廢紙再生工程技術(shù)

廢紙再生工程技術(shù)指導(dǎo)書目錄1生物制藥工程技術(shù)課程目的與要求 52．緒論 52.1造紙原料的概述 52.1.1變遷 52.1.2面臨的問題 6原料結(jié)構(gòu)不合理與供給不足 7資源浪費與環(huán)境污染 72.2廢紙的利用現(xiàn)狀 82.2.1世界廢紙利用概況 82.2.2我國廢紙利用概況 92.3廢紙的特性 112.3.1二次纖維的角質(zhì)化及對紙漿性能的影響 122.3.2回用紙漿的強度性能 122.3.3廢紙回用需解決的問題及措施 132.4廢紙再生過程中性質(zhì)的變化[73] 142.4.1化學(xué)漿廢紙再生過程中性質(zhì)的變化 142.4.2機械漿廢紙再生過程中性質(zhì)的變化 142.4.3影響廢紙漿性質(zhì)的因素 14化學(xué)環(huán)境 14打漿 14濕壓榨的影響 15紙漿干燥 15壓光 15印刷和加工 15消費者和收集者 15回用過程 152.5廢紙?zhí)幚砑夹g(shù)概況 162.5.1碎漿 162.5.2篩選凈化 162.5.3脫墨 182.5.4熱分散 212.5.5漂白 222.6廢紙回收利用的意義和展望 232.6.1意義 232.6.2展望 232.7工藝原理及參考文獻 272.7.1碎漿 282.7.2篩選 292.7.3除渣 292.7.4洗滌和濃縮 292.7.5脫墨 31脫墨方法 31脫墨的影響因素 34廢紙脫墨化學(xué)品 352.7.6漂白 362.7.7抄紙 37參考文獻 383階段課題及參考文獻 433.1廢報紙再生處理研究階段課題及參考文獻 433.1.1廢報紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溶劑配比的研究 433.1.2廢報紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溫度的研究 433.1.3廢報紙浮選法脫墨技術(shù)的研究 443.1.4廢報紙洗滌法脫墨技術(shù)的研究 443.1.5廢報紙漂白技術(shù)的研究 453.2廢辦公用紙再生處理研究階段課題及參考文獻 463.2.1廢辦公用紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溶劑配比的研究 463.2.2廢辦公用紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溫度的研究 463.2.3廢辦公用紙浮選法脫墨技術(shù)的研究 473.2.4廢辦公用紙洗滌法脫墨技術(shù)的研究 473.2.5廢辦公用紙漂白技術(shù)的研究 483.3廢報紙再生處理研究階段課題及參考文獻 483.3.1廢彩印紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溶劑配比的研究 483.3.2廢彩印紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溫度的研究 493.3.3廢彩印紙浮選法脫墨技術(shù)的研究 503.3.4廢彩印紙洗滌法脫墨技術(shù)的研究 503.3.5廢彩印紙漂白技術(shù)的研究 504研究課題關(guān)鍵技術(shù)及查閱有關(guān)專業(yè)著作 524.1廢報紙再生處理技術(shù) 524.1.1廢報紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溶劑配比的研究 524.1.2廢報紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溫度的研究 524.1.3廢報紙浮選法脫墨技術(shù)的研究 524.1.4廢報紙洗滌法脫墨技術(shù)的研究 534.1.5廢報紙漂白技術(shù)的研究 534.2廢辦公用紙再生處理技術(shù) 544.2.1廢辦公用紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溶劑配比的研究 544.2.2廢辦公用紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溫度的研究 544.2.3廢辦公用紙浮選法脫墨技術(shù)的研究 544.2.4廢辦公用紙洗滌法脫墨技術(shù)的研究 554.2.5廢辦公用紙漂白技術(shù)的研究 554.3廢彩印紙再生工藝 554.3.1廢彩印紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溶劑配比的研究 554.3.2廢彩印紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溫度的研究 564.3.3廢彩印紙浮選法脫墨技術(shù)的研究 564.3.4廢彩印紙洗滌法脫墨技術(shù)的研究 574.3.5廢彩印紙漂白技術(shù)的研究 575研究課題進度（30學(xué)時） 585.1廢報紙再生處理技術(shù) 595.1.1廢報紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溶劑配比的研究 