐碱膜，所述纳滤膜的温度范围在10-70℃，优选50-60℃，操作压力范围在1.5-4.0MPa，优选2.0-3.0MPa，所述电渗析中使用的膜为耐碱膜。
9.如权利要求6所述工艺，其特征在于，
步骤(4)中反渗透膜的操作压力范围在2.0-10.0MPa，优选3.0-8.0MPa，温度范围在15-
45℃。
10.如权利要求6所述工艺，其特征在于，在纳滤膜分离过程中加入阻硅剂。
一种非木材植物造纸黑液资源化处理系统及处理工艺
技术领域
背景技术
[0002] 中国是造纸大国，也是消费大国，同时又是造纸资源短缺，特别是森林资源不足的国家。作为国民经济的支柱产业，植物秸秆造纸是解决当前国内造纸原料不足，提高造纸生产能力的有效途径，而我国每年秸秆产量8.4亿多吨，丰富的纤维资源如果不加以利用，就随便焚烧或掩埋会造成资源的浪费。特别是焚烧秸秆，产生的PM2.5将造成严重的环境污染，同时焚烧面临着森林火灾的风险。秸秆大量回收再利用，符合资源化循环经济理念。
[0003] 一般来说，秸秆为原料的造纸黑液粘度大、热值低、硅含量高。制浆企业无法满足碱回收工艺连续运行的要求，这也是困扰秸秆纤维原料难以形成规模较大的大型造纸企业的原因之一。目前亚铵法造纸，蒸煮后纤维降短纸质较差，排放的含氨废水虽然可以肥田，但是数年后会引起土地板结，不可持续发展。草浆黑液酸析木质素法只可以提取木素，其余酸性废水严重污染环境。而物化絮凝沉淀法多用于治理浓度较低的废水，难以处理较高浓度的黑液。
[0004] 秸秆黑液含有木质素、多糖类(半纤维素、果胶、低聚糖、单糖或其酸钠)和钠盐(无机钠盐、有机酸或酚钠盐)三大成分，其中木质素和果胶具有在碱性溶液中溶解，而在酸性溶液中沉淀析出的特性。二氧化硅在草浆黑液中多以钠盐存在，除硅是解决废液首要问题。
[0005] 秸秆黑液主要包括稻草黑液与麦草黑液等，其中黑液主要成分为：总固体(g/l)70.0-135.0；有机物(g/l)45.0-95.0；木素(g/l)14.0-35.0；挥发酸(g/l)7.6-12.25；无机物(g/l)18.86-40.85；总碱(g/l)8.0-28.55；二氧化硅(g/l)2.96-9.76。
发明内容
[0007] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009] 所述预处理器进口用于进料，出口连接纳滤装置，用于对造纸黑液进行预处理，[0010] 所述纳滤装置用于对预处理后的废液进行分离，得到纳滤膜浓缩液与纳滤膜滤出液，
[0011] 所述电渗析装置用于接收纳滤膜滤出液，并对纳滤膜滤出液进行电渗析处理，得到高含碱液与脱碱液。
[0012] 在本发明一个实施方式中，所述系统还包括反渗透装置，
[0013] 所述反渗透装置用于接收脱碱液，用于对脱碱液进行反渗透分离，用于得到反渗透膜浓缩液与反渗透滤出水。
