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超滤膜分离木浆硫酸盐黑液木质素特点及形状分析
摘要：本文研究使用超滤膜对黑液木质素进行分离，简要介绍超滤膜的种类、造纸黑液中的主要成分，并且研究了在不同压力、温度、浓度对超滤膜分离黑液效果的主要影响，并对经过分离的木质素进行结构的表征。
关键词：超滤膜 黑液 木质素 木浆
前言：制浆造纸行业是国民经济的支柱产业，但同时伴随着比较严重环境污染问题，制浆造纸过程中产生的黑液是污染的主要来源，黑液中主要有灰分、纤维素、半纤维素、木质素以及其他化学药品等，若直接排放工业废水，经会造成巨大的资源浪费并且对环境带来不可估量的污染，所以既要使黑液中的资源得到充分利用，又要保证环境问题，所以对造纸黑液的处理是必不可少的。
1、处理黑液的传统方法
黑液处理的常用方法一般有碱回收和木质素资源化回收［1］。其中碱回收是一种比较好的方法，并且许多造纸厂采用这种办法，过程是将黑液经过浓缩、焚烧、苛化等进而对无机碱进行回收，此法能较好地回收黑液中的无机碱和热量,但是在燃烧过程烧掉了许多木质素, 造成资源浪费。并且碱回收投资高、能耗高，蒸发设备易结垢和运行费用高。木质素资源化回收技术将制浆黑液蒸发浓缩、喷雾干燥、磺化、接枝改性等，制成用途广泛的工业木质素粉，实现资源的回收利用。但是也同样存在着能耗和投资、运行费用高的问题[2]。
2、膜分离技术分类及特点
膜分离技术是一种新型分离技术，此技术基于材料科学。将膜按材料性质不同进行分类，一般分为无机膜和有机膜。有机膜一般使用的材料有酸纤维素脂(CA)、 聚酰胺聚合物(PA)、 聚砜(PSF)、 聚醚砜(FES)、 聚砜/聚醚砜(PSF/FES)等 , 其特点是价格相对较低, 但是抗污染性能较差 , 易损坏，使用寿命短；无机膜材料包括氧化铝、氧化锆、氧化钛等陶瓷膜和金属膜等[2]，其特点是价格较高、耐高、抗酸碱侵蚀能力强、耐有机溶剂和微生物浸蚀等优点。将膜按照膜微孔直径的大小可以将膜分为 :微滤(Microfiltration)、 超滤(Ultrafiltration)、 纳滤(Nanofiltration)和反渗透(Reverse Osmosis)。这四种膜的适用条件以及孔径范围如下[3-4]：（1）微滤. 微孔直径 100-1000nm，操作压力0.01-0.4MPa,可除去相对分子质量10000以上的悬浮固形物。一般不适用于制浆造纸工业废水处理,因为细小纤维和胶体的尺寸处于微米级别, 会造成膜孔堵塞, 而且堵塞过程较快。（2）超滤.微孔直径为10-100nm, 操作压力0.02-1MPa,适合于去除胶体物质 、 凝聚物和大分子物质。（3）纳滤.微孔直径为1-10nm,操作压力0.3——2MPa,适合于去除相对分子质量大于 300 g/mol(纳米尺寸)的分子和硬盐类, 如钙。（4）反渗透.微孔直径小于1nm,操作压力1——10MPa，用于单价离子(盐)的分离 , 生产饮用水，在造纸工业中仅用于全封闭水循环中的末端处理。
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