595.1.2廢報紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溫度的研究 595.1.3廢報紙浮選法脫墨技術(shù)的研究 595.1.4廢報紙洗滌法脫墨技術(shù)的研究 595.1.5廢報紙漂白技術(shù)的研究 595.2廢辦公用紙再生處理技術(shù) 605.2.1廢辦公用紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溶劑配比的研究 605.2.2廢辦公用紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溫度的研究 605.2.3廢辦公用紙浮選法脫墨技術(shù)的研究 605.2.4廢辦公用紙洗滌法脫墨技術(shù)的研究 605.2.5廢辦公用紙漂白技術(shù)的研究 605.3廢彩印紙再生工藝 615.3.1廢彩印紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溶劑配比的研究 615.3.2廢彩印紙碎漿技術(shù)水力碎漿最佳溫度的研究 615.3.3廢彩印紙浮選法脫墨技術(shù)的研究 615.3.4廢彩印紙洗滌法脫墨技術(shù)的研究 615.3.5廢彩印紙漂白技術(shù)的研究 626.1工程技術(shù)課堂紀律 636.2工程技術(shù)課試驗安全 636.3工程技術(shù)課論文寫作規(guī)范 636.3.1論文結(jié)構(gòu)及寫作要求 636.3.2書寫及打印要求 656.3.3論文格式范本 68

廢紙再生工程技術(shù)指導(dǎo)書1生物制藥工程技術(shù)課程目的與要求目的：通過對不同廢紙在不同條件下再生工藝的研究，尋求最佳工藝條件和檢驗產(chǎn)品效果，提高學(xué)生獨立動手研究能力的培養(yǎng)。要求：由2人組成研究小組，選擇4種廢紙的階段課題，在規(guī)定30學(xué)時內(nèi)進行研究試驗，研究結(jié)果分兩部分：①技術(shù)路線條件與參數(shù)確定②產(chǎn)品的質(zhì)量檢測分析，分別每人完成3000-5000字的研究論文為本課程的考核評定成績的標(biāo)準。指導(dǎo)老師：劉紅麗，陳娟，劉良棟2．緒論2.1造紙原料的概述2.1.1變遷作為我國古代四大發(fā)明之中最早的發(fā)明，造紙術(shù)在漫長的歷史長河中得到了不斷的繼承和發(fā)展。這不僅表現(xiàn)在造紙工藝、設(shè)備及紙張質(zhì)量、品種和用途等方面，也表現(xiàn)在造紙原料方面。蔡倫在發(fā)明造紙術(shù)時，主要以破布和樹皮為原料。當(dāng)時的破布由麻纖維制成，其主要品種有芒麻和大麻，而樹皮則主要是構(gòu)皮。魏晉時期，人們認識到一切具有韌性的植物皮類均可能成為造紙原料，并在這一認識的指導(dǎo)下，成功地開發(fā)出以藤皮纖維為原料的“藤紙”，以桑皮纖維為原料的“桑紙”及以稻草為原料的“草紙”，從而使造紙原料體系得到了擴展，麻、構(gòu)皮、桑皮、藤皮、稻草等均成為當(dāng)時的造紙原料，但主要還是麻類和樹皮類纖維原料。隋唐時期，造紙業(yè)進入一個昌盛時期，造紙原料得到了繼承和發(fā)展。麻類和樹皮類纖維仍然是最為主要的造紙原料，其中以樹皮類原料使用最廣，除了最為常用的構(gòu)皮、桑皮以外，還出現(xiàn)了一些新的樹皮類原料，如沉香皮、檀皮、芙蓉樹皮及棧香樹皮等。宋朝時期，隨著活字印刷術(shù)的發(fā)明，紙的用量急劇增加，推動了造紙業(yè)的快速發(fā)展。竹紙的普遍使用及迅速發(fā)展是這一時期造紙業(yè)最大的一個特點。竹纖維成為了這一時期最為主要的造紙原料。傳統(tǒng)的造紙原料如樹皮、麻、麥稈、稻草等也在使用，其中以構(gòu)皮、桑皮等為原料抄造的皮紙在產(chǎn)量上僅次于竹紙，居第二位，藤紙則因資源有限而逐漸被淘汰。此外，值得一提的是，在這一時期廢紙也開始作為造紙原料，它們在經(jīng)過處理后跟原生紙漿混合抄造“還魂紙”。在其后元明清時期，竹紙得到進一步發(fā)展，產(chǎn)量大幅增加。在造紙原料結(jié)構(gòu)體系中，麻及樹皮等傳統(tǒng)造紙原料所占的比例逐漸縮小，竹子在造紙原料中逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。其他草漿也得到了發(fā)展，如清代已經(jīng)開始用麥草、蒲草、馬蓮草、友友草、烏拉草等草類纖維造紙，蔗渣在清末也開始被用來造紙[1~3]。造紙術(shù)西傳后各國所用的原料均沿襲我國，以麻和破布為主，不過歐洲的破布主要是由棉纖維制成的。在歐洲，隨著紙用量的增加，造紙原料逐漸變得供不應(yīng)求，急需尋找新的造紙原料。十九世紀中葉，德國人凱勒發(fā)明了磨石磨木漿，使木材成為造紙原料大家庭中的一員。在歐洲產(chǎn)業(yè)革命的推動下，伴隨著現(xiàn)代制漿技術(shù)不斷取得突破，以木材為原料的機制紙迅速發(fā)展。木材在造紙原料結(jié)構(gòu)中逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，1970年，木材(包括再生的木材纖維)在造紙原料中的比重達到93%。