[0014] 在本发明一个实施方式中，所述系统还包括蒸发装置与喷雾干燥装置，[0015] 所述蒸发装置用于接收纳滤膜浓缩液和/或反渗透膜浓缩液，并进行蒸发浓缩，所述喷雾干燥装置用于对蒸发所得浓缩物进行喷雾干燥，以得到粉状产品，粉状产品是以碱木质素为主，并含有少量半纤维素和无机盐的混合物。在本发明一个实施方式中，所述系统包括进料罐、预处理器、纳滤装置、电渗析装置、回收碱罐、脱碱后料液收集罐、反渗透装置、回用水收集罐和浓缩液收集罐，所述进料罐的出口与所述预处理器的进口连接，所述预处理器的出口与所述纳滤装置进口连接，所述纳滤装置的浓缩液出口与所述浓缩液收集罐入口连接，所述纳滤装置的滤出液出口与所述电渗析装置入口连接，所述电渗析装置有两个出口，包括高含碱液出口与脱碱液出口，所述高含碱液出口连接回收碱罐，所述脱碱液出口与所述脱碱后料液收集罐入口连接，所述脱碱后料液收集罐的出口与所述反渗透装置入口连接，所述反渗透装置的浓缩液出口与所述浓缩液收集罐入口连接，所述反渗透装置的滤出水出口与所述回用水收集罐入口连接。
[0016] 在本发明一个实施方式中，所述进料罐中设有换热装置，用于实现对物料罐内物料的降温或加热，所述换热装置为换热器，也可以采用盘管和电加热设备实现。
[0017] 在本发明一个实施方式中，所述进料罐的出口与所述过滤器的进口之间设置有进料泵，所述过滤器的出口与所述纳滤装置进口之间设置有纳滤装置进料泵，所述纳滤装置的滤出液出口与电渗析装置的料液室的进口之间设置有电渗析装置进料泵，所述脱碱后料液收集罐的出口与所述反渗透装置入口之间设有反渗透装置进料泵。
[0018] 在本发明一个实施方式中，所述预处理器为过滤器。
[0019] 在本发明一个实施方式中，所述电渗析装置为分别由阳膜和阴膜组成的二隔室电渗析装置，或阳膜/双极膜构型的二隔室型双极膜电渗析装置。
[0020] 在本发明一个实施方式中，由阳膜和阴膜组成的二隔室电渗析装置，即常规电渗析装置包括料液室、碱室、极室、电渗析膜膜堆(包括阳膜、阴膜)，电渗析装置进料泵及极室循环泵、碱室循环泵、料液室循环泵，所述电渗析膜膜堆设置有A、B、C和D四个进口和A′、B′、C′和D′四个出口，所述电渗析膜膜堆的A进口与A′出口均与料液室连接构成循环，所述电渗析膜膜堆的B进口与B′出口均与碱室连接构成循环，所述电渗析膜膜堆的C进口与D′出口均与极室连接构成循环，所述电渗析膜膜堆的D进口与C′出口连接，所述料液室还设有一进口与出口，所述料液室的进口与纳滤装置的滤出液出口连接，所述料液室的出口即为脱碱液出口，与所述脱碱后料液收集罐入口连接，所述碱室还设有一出口，即为高含碱液出口，所述高含碱液出口连接回收碱罐。
[0021] 在本发明一个实施方式中，所述双极膜电渗析装置包括料液室、碱室、阳极室、阴极室、双极膜膜堆，双极膜电渗析装置进料泵及循环泵，所述双极膜膜堆设置有A、B、C和D四个进口和A′、B′、C′和D′四个出口，所述双极膜膜堆的A进口与A′出口均与料液室连接构成循环，所述双极膜膜堆的B进口与B′出口均与碱室连接构成循环，所述双极膜膜堆的C进口与C′出口均与阳极室连接构成循环，所述双极膜膜堆的D进口与D′出口均与阴极室连接构成循环，所述料液室还设有一进口与出口，所述料液室的进口与纳滤膜的滤出液出口连接，所述料液室的出口即为脱碱液出口，与所述脱碱后料液收集罐入口连接，所述碱室还设有一出口，即为高含碱液出口，所述高含碱液出口连接回收碱罐。
[0022] 基于上述系统进行非木材植物造纸黑液资源化处理工艺，包括以下步骤：
[0023] (1)预处理：非木材植物造纸黑液经过预处理器，去除料液当中的固体杂质及悬浮物；
[0024] (2)纳滤膜分离：经过预处理的料液进入纳滤装置对预处理后的废液进行膜分离，得到纳滤膜浓缩液与纳滤膜滤出液；
