废纸脱墨技术应用探讨综述摘要简要概括了目前脱墨工艺的难度，对我国常规脱墨技术碱法脱墨等进行了回顾，综述近年来采用该方法所取得的成就以及存在的不足。着重介绍了发展中的脱墨技术包括酶法脱墨、中性脱墨等的作用机制、操作优点及其目前的研究和应用领域，对发展中的脱墨技术方法的优缺点与操作条件与常规的脱墨方法进行了比较，最后得出，虽然常规的脱墨技术已被广泛使用，但还存在一些缺点，需要进一步改进，才能更好的应用于大规模生产，减少污染及资源的节约。相比之下，发展中的脱墨技术将有极好的应用前景。关键词碱法脱墨酶法脱墨中性脱墨超声波脱墨溶剂法脱墨随着世界环境保护的日益严格和自然资源的匮乏，造纸工业对二次纤维的需要越来越大。当代世界的废纸制浆技术也比较成熟。我国的废纸制浆正在蓬勃发展。我国利用废纸的企业约1000多家，废纸用量已从1995年的810万t上升到2001年的1638万t，废纸浆用量已占造纸用浆总量的44%，然而我国的废纸回收率不到30%，废纸资源很大一部分依靠进口[1]。对于废纸利用率在世界都是十分重视，既要充分利用二次纤维资源，又要减少脱墨废水对环境的污染，因此对于脱墨技术的探讨越来越重要。目前脱墨工艺的难点有：某些纸种白度要求较高；油墨品种层出不穷；印刷技术日益提高如果脱墨不佳，废纸上的油墨会在碎解过程中发生不可逆分离和沉积，再生浆抄成纸后会产生黑色斑点，白度较原纸大幅下降，达不到使用要求；纸机运转时会产生胶粘物粘网、粘辊、断头、施胶困难、运转性能下降和操作成本增加等问题；纸张表面洁净度和物理性能也会受到一定影响[2]。1常规废纸脱墨技术碱法脱墨是传统工艺,也是全世界目前普遍使用的废纸脱墨方法,即在水力碎浆机中加入皂化剂、分散剂、吸收剂等无机或有机成分,使印刷油墨在物理和化学方法的共同作用下,从纤维表面分离出来,并根据油墨粒子的大小和状态,选用不同的后处理方法(如:筛选、净化、洗涤和浮选等)使之从浆料中除去。常用的皂化剂有:NaOH、Na2CO3、Na2SiO3等,主要用于调节浆料的pH值,使废纸纤维润胀,使油墨中的油脂和树脂皂化或水解(或两者同时发生),从而使油墨粒子、填料等从纤维表面游离出来。同时,可以使施胶纸张中的松香皂化,便于纤维分散。另外,碱性条件可使后期加入的H2O2保持稳定,利于漂白。为了使操作有最大的灵活性以及改进二次纤维的质量,利用洗涤和浮选两项技术的新型综合系统是目前的最佳选择[3]。传统的碱法脱墨技术已经成熟,早已实现工业化。但由于NaOH会从废纸浆中抽提出木素和其它有色物质,特别是使用含机浆废纸时,会使废水的COD值增高,故此法仍存在pH值较高,污染环境,易产生“碱性发黑”现象[4]等缺点。2发展中的脱墨技术2.1酶法脱墨酶法脱墨(enzymaticdeinking)是二十世纪九十年代发展起来的一种新型脱墨方法[5]，是近年来脱墨工程研究的热点。酶法脱墨技术最早在1991年由韩国学者公开报道[5]，酶在脱墨过程中起着生物催化作用。酶法脱墨指利用酶处理废纸浆，并辅以浮选或洗涤,从而除去油墨的脱墨技术。酶法脱墨主要有两种实现途径，一种是利用脂肪酶水解油基油墨载体，达到油墨和纤维分离的目的；另一种是利用纤维素酶和半纤维素酶,这两种酶不会作用于油墨，但可以改变纤维的性能，酶处理废纸后可用浮选法将油墨除去，由于这种方法的广泛适应性,已成为人们关注的热点。如纤维素酶处理废纸浆，可观察到滤水性、湿纸强度改善促使纸机运转性能提高，同时纸浆强度不受影响[6]。实验室研究表明[7]，酶脱墨浆白度可达84.5%ISO，墨残余量仅为5ppm。与常规的碱法脱墨相比，酶脱墨产生的废水中COD较少，因此废水处理系统的负荷降低[8]。一般来讲,酶脱墨废水的COD要比化学脱墨废水低20~30%，也有报告认为这一数字可达到50%。在酶脱墨的碎浆段避免使用高碱度也最有利于环境。与传统化学法脱墨相比，酶法脱墨具有明显优势：可以降低能耗，减轻污染，脱墨率高，所得脱墨浆物理强度好，白度高，尘埃度低，残余油墨量低，滤水性能好。实验室研究和工业化规模已证实酶法脱墨是一种效果好，经济可行的废纸脱墨方法。近年来，我国对酶脱墨技术的研究也一直较为活跃。国内一些科研单位，如天津科技大学[9]、山东轻工业学院[10]、南京林业大学[11]等都曾开展过对酶脱墨的研究工作，并取得一定的研究成果。2.2中性脱墨中性制浆条件下的脱墨作用与碱性条件下相似,即表面活性剂被表面吸收，表面活性剂渗透到油墨与纤维的界面，在机械洗涤与表面活力的双重作用下脱除油墨。与常规碱性脱墨相比，有以下优点：不需要碱、水玻璃等化学药品，从而减少了COD的排放量，并节约了化学成本，避免了机械浆的碱性变黑现象。该法的作用机理为表面活性剂渗透到油墨与纤维的界面，在机械洗涤与表