世界上主要的造紙國家，如美國、加拿大、日本、瑞典、芬蘭等，幾乎全部用木材纖維造紙。但是隨著世界范圍內(nèi)森林資源的不斷縮減，木材供應(yīng)也日趨緊張，于是世界各國對廢紙再生投入了極大的關(guān)注，這直接導(dǎo)致廢紙使用量的快速增長。1995年全球紙業(yè)共使用1。07億噸再生纖維，占纖維總用量的38%，大大高于1970年的3000萬噸的使用量。廢紙漿是最近幾十年增長最快的漿種，其增長速度遠高于原生纖維漿的增長速度，這個趨勢仍將保持。在一些國家，廢紙現(xiàn)在已經(jīng)成為占主導(dǎo)地位的造紙原料，如韓國在2003年的廢紙利用率就已經(jīng)達到74。9%[4~6]。由此看來，廢紙將在世界造紙原料結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位。綜上所述，在我國古代，造紙原料主要是以麻類、樹皮類和竹類三大原料為主。其他原料雖有發(fā)展，但不占主要地位。從磨木漿出現(xiàn)開始，伴隨著現(xiàn)代造紙工業(yè)的發(fā)展，木漿快速取代傳統(tǒng)的三大類造紙原料，成為主要的造紙原料。廢紙漿在最近幾十年內(nèi)異軍突起，成為增長最快的漿種，在不久的將來，其在世界造紙原料結(jié)構(gòu)中必將占據(jù)更為重要的地位。2.1.2面臨的問題造紙工業(yè)是一個與國民經(jīng)濟發(fā)展和社會文明建設(shè)息息相關(guān)的重要產(chǎn)業(yè)。據(jù)估計，到2010年我國紙及紙板總產(chǎn)量將突破6000萬噸，消費量可達7000萬噸，造紙工業(yè)將是我國21世紀的“朝陽工業(yè)”。然而不能忽視的是，我國造紙產(chǎn)業(yè)與國際先進水平的差距很大，并存在諸多問題，主要表現(xiàn)為以下兩個方面:原料結(jié)構(gòu)不合理與供給不足造紙原料是造紙工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，原料的供給成為困擾我國造紙工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題。我國長期形成的以草類為主的原料結(jié)構(gòu)體系，木漿比重低，在國產(chǎn)紙漿中木漿比重不足10%，這導(dǎo)致了我國的紙產(chǎn)品品種較少、檔次較低，競爭力不強。目前，我國紙品僅有600種，其中50%屬中低檔產(chǎn)品，而發(fā)達國家擁有1000多種中高檔產(chǎn)品。在實際生產(chǎn)中，造紙企業(yè)為提高紙張產(chǎn)品檔次和減少污染，大量使用木材制漿。中國是一個森林資源短缺的國家，木材供需矛盾突出，國內(nèi)木漿供應(yīng)不足。因此，近年來我國不得不大量進口商品木漿(紙張)，且進口數(shù)量逐年增加。原料結(jié)構(gòu)的不合理和嚴重供給不足，這是我國造紙工業(yè)面臨的一個重大問題。在充分考慮了世界造紙產(chǎn)業(yè)纖維原料總的發(fā)展趨勢、循環(huán)經(jīng)濟理念和我國具體國情的情況下，提出了我國造紙工業(yè)當(dāng)前發(fā)展規(guī)劃:“中國造紙原料結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)向以木材為主要原料，要逐步形成以木材纖維為主，擴大廢紙回收利用，合理使用非木材纖維的多元化原料結(jié)構(gòu)”，這種纖維原料結(jié)構(gòu)的變化，在很大程度上依賴于大量進口商品木漿及廢紙。資源浪費與環(huán)境污染造紙工業(yè)與資源、環(huán)境關(guān)系極為密切，加強展的重要條件。在資源方面，我國造紙行業(yè)還沒有完全擺脫“節(jié)水防污”是我國造紙工業(yè)可持續(xù)發(fā)“粗放式”的經(jīng)營方式，資源利用率普遍較低，生產(chǎn)中各項原材物料消耗、能源消耗都很高。資料表明，我國一般紙張產(chǎn)品的電耗和汽耗都高于世界水平，而水耗尤為突出。我國紙廠噸紙水耗高達1OOm3，噸漿紙綜合水耗在300m3以上；而國外紙廠噸紙水耗僅為10m3～20m3，噸漿紙綜合水耗為35m不可否認，造紙工業(yè)是傳統(tǒng)工業(yè)中的環(huán)境污染大戶。當(dāng)前，我國造紙工業(yè)對環(huán)境造成的污染還很嚴重。2004年，全國工業(yè)廢水排放量為221。1億噸，其中造紙行業(yè)廢水排放量高達31。8億噸，占總量的14。4%，僅次于化工行業(yè)，位居第二。按廢水中最主要的化學(xué)耗氧量指標(biāo)COD來看，全國工業(yè)COD總排放量為509。7萬噸，其中造紙行業(yè)就占33。0%，高居第一位。因此，我國造紙工業(yè)的環(huán)保工作壓力相當(dāng)大。2.2廢紙的利用現(xiàn)狀2.2.1世界廢紙利用概況廢紙利用的歷史非常悠久，我國在宋朝時期就出現(xiàn)了廢紙的回收利用。美國和歐洲則在機械造紙出現(xiàn)之初就開始回收利用廢紙[7]。