[0025] (3)电渗析处理：对纳滤膜滤出液进行电渗析处理，得到高含碱液与脱碱液。
[0026] 在本发明一个实施方式中，还包括以下步骤：
[0027] (4)反渗透膜分离：反渗透装置接收脱碱液，对脱碱液进行反渗透分离，得到反渗透膜浓缩液与反渗透滤出水。
[0028] 在本发明一个实施方式中，还包括以下步骤：
[0029] (5)蒸发浓缩、喷雾干燥：
[0030] 蒸发装置接收纳滤膜浓缩液和/或反渗透膜浓缩液，进行蒸发浓缩，喷雾干燥装置对蒸发所得浓缩物进行喷雾干燥，以得到粉状产品。
[0031] 在本发明一个实施方式中，步骤(1)所述预处理器的过滤方式自然沉淀、板框过滤、离心过滤、离心沉降、介质过滤、碟片过滤、滤膜过滤、微滤、膜过滤等。
[0032] 在本发明一个实施方式中，步骤(2)所述纳滤膜为耐碱膜，所述耐碱纳滤膜耐受质量分数4％或以上的碱，温度范围在10-70℃，优选50-60℃，操作压力范围在1.5-4.0MPa，优选2.0-3.0MPa。
[0033] 在本发明一个实施方式中，步骤(3)所述电渗析可以采用常规电渗析处理。
[0034] 步骤(3)所述电渗析采用常规电渗析处理时，可以采用以下方法：
[0035] (1)料液室中的料液，经过料液室循环泵进入电渗析膜膜堆的A进口，在电渗析装置料液室中的碱逐渐迁移至碱室，料液从电渗析膜膜堆的A′出口回流至料液室，碱迁移至碱室；料液室中碱液脱除后，排放置于罐中备用；料液室内脱碱液送入反渗透装置。脱碱后pH为9-10.5的料液进入料液收集罐中；
[0036] (2)碱室中的料液，经过碱室循环泵进入电渗析膜膜堆的B进口，在电渗析装置碱室中，料液从电渗析膜膜堆的B′出口回流至碱室，碱浓度逐渐增加；碱室中的碱液通过管路流入回收碱罐中。
[0037] 在本发明一个实施方式中，步骤(3)所述电渗析处理采用双极膜膜堆时，具体方法如下：
[0038] (1)料液室中的料液经过循环泵进入双极膜膜堆的A进口，在双极膜膜堆中料液被双极膜膜堆产生的氢离子中和，进而将中和后的料液从双极膜膜堆的A′出口回流至料液室，中和后pH为7～10.5的料液通过管路流入脱碱后料液收集罐中；
[0039] (2)碱室罐中的软化水或稀碱液通过碱室循环泵进入双极膜膜堆B进口，在双极膜堆中产生碱性物质，进而经过双极膜堆B′出口回流至碱室中，碱室中的碱液通过管路流入回收碱罐中。
[0040] 在本发明一个实施方式中，步骤(4)中反渗透膜的操作压力范围在2.0-10.0MPa，优选3.0-8.0MPa，温度范围在15-45℃。
[0041] 在本发明的一个实施方式中，所述非木材植物造纸黑液包括稻草、麦草、芦苇、玉米杆、棉短绒等秸秆造纸黑液。
[0042] 在本发明的一个具体实施方式中，步骤(1)所述预处理器为过滤器，其过滤方式为自然沉淀、板框过滤、离心过滤、离心沉降、介质过滤、碟片过滤、滤膜过滤、微滤、膜过滤等诸多工艺去除细小纤维及颗粒杂质。这些技术途径需要根据具体条件适当选择，预处理是非常重要的工序，必须满足膜系统进料要求。温度的调整可根据膜使用条件而定，一般需要二级调温可以达到所需目标，一级用膜滤出液换热，二级用水冷却即可。