但由于當(dāng)時的廢紙?zhí)幚砑夹g(shù)還不成熟，廢紙漿的質(zhì)量差，只能用來配抄一些低質(zhì)的紙和紙板，因而發(fā)展速度慢。進入20世紀90年代以來，廢紙漿己成為增長最快的漿種[8]，這主要是因為：(l)原生纖維原料供應(yīng)緊張，迫使更多的企業(yè)改用廢紙作原料。(2)低成本吸引更多的企業(yè)選用廢紙作為原料。再生纖維造紙的原料成本比木漿低30%~50%，同時可以大幅減少汽、電、水的消耗，還可以減少有毒物質(zhì)的排放。(3)廢紙?zhí)幚砑夹g(shù)的進步，使廢紙漿質(zhì)量得以提高，可以用來配抄更多的紙種以及使用更大的配加量，為廢紙的廣泛利用提供了可靠的技術(shù)支持。(4)環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟等觀念日益深入人心，督促著造紙工業(yè)對廢紙進行更為有效的利用。(5)相關(guān)政策法規(guī)的出臺，為廢紙的回收利用創(chuàng)造了良好的條件。正是由于上述原因，廢紙漿在近十幾年里得到飛速發(fā)展?，F(xiàn)在將廢紙作為造紙工業(yè)的一種可持續(xù)發(fā)展的重要原料已經(jīng)在世界范圍內(nèi)形成共識，世界各國都在不遺余力地提高本國的廢紙回收率和利用率[9]，且成效顯著。1997年全世界總共消耗廢紙12810萬噸，2003年廢紙消耗量增加到16199萬噸，年平均增長率為4。3%，遠高于紙和紙板產(chǎn)量的年平均增長率(2。1%)。2003年全球廢紙利用率達到了44。4%，回收率達到了41。6%[6]。廢紙回收利用在世界各國的發(fā)展并不均衡。德國、日本、韓國等發(fā)達國家己經(jīng)建立較為完善的廢紙回收利用體系，其國內(nèi)產(chǎn)生的廢紙能夠及時地得到有效的回收利用?；厥盏膹U紙除了滿足本國造紙工業(yè)的需求之外，還能有一部分出口到國外。在2003年，德國、日本和韓國的廢紙回收率分別達到66。4%、73，7%和78。1%，廢紙利用率分別達到61。4%、64。5%和74。9%。可見這些國家在廢紙回收利用方面已經(jīng)走在世界的前列，取得很高的廢紙回收率和利用率。而以中國為代表的廣大發(fā)展中國家，雖然也意識到廢紙回收利用對于造紙工業(yè)的重要意義，加大了在廢紙回收利用方面的投資力度，也使得廢紙利用率逐年提高，但是由于尚未建立有效的廢紙回收利用體系，每年產(chǎn)生的廢紙中有大部分都無法得到及時有效的回收，廢紙回收率低于世界平均水平，更低于德國、日本等發(fā)達國家的水平。如我國的廢紙回收率多年來就一直徘徊在30%左右，嚴重制約著廢紙回收利用的進一步發(fā)展。圖1-1示出了2003年一些國家和地區(qū)的廢紙回收率與利用率[6]。作為解決造紙工業(yè)纖維原料來源的重要途徑，世界各國均將進一步擴大廢紙的回收再利用。如美國林紙協(xié)會宣布到2012年美國廢紙回收率將達55%。有專家預(yù)測，由于環(huán)境保護問題和木材供應(yīng)的限制等原因，全球廢紙回收率還將進一步提高至50%~60%。圖1-12003年一些國家和地區(qū)的廢紙回收率和利用率2.2.2我國廢紙利用概況原料結(jié)構(gòu)的不合理是制約我國造紙工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的瓶頸，如今我國造紙工業(yè)正在積極地進行原料結(jié)構(gòu)的調(diào)整。在我國造紙工業(yè)“十五”規(guī)劃中，強調(diào)指出了充分利用廢紙資源是調(diào)整造紙原料結(jié)構(gòu)的重點措施之一[7]，因此提高廢紙回收與利用水平對我國造紙工業(yè)發(fā)展有著重要的意義。近幾年我國造紙工業(yè)非常重視廢紙的利用，廢紙消耗量增長很快，廢紙利用率也得以迅速地提升。1999年我國的廢紙利用率只有38。8%，而到2005年我國的廢紙利用率已經(jīng)增長到54%，在造紙原料結(jié)構(gòu)中廢紙漿所占的比例已經(jīng)超過原生纖維漿。圖1-2為我國近幾年廢紙利用率的變化情況[10~15]。圖l-2我國近幾年廢紙利用率的變化我國造紙工業(yè)所使用的廢紙有兩個來源，一是國內(nèi)回收的廢紙，二是進口的廢紙。圖1-3顯示出了我國近幾年的廢紙回收率變化情況，從中我們可以看出，我國的廢紙回收率低，一直在30%左右徘徊。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)可能是因為以下幾方面原因：（1）國人對廢紙回收再利用的意義認識不深，尚未形成自覺意識。（2）國內(nèi)廢紙收購行業(yè)不規(guī)范，尚未建立起廢紙回收的市場體系，回收方式原始落后，成本高，效率低。（3）我國還沒有建立統(tǒng)一的廢紙回收分類質(zhì)量標(biāo)準和檢查測試方法。回收的廢紙往往是各種廢紙混雜在一起，不利于高效地利用。（4）國產(chǎn)紙和紙板木漿含量少，非木漿纖維含量高，廢紙質(zhì)量較差?？梢灶A(yù)見，在上述幾方面沒有得到根本改善之前，我國的廢紙回收水平很難有實質(zhì)性的提高。圖1-3近幾年我國廢紙回收率變化情況由于回收的廢紙遠遠不能滿足我國造紙工業(yè)對廢紙的需求，因而所形成的缺口只能通過進口來填補。這就導(dǎo)致了我國廢紙進口量的快速增長，這一點我們可以從圖1-4中看出。圖l-4近幾年我國廢紙進口情況我國進口的廢紙主要來自美國，美國的廢紙并非取之不盡的資源。實際上美國己是一個高度發(fā)達的國家，其人均國民生產(chǎn)總值和紙與紙板人均消費量都已達到相當(dāng)高的水平，它新的可利用的廢紙供應(yīng)將是很有限的；估計在2005年以前美國廢紙出口量很難突破1000萬噸，如出口到中國的份額在15%左右，中國能從美國進口到的廢紙也只有150萬噸左右。隨著自己利用率的提高，勢必會影響到廢紙的出口數(shù)量和出口價格，再加上長途運費的限制，廢紙利用完全依賴進口已非明智之舉。因此當(dāng)考慮新建擴建以進口廢紙為主要纖維原料的項目時，對國外纖維資源的供應(yīng)狀況必須要有冷靜的分析。為此有關(guān)專家指出，國外廢紙的管理經(jīng)驗值得借鑒。國內(nèi)有關(guān)部門應(yīng)盡快加強對廢紙的分選管理和分類標(biāo)準的制定，這樣既可為國家節(jié)約大量資金，又可為國內(nèi)相關(guān)行業(yè)提供新的商機。綜上所述，我國在廢紙利用方面已經(jīng)取得了較高的水平，但是我國的廢紙回收水平低，導(dǎo)致每年都需要從國外進口大量的廢紙，對國外廢紙市場依賴性很強。要改變這種現(xiàn)狀，我國造紙工業(yè)還需要做很多工作。如要建設(shè)具有一定規(guī)模和水平的再生資源加工基地；要建設(shè)不同層次、不同類型、不同規(guī)模的再生資源回收集散基地和規(guī)范化的交易市場，要組建大型的再生資源企業(yè)集團；加快制定相關(guān)法律法規(guī)及配套的辦法和標(biāo)準，提出有效促進再生資源回收利用的政策措施等等。相信隨著這些工作的逐步落實，我國的廢紙回收利用水平將會得到大幅的提高。2.3廢紙的特性廢紙循環(huán)使用時，紙張纖維的性質(zhì)與原漿纖維的性質(zhì)有所不同，因為它們已經(jīng)經(jīng)過造紙生產(chǎn)的全過程，廢紙在重復(fù)碎漿－脫水－干燥等處理過程中，紙漿的性能發(fā)生了很大的變化[57～58]。2.3.1二次纖維的角質(zhì)化及對紙漿性能的影響廢紙在重復(fù)碎漿－脫水－干燥等處理過程中，纖維的部分游離輕基形成氫鍵結(jié)合，非結(jié)晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶結(jié)構(gòu)，使纖維的結(jié)晶度增加，產(chǎn)生不可逆的角質(zhì)化(hornification)[59]，纖維變得挺硬，可塑性降低，吸水后的潤脹減少，保水值下降，因而導(dǎo)致纖維間的結(jié)合強度降低[60～61]。角質(zhì)化主要是用來描述化學(xué)漿纖維在除去水或紙漿回用時所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變化。纖維的角質(zhì)化程度可用纖維保水值的降低來衡量。據(jù)chatterjee等人報道[62]，熱磨機械漿(TMP)循環(huán)利用4次后纖維的飽和點基本不變，而超高得率亞硫酸鹽漿(HYSP)則下降了40%。對硫酸鹽漿(KP)來說，纖維的柔軟度隨著回用次數(shù)的增加而逐漸下降[63]，尤其以第一次回用下降最為嚴重；而對于TMP來說，柔軟度反而有增加的趨勢。這可能是由于化學(xué)漿在回用過程中會發(fā)生壓潰和薄層的結(jié)合，而機械漿則只發(fā)生壓扁現(xiàn)象，這僅僅是一種機械變形[64]。Bobalek等人[65]和Ellis等人[66]的研究表明，紙漿回用后，纖維的長度變化不大。國內(nèi)對蘆葦纖維回用的研究表明[67]，葦漿全漿和各纖維篩分組分在回用時纖維長度的變化不大。Freeland等人[68]認為，回用的二次纖維通常具有較低的游離度，這可能是由于紙漿中細小纖維含量的增加造成的。細小纖維增加了比表面積，起到填料的作用。雖然這些細小纖維可顯著地影響紙漿的濾水性能，但對強度幾乎沒有貢獻。Babolek等人[65]對幾種針葉木漿、闊葉木漿及二者的混合漿回用性能的研究表明，隨著回用次數(shù)的增加，并未發(fā)現(xiàn)纖維的表面性能，如不透明度和光散射系數(shù)等有明顯的變化。2.3.2回用紙漿的強度性能纖維的角質(zhì)化引起的纖維性能的變化必然會引起紙漿的強度性能的變化。chatterjee等人[62]的研究表明，硫酸鹽漿回用4次，其裂斷長下降50%。其中前二次回用引起的下降最大；TMP的裂斷長沒有任何變化；超高得率漿的裂斷長僅有少量的損失。Howdar等人[64]指出，磨石磨木漿和化學(xué)熱磨機械漿的裂斷長增加了10%～15%。這可能是由于機械漿纖維被壓平所導(dǎo)致的結(jié)合力的增加。而對于漂白硫酸鹽漿來說，循環(huán)使用5次后其裂斷長下降了15%。50/50的TMP/KP混合漿的裂斷長以一開始下降，回用5次后裂斷長又得到了恢復(fù)。對回用紙漿撕裂度的研究表明[62]，TMP和超高得率漿并不隨著纖維的回用而有所改變，而硫酸鹽漿則有所損失。然而，Howard等人[64]和Ferguson等人[69]，卻得到了不同的結(jié)論。