[0043] 在本发明的一个具体实施方式中，黑液清液部分通过板式换热器调温达到40-70℃，经预处理后的黑液在满足膜系统进料技术要求后进入膜系统。
[0044] 在本发明的一个具体实施方式中，纳滤装置是选择性分离系统，它将黑液中的游离碱及低分子有机酸钠盐透过纳滤膜，而木质素、半纤维素、硅酸钠胶体等大分子被截留，通过不断循环过滤，浓缩液浓度不断升高，当固含量达到15～25％(质量百分比)时停止过滤浓缩。经过纳滤过程得到的浓缩液中还含有游离碱，为了增加本工艺对碱的回收率，此时可以用反渗透膜滤出水，透析剩余的游离碱，直到满足浓缩液残碱工艺要求为止，经过向纳滤膜浓缩液中加入1-3倍体积的软化水或反渗透膜滤出水进行透析以后，整个过程可以回收75-85％的游离碱。
[0045] 在本发明的一个具体实施例中，纳滤膜浓缩液中溶解物是以木质素为主的植物纤维降解的有机物和无机盐，由于分子量较大容易被纳滤膜截留，这些浓缩物通过蒸发进一步浓缩后，经喷雾干燥获得粒状干粉，具有优良的理化特性，可用于土壤改良剂和有机肥，也可作为水泥混凝土减水剂，还可以通过化学改性进一步生产高附加值产品。
[0046] 在本发明的一个具体实施例中，纳滤膜分离过程中加入阻硅剂是必不可少的关键要素，适当加入可以保证膜分离系统连续稳定运行。
[0047] 在本发明的一个具体实施例中，纳滤膜的滤出液是淡黄色含碱的低分子溶液，它作为双极膜的进料液。碱室的作用主要是富集苛性碱，此过程中钠离子来自纳滤膜滤出液，而氢氧根离子则来自双极膜对水分子的离解作用，因此可以获得浓度较高而且较纯净的苛性碱溶液。所得的苛性碱溶液可以直接或与浓碱调配后用于碱法制浆。同时双极膜对水分子离解产生的氢根离子，不断中和纳滤膜滤出液，直到pH接近中性为止，为反渗透膜过滤创造条件。
[0048] 在本发明的一个具体实施例中，双极膜用于离解的水来自碱室。
[0049] 在本发明的一个具体实施例中，通过双极膜处理后的纳滤膜滤出液，碱性已经大为降低，在满足反渗透膜使用的条件下，通过反渗透膜进一步脱除色度和浓缩其中的溶解物。步骤(4)中反渗透膜的操作压力范围在2.0-10.0MPa，优选3.0-8.0MPa，温度范围在15-45℃。
[0050] 在本发明的一个具体实施例中，经双极膜脱碱的料液和蒸发产生的冷凝液，需要经过反渗透膜处理后，获得无色透明的净化水，此水可以满足以下工艺用水的要求：洗浆、双极膜碱回收液、纳滤膜透析水及其他用途。
[0051] 在本发明的一个具体实施例中，无论是纳滤膜浓缩液还是反渗透膜浓缩液，经过蒸发浓缩达到30-35％后进入喷雾干燥。
[0052] 与现有技术相比，本发明处理非木材植物造纸黑液是采用先进的膜分离技术，通过压力膜工艺实现了木质素与低聚糖、无机碱的有效分离，再通过电驱动膜分离工艺实现了碱与有机物的分离，最后通过反渗透膜分离技术实现水的回收利用。上述处理非木材植物造纸黑液工艺，既克服了传统上碱回收工艺的弊端，又实现了碱回收和有机物的有效处理，是解决非木材植物造纸黑液污染的创新零排放工艺，在所应用的工艺中，多是国家倡导的节能环保技术。附图说明
[0053] 图1为实施例1中非木材植物造纸黑液资源化处理系统结构示意图；
[0054] 图2为实施例2中非木材植物造纸黑液资源化处理工艺流程图；
[0055] 图3为实施例4中非木材植物造纸黑液资源化处理系统结构示意图。
[0056] 图1中，1进料罐；2进料泵；3过滤器；4纳滤装置进料泵；5纳滤装置；6料液室进料泵；7料液室；8碱室；9阳极室；10阴极室；11阴极室循环泵；12阳极室循环泵；13碱室循环泵；14料液室循环泵；15双极膜膜堆；16回收碱罐；17脱碱后料液收集罐；18反渗透装置进料泵；
19反渗透装置；20回用水收集罐；21浓缩液收集罐。
19反渗透装置；20回用水收集罐；21浓缩液收集罐。
[0057] 图3中，1进料罐；2进料泵；3过滤器；4纳滤装置进料泵；5纳滤装置；6料液室进料泵；7料液室；8碱室；9-1极室；12-1极室循环泵；13碱室循环泵；14料液室循环泵；15-1电渗析膜膜堆；16回收碱罐；17脱碱后料液收集罐；18反渗透装置进料泵；19反渗透装置；20回用水收集罐；21浓缩液收集罐。
具体实施方式
[0058] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0059] 实施例1
[0060] 一种非木材植物造纸黑液资源化处理系统，如图1，所述装置包括进料罐1、过滤器3、纳滤装置5、料液室7、碱室8、阳极室9、阴极室10、双极膜膜堆15、回收碱罐16、脱碱后料液收集罐17、反渗透装置19、回用水收集罐20和浓缩液收集罐21，所述进料罐1的出口与所述过滤器3的进口连接，所述过滤器3的出口与所述纳滤装置5进口连接，所述纳滤装置5的浓缩液出口与所述浓缩液收集罐21入口连接，所述纳滤装置5的滤出液出口与所述料液室7进口连接，所述料液室7设置两个出口，其中一个料液室7出口与所述双极膜膜堆15的A进口连接，同时通过所述双极膜膜堆15的A′出口连接到所述料液室7，另一个料液室7出口与所述脱碱后料液收集罐17入口连接，所述脱碱后料液收集罐17的出口与所述反渗透装置19入口连接，所述反渗透装置19的浓缩液出口与所述浓缩液收集罐21入口连接，所述反渗透装置
19的滤出水出口与所述回用水收集罐20入口连接。
19的滤出水出口与所述回用水收集罐20入口连接。
[0061] 本实施例中，双极膜电渗析装置包括料液室、碱室、阳极室、阴极室、双极膜膜堆，双极膜电渗析装置进料泵及循环泵，所述双极膜膜堆设置有A、B、C和D四个进口和A′、B′、C′和D′四个出口，所述双极膜膜堆的A进口与A′出口均与料液室连接构成循环，所述双极膜膜堆的B进口与B′出口均与碱室连接构成循环，所述双极膜膜堆的C进口与C′出口均与阳极室连接构成循环，所述双极膜膜堆的D进口与D′出口均与阴极室连接构成循环，所述料液室还设有一进口与出口，所述料液室的进口与纳滤装置的滤出液出口连接，所述料液室的出口即为脱碱液出口，与所述脱碱后料液收集罐入口连接，所述碱室还设有一出口，即为高含碱液出口，所述高含碱液出口连接回收碱罐。
[0062] 实施例2
[0063] 参考图2，进行非木材植物造纸黑液资源化处理工艺，包括以下步骤：
[0064] (1)预处理：非木材植物造纸黑液经过过滤器，去除料液当中的固体杂质及悬浮物；
[0065] (2)纳滤膜分离：经过预处理的料液进入纳滤装置分离，纳滤膜的滤出液进入双极膜电渗析装置进行电渗析处理，纳滤膜的浓缩液蒸发浓缩、喷雾干燥得到粉状产品；
[0066] (3)电渗析处理：双极膜电渗析装置将纳滤膜的滤出液分离成高含碱液与脱碱液，高含碱液用于制浆回用，脱碱液进入反渗透膜处理；