他們的研究結(jié)果表明，對SGW來說，循環(huán)使用5次后并不影響其撕裂度；CTMP則撕裂度有少量的降低；KP則撕裂度有明顯增加的趨勢。Howard等人[64]關(guān)于回用紙漿耐破度的研究表明，機械漿纖維的耐破度在循環(huán)5次后有所增加，而KP則有所損失。CTMP/KP(50/50)的混合漿的耐破度開始時下降，而后又逐漸上升。機械漿耐破度的增加可能是由于機械漿纖維被壓平而導(dǎo)致有更大的結(jié)合潛力，及在堿性條件下纖維更柔軟造成的。纖維零距抗張強度的變化，在不同的條件下有不同的表現(xiàn)：在不回用細小纖維時，有所上升；而在緩和的抄紙條件下，一般變化不大或略有減小[66]。Ferguson[70]認為，對于機械漿來說，回用沒有使纖維的零距抗張強度有明顯的增加；而對化學(xué)漿來說，則略有增加，這可能要歸因于細小纖維的流失和纖維長度的增加。2.3.3廢紙回用需解決的問題及措施廢紙回用過程中需要解決紙漿強度和濾水性能下降的問題，否則，就不可能獲得既具有良好勻度又具有較高強度的紙張。目前，提高二次纖維強度的方法主要有以下幾點。磨漿或打漿可以提高二次纖維的潤脹能力及其結(jié)合力。但打漿在提高其結(jié)合力的同時，會降低紙漿的游離度，而且不能完全消除二次纖維的角質(zhì)化。添加化學(xué)助劑可以提高紙漿的強度性能。Bhardwaj等人對陽離子型聚丙烯酞胺、陰離子聚丙烯酞胺和改性淀粉改善二次纖維強度的研究表明，陽離子型聚丙烯酞胺在改善紙漿強度的同時，明顯提高紙漿的濾水性能；陰離子聚丙烯酞胺可以明顯提高除撕裂度以外的其它強度指標(biāo)，且濾水性能有明顯改善。利用改性淀粉也可以使紙漿的濾水性能和強度得到很大的改善。近年來，利用生物酶改善回收纖維性能成為研究熱點。纖維素酶可以水解纖維素的結(jié)晶區(qū)和無定型區(qū)，從而使纖維素本身或纖維素纖維的性能有較大的變化，這使得利用纖維素酶來改善二次纖維的某些性能成為可能。Pommier等人[71]最早研究了纖維素酶和半纖維素酶對紙漿濾水性能的改善作用。他們利用纖維素酶和半纖維素酶的混合酶來處理廢瓦楞紙板和廢新聞紙，發(fā)現(xiàn)紙漿的游離度有所提高，而紙漿的強度則沒有多大影響。工廠實驗的結(jié)果也獲得了肯定的結(jié)果。Prased等人[72]的酶法脫墨的研究表明，纖維素酶和半纖維素酶不僅可以改善紙漿的濾水性能，也可以改善紙漿的光學(xué)性能。2.4廢紙再生過程中性質(zhì)的變化[73]2.4.1化學(xué)漿廢紙再生過程中性質(zhì)的變化對于經(jīng)過打漿的化學(xué)漿，循環(huán)回用引起裂斷長、耐破度和耐折度的顯著下降，緊度和伸長率少量下降，而撕裂度、挺度、光散射系數(shù)、不透明度和透氣度增加。這些變化在第一次回用時最顯著，循環(huán)使用超過4次后，大部分物理性質(zhì)趨于穩(wěn)定。多數(shù)研究者認為，引起這些變化的主要原因是:廢紙在重復(fù)碎漿－脫水－干燥等處理過程中，纖維素的部分游離經(jīng)基形成氫鍵結(jié)合，非結(jié)晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶結(jié)構(gòu)，使纖維素的結(jié)晶度增加，產(chǎn)生不可逆的角質(zhì)化，纖維變得挺硬，可塑性降低，吸水后的潤脹減少，保水值下降，因而導(dǎo)致纖維間的結(jié)合強度降低。2.4.2機械漿廢紙再生過程中性質(zhì)的變化機械漿循環(huán)回用過程中性質(zhì)的變化與化學(xué)漿不同。隨著回用次數(shù)的增加，緊度、裂斷長和耐破度提高，撕裂強度也略有增加。而光散射系數(shù)下降。機械漿在濕的狀態(tài)下并非完全層離的，干燥時產(chǎn)生的角質(zhì)化很少，而挺硬的機械漿纖維經(jīng)過連續(xù)的循環(huán)使用而逐步變得平和柔韌，使得纖維間的結(jié)合改善，抄紙時得到更薄和更緊密的紙頁，因而緊度和強度提高，光散射系數(shù)下降。2.4.3影響廢紙漿性質(zhì)的因素影響廢紙漿性質(zhì)的因素很多，除與纖維原料和制漿方法有關(guān)外，還與紙料配比、造紙過程、印刷加工方法、消費和收集方式、以及循環(huán)回用方法等有關(guān)?；瘜W(xué)環(huán)境紙頁抄造時的化學(xué)環(huán)境會影響干燥和回用后紙漿纖維的潤脹。在酸性條件下抄造的未漂化學(xué)漿回用后其潤脹和強度均比堿性條件下抄造的低。廢紙中的松香膠和硫酸鋁會引起循環(huán)潛力(紙漿強度等)的進一步損失，這可能是由于施膠的纖維維持其疏水表面，在一定程度上阻礙了纖維間的結(jié)合。打漿化學(xué)漿打漿度越高，循環(huán)回用后紙漿質(zhì)量變化越大?？偟膩碚f，經(jīng)打漿的化學(xué)漿循環(huán)回用后，潤脹顯著減少，纖維長度降低，細小纖維含量增加。濕壓榨的影響對于中度打漿的化學(xué)漿，重的濕壓榨會引起纖維潤漲的損失。對經(jīng)濕壓、未干燥和經(jīng)濕壓和干燥的纖維的潤漲度均隨濕紙頁干度的提高而降低，但大多數(shù)影響是在干度大于35%時才產(chǎn)生。紙漿干燥紙漿在抄紙前是否干燥過對廢紙漿性質(zhì)有一定的影響。