[0067] (4)反渗透膜分离：反渗透装置将脱碱液分离为浓缩液与滤出水，反渗透装置的浓缩液蒸发浓缩、喷雾干燥得到粉状产品，所述反渗透装置滤出水用于洗浆回用或用于稀释高含碱液，或作为透析水回用到纳滤过程中。
[0068] 具体而言，造纸黑液收集在进料罐1，罐中设有盘管降温和电加热装置，降温或加热以保证纳滤装置5的进料温度在40-50℃。进料泵2把料液输送到过滤器3中进行预处理，去除料液中的悬浮物，纳滤装置进料泵4把经过预处理的料液输送到纳滤装置5，水及小分子物质透过膜进入到纳滤滤液中，大分子物质截留在浓缩液中，浓缩液达到一定浓度后，浓缩的纳滤膜浓缩液与后续反渗透膜浓缩液混合后收集在浓缩液收集罐21中，浓缩液通过蒸发、喷雾干燥得到木质素产品。纳滤膜滤出液通过料液室进料泵6进入到料液室7，碱室8加入纯水或者稀碱溶液，阳极室9加入硫酸溶液，阴极室10加入氢氧化钠溶液。阴极室10的氢氧化钠溶液通过阴极室循环泵11、阳极室9的硫酸溶液通过阳极室循环泵12、碱室8的纯水通过碱室循环泵13、料液室7的料液通过料液室循环泵14，分别从双极膜膜堆15的D点、C点、B点、A点进入双极膜膜堆15，通过双极膜分解水以及离子交换膜的选择透过性回收碱液，分别从D′点、C′点、B′点、A′点流出后循环进入到阴极室10、阳极室9、碱室8、料液室7，阳极室和阴极室的溶液可以循环利用。料液室7中的料液的pH值接近中性后，碱室8中的碱液收集在回收碱罐16可以回用，料液室7中的料液收集在脱碱后料液收集罐17中，反渗透装置进料泵18把脱碱后料液收集罐17中的料液输送到反渗透装置19中，反渗透可以有效截留所有溶解盐及分子量大于100的有机物，反渗透浓缩液与纳滤膜浓缩液混合收集在浓缩液收集罐21中，反渗透滤液收集在回用水收集罐20中以便回收利用。
[0069] 其中，非木材植物造纸黑液包括稻草、麦草、芦苇、玉米杆、棉短绒等秸秆造纸黑液。
[0070] 实施例3
[0071] 某股草浆黑液，电导率79.11ms/cm，固含量11.02％。
[0072] 预处理：取草浆黑液，经过10微米布袋过滤，以除料液当中的固体杂质及悬浮物。
[0073] 纳滤浓缩：取经过预处理步骤得到的草浆黑液100kg，倒入物料循环罐中，物料循环罐中设有盘管降温和电加热装置，保证纳滤浓缩的进料温度在40℃左右。启动泵，操作压力至20Bar，物料在压力的作用下，水、离子及小分子物质透过膜进入滤出液管道，截留液回流进入物料循环罐。当浓缩到至固含量25％，浓缩过程结束。得到的浓缩液质量34.0kg，固含量13.46％，得到的滤液质量64.5kg，固含量4.42％。
[0074] 纳滤排料：当浓缩液达到要求时，浓缩过程结束；用纯水将膜系统中的残余料液顶洗到物料罐中，并排空物料循环罐。
[0075] 双极膜膜堆组装：本套工艺采用阳膜/双极膜构型的二隔室型双极膜膜堆。
[0076] 碱回收：向阳极室中加入0.5M的H2SO4溶液，阴极室中加入0.6M NaOH溶液，料液室中加入前述纳滤过程得到的滤出液，碱室中加入软化水，先开泵调节流量，先循环数分钟。随后开整流器开关，采用先恒压后恒流的操作方式：碱回收过程的开始阶段，电压逐渐增加，当电压增加至16.8V时为上限，此时调节整流器开关，转变为恒流运行模式，最大电流不超过9A。在直流电场作用下，溶液中的离子发生定向迁移，阳离子交换层和阴离子交换层的接界处的水层的H2O裂解成H+和OH-，并分别通过阳离子交换层和阴离子交换层。当料液室料液的pH接近中性(pH 9～10.5)时，作为碱回收的终点，此时碱室罐中的料液碱含量5％。