從未干燥過的化學(xué)漿，抄紙干燥過程中產(chǎn)生角質(zhì)化，廢紙回用時纖維結(jié)合強度會降低。對干燥過的紙漿，由于干燥時己經(jīng)角質(zhì)化，抄紙時進一步干燥并不明顯減少其已經(jīng)較低的潤脹，廢紙循環(huán)回用時其結(jié)合潛力損失甚?。欢?，干燥過的纖維通常是卷曲的，這種卷曲會降低紙漿強度，循環(huán)回用時能去除部分卷曲，有利纖維間的結(jié)合。壓光壓光會引起化學(xué)漿保水值、長度和強度的損失。壓光越重，由壓光紙回用漿制的紙頁裂斷長越低，撕裂強度和漿料濾水性也變差?，F(xiàn)代趨勢是避免采用硬壓區(qū)。印刷和加工印刷主要影響廢紙漿的光學(xué)性質(zhì)。大于50um的油墨粒子形成塵埃，小于50um的油墨粒子雖然內(nèi)眼看不到，但會降低白度，使?jié){變灰色。制紙箱時用的憎水材料(如膠粘劑)保留在紙箱碎解后的纖維懸浮液中并沉積在纖維表面，因而降低了回用纖維的表面自由能，阻礙了纖維的結(jié)合。消費者和收集者紙張(品)消費者和廢紙收集者將不同類型的廢紙混合在一起，會降低廢紙的級別，廢紙中的雜質(zhì)(污染物)影響其回用性能。廢紙的老化也是一個重要因索，舊報紙存放的時間越長，其廢紙漿的強度越低。廢紙回用包括機械、化學(xué)和熱處理過程。這些過程對廢紙漿性質(zhì)均有重要的影響。機械作用與紙漿濃度密切相關(guān)。濃度高于8%時，機械作用對纖維的卷曲和微壓縮有重要的影響。隨著漿濃的提高，得到更松厚、伸縮性更大的紙漿。氫氧化鈉是廢紙制漿的重要化學(xué)品之一。Na0H有助于油墨的脫除和重施膠紙張的離解，更有助于纖維的潤脹，使纖維更柔韌且結(jié)合更好。2.5廢紙?zhí)幚砑夹g(shù)概況回收的廢紙中包含了大量的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)主要有以下三個來源：一是來源于原紙，即在原紙生產(chǎn)過程中加入的各種添加劑，如填料、染料、涂料及各種化學(xué)助劑；二是來源于使用過程中加入的各種物質(zhì)，如印刷油墨、涂料、金屬箔及各種膠粘物；三是來源于回收過程中混入的各種物質(zhì)，如鐵絲、打包帶、沙子、石頭、紙夾、文件夾等[7]。從根本上說，廢紙?zhí)幚磉^程就是分離這些雜質(zhì)的過程。要除去如此多，且特性不同的雜質(zhì)，廢紙必須經(jīng)過一個復(fù)雜的處理流程。20世紀90年代以來，隨著廢紙回收范圍的擴大，回收廢紙的質(zhì)量日益下降，雜質(zhì)增多，加之新型油墨，新型膠粘物的不斷出現(xiàn)，廢紙?zhí)幚黼y度加大。用質(zhì)量日益下降的廢紙生產(chǎn)高質(zhì)量的廢紙漿，成為廢紙?zhí)幚砑夹g(shù)所面臨的一個新的挑戰(zhàn)，為此，廢紙?zhí)幚砹鞒桃沧兊酶鼮閺?fù)雜。20世紀70年代普遍采用的是單回路處理流程，現(xiàn)在最復(fù)雜的工藝流程已經(jīng)發(fā)展到了有三道浮選、三道洗滌濃縮、二道熱分散、二道漂白、三道氣浮的三回路處理流程。拋開具體的處理流程不談，每條廢紙?zhí)幚砹鞒袒旧隙际怯伤闈{、篩選、凈化、脫墨(浮選與洗滌)、熱分散、漂白等重要的單元操作所組成。隨著對每個操作單元的基本機理認識地深入，不斷有新設(shè)備、新工藝出現(xiàn)，廢紙?zhí)幚砑夹g(shù)不斷取得進步。2.5.1碎漿碎漿是廢紙?zhí)幚磉^程中的第一步，它應(yīng)該做到：（1）充分疏解廢紙纖維，最大限度地保留纖維原有強度，同時使油墨與纖維分離；（2）盡量不要使輕、重雜質(zhì)被碎解成細小顆粒(特別是膠粘物)；（3）盡量除去較大的輕、重雜質(zhì)。在碎漿設(shè)備、廢紙種類及化學(xué)品一定的條件下，通過改變碎漿溫度、濃度、時間、pH值等參數(shù)可以對調(diào)節(jié)碎漿效果。為了有效地除去廢紙中日益增多的膠粘物，減少碎漿時由于“堿性發(fā)黑”造成的白度損失，進一步降低碎漿時的能耗等，廢紙碎漿正趨向于采用低溫、高濃、短時、低堿度的溫和碎漿技術(shù)。碎漿設(shè)備常用的有間歇式水力碎漿機和轉(zhuǎn)鼓型連續(xù)碎漿機。當(dāng)前新建的大中型紙廠大多都采用轉(zhuǎn)鼓型連續(xù)碎漿機，因為它的能耗低，對纖維損傷少，脫墨和脫除膠粘物的效果好[l6~22]。2.5.2篩選凈化碎漿之后，絕大部分的雜質(zhì)仍滯留在廢紙漿中。這些雜質(zhì)在形態(tài)，尺寸、比重等方面與廢紙纖維存在著差異，可以通過篩選和凈化操作將它們從廢紙漿中除去。因為這些雜質(zhì)的特性差異極大，有效地去除它們還需要對篩選和凈化操作進行多層次的合理搭配。一個好的篩選凈化系統(tǒng)應(yīng)該做到雜質(zhì)在破碎細化之前就能及時地被除去，因為一個可以用粗篩輕易除去的一平方毫米的塑料片，破碎細化后就有可能變成無數(shù)個連細篩都無法篩除的0。01平方毫米的小雜質(zhì)。篩選凈化系統(tǒng)通常由高濃除渣、粗篩、細篩、低濃除渣等工段組成。高濃除渣通常緊接碎漿機之后，在第一時間將廢紙漿中密度較大的，如石塊、金屬塊、鐵釘、玻璃碎片等雜質(zhì)除去，以確保后續(xù)疏解及篩選設(shè)備的正常運行和使用壽命。