[0077] 反渗透膜浓缩：经过反渗透这一步骤可以得到纯水。将经过回收碱以后偏中性的纳滤滤液64.5kg，倒入反渗透物料循环罐中，启动高压泵，调节操作压力至30Bar，使物料进入膜系统。在压力的作用下，纯水透过膜进入滤出液管道，离子及小分子物质的截留液回流进入物料循环罐。当进膜压力增加至36.5Bar，跨膜压差达到1.5Bar，浓缩过程结束。经过反渗透浓缩过程，得到的浓缩液质量19kg。得到的纯水滤液质量45kg，经水质检测，pH 7.78，色度32倍，COD 98mg/L，BOD69.7mg/L，氨氮2.65mg/L。
[0078] 通过上述实施例的描述，可知本实施例处理草浆造纸黑液是采用先进的膜分离技术，通过压力膜工艺实现了木质素与低聚糖、无机碱的有效分离，再通过电驱动膜分离工艺实现了碱与有机物的分离，最后通过反渗透膜分离技术实现水的回收利用。上述处理草浆工艺，既克服了传统上碱回收工艺的弊端，又实现了碱回收和有机物的有效处理，是解决草浆黑液污染的创新零排放工艺，在所应用的工艺中，多是国家倡导的节能环保技术。
[0079] 实施例4
[0080] 参考图3，与实施例1相比，本实施例中，电渗析装置采用常规电渗析装置进行，其他结构同实施例1。
[0081] 常规电渗析装置包括料液室7、碱室8、极室9-1、电渗析膜膜堆15-1(包括阳膜、阴膜)，电渗析装置进料泵及极室循环泵12-1、碱室循环泵13、料液室循环泵14，所述电渗析膜膜堆15-1设置有A、B、C和D四个进口和A′、B′、C′和D′四个出口，所述电渗析膜膜堆的A进口与A′出口均与料液室连接构成循环，所述电渗析膜膜堆的B进口与B′出口均与碱室连接构成循环，所述电渗析膜膜堆的C进口与D′出口均与极室连接构成循环，所述电渗析膜膜堆的D进口与C′出口连接，所述料液室还设有一进口与出口，所述料液室的进口与纳滤装置的滤出液出口连接，所述料液室的出口即为脱碱液出口，与所述脱碱后料液收集罐入口连接，所述碱室还设有一出口，即为高含碱液出口，所述高含碱液出口连接回收碱罐。
[0082] 本实施例中，采用常规电渗析装置进行电渗析具体采用以下方法：
[0083] (1)料液室中的料液，经过料液室循环泵进入电渗析膜膜堆的A进口，在电渗析装置料液室中的碱逐渐迁移至碱室，料液从电渗析膜膜堆的A′出口回流至料液室，碱迁移至碱室；料液室中碱液脱除后，排放置于罐中备用；料液室内脱碱液送入反渗透装置。脱碱后pH为9-10.5的料液进入料液收集罐中；
[0084] (2)碱室中的料液，经过碱室循环泵进入电渗析膜膜堆的B进口，在电渗析装置碱室中，料液从电渗析膜膜堆的B′出口回流至碱室，碱浓度逐渐增加；碱室中的碱液通过管路流入回收碱罐中。
[0085] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
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