粗篩選緊接高濃除渣器之后，作為預(yù)篩選，它的主要作用是除去廢紙漿中尺寸較大雜質(zhì)，進一步潔凈廢紙漿，確保后續(xù)的細篩工段能夠以最佳的狀態(tài)工作。細篩選可以安排在浮選前，也可以安排在浮選之后，視具體情況而定。然而為了將更多的雜質(zhì)在細化前除去，在多數(shù)情況下，細篩選被安排在浮選之前。作為精選，細篩選需要除去盡量多的細小雜質(zhì)，同時對膠粘物也要有相當(dāng)?shù)娜コЧ?。在廢紙?zhí)幚碥囬g，細篩選工段均是由Cascade系統(tǒng)或Formard系統(tǒng)或由它們所衍化的系統(tǒng)組成。當(dāng)前新建的一些廢紙?zhí)幚砩a(chǎn)線由于規(guī)模較大，更加注重經(jīng)濟效益，因而更多的是采用Formard系統(tǒng)。該系統(tǒng)成功的關(guān)鍵在于強化第二段篩選，極力減少由該段進入成漿中的膠粘物的量，并使其良漿出口的漿料質(zhì)量達到或超過第一段壓力篩。低濃除渣可分為重雜質(zhì)除渣和輕雜質(zhì)除渣。重雜質(zhì)除渣在流程配制上彈性很大，可以安排在細篩后、浮選前，也可以安排在浮選后、細篩前。輕雜質(zhì)除渣一般都的安排在浮選和細篩之后，用于除去漿料中的輕雜質(zhì)，如膠粘物、蠟、熱熔膠以及塑料碎片等。壓力篩是現(xiàn)在最為常用篩漿機。一些新技術(shù)如波形開口縫篩技術(shù)、楔形棒篩筐技術(shù)等的出現(xiàn)和應(yīng)用使得壓力篩可以采用更小的篩縫，從而大幅度提高了雜質(zhì)的去除率，也可以有效地去除廢紙漿中的膠粘物，以致于有一些脫墨工廠已經(jīng)傾向于不用輕雜質(zhì)除渣器，僅靠細篩來解決問題。除渣器結(jié)構(gòu)本身并沒有很大的變化，不少公司在致力于進漿口、良漿出口、排渣口的改進。筒體，直徑小些，筒身長一些，選用筒體長度/直徑的適當(dāng)比例，延長紙在筒體的停留時間，提高纖維與雜質(zhì)的分離效率是當(dāng)今除渣器改進的重點。另外，逆向除渣器，通流式除渣器，輕重雜質(zhì)除渣器以及回轉(zhuǎn)式除渣器的發(fā)展也是值得注意[9，16~22]。2.5.3脫墨脫墨是廢紙?zhí)幚磉^程中關(guān)鍵性的工序，因為脫墨效果的好壞直接影響到脫墨漿的兩大質(zhì)量指標(biāo)，即脫墨漿的白度和殘余油墨濃度。各類油墨(包括接觸型油墨，激光打印油墨，靜電復(fù)印油墨，紫外光固化油墨等)通過印刷、復(fù)印、打印等方式粘附于紙頁纖維之上，并在纖維上形成了油墨層。廢紙脫墨就是使這層粘附在纖維上的油墨從纖維上脫下來，并進而與纖維分離的過程。有學(xué)者[23]將此油墨層細分為三層，即T(Tertiary)、S(Second)、P(Primary)。在脫墨過程中，這三層油墨脫除的難易程度是不同。T層是油墨層的表層，為不緊密的干燥層，其中的油墨粒子之間只存在著疏松的聯(lián)接，因而脫除比較容易，只用機械作用就可以使其中的油墨粒子脫落下來。S層是油墨層的中層，為油墨層的主體，其中的油墨粒子之間有大量的連接料成分存在，因而彼此之間結(jié)合比較緊密，在脫墨過程中比較難脫除，僅在機械作用下，其中的油墨粒子無法完全從纖維上脫落下來，需要有脫墨藥品的化學(xué)作用及熱作用配合它們才有可能完全地從廢紙纖維上脫落下來。P層為油墨層的內(nèi)層，它很薄，直接緊緊地連接在纖維的表面，這里的油墨粒子最難脫除，只有在纖維發(fā)生變化時才有可能脫落下來。所以，在脫墨過程中需要機械作用，化學(xué)作用及熱作用的有機配合，才能實現(xiàn)廢紙的完全脫墨。廢紙脫墨按歷程可以分為兩個基本步驟[7]：第一步是油墨從纖維上脫落。這一步至為關(guān)鍵，因為只有油墨粒子從纖維上脫落下來，才有可能在后續(xù)過程中實現(xiàn)其與纖維的分離。但是對脫落下來的油墨粒子的尺寸也有一定的要求，不能太大，也不能太小，具體要求依后續(xù)所采用的分離方法不同而有所不同。根據(jù)這一步所用脫墨劑的不同及油墨脫除機理的不同可以將現(xiàn)在有的脫墨方法歸納為以下幾種脫墨方法。（1）化學(xué)法脫墨油墨是在氫氧化鈉、過氧化氫、硅酸鈉，EDTA等無機化學(xué)品和以表面活性劑為主要成分的脫墨劑的化學(xué)作用下，并在機械作用的協(xié)作下從纖維上游離出來進而被除去的?；瘜W(xué)法脫墨是傳統(tǒng)的脫墨方法，現(xiàn)在世界上絕大多數(shù)工廠都采用這種方法。然而廢紙脫墨技術(shù)發(fā)展到今天，這種方法也遇到了新的難題，例如在脫墨時必須加入大量的化學(xué)品，很難進一步降低生產(chǎn)成本；在廢紙中膠粘物日益增多的情況下，傳統(tǒng)化學(xué)法脫墨的堿性操作環(huán)境，不利于膠粘物的去除；還有就是諸如激光打印油墨、靜電復(fù)印油墨、紫外光固化油墨等等非接觸油墨的大量使用，使得在堿性條件下脫墨的優(yōu)勢喪失，脫墨效果差，等等。中性脫墨是化學(xué)法脫墨的一個新的發(fā)展方向。（2）酶法脫墨[24~26]是生物技術(shù)在廢紙脫墨上的應(yīng)用。油墨是在纖維素酶、半纖維素酶等酶制劑作用下，并在機械作用的協(xié)作下從纖維上游離出來進而被去。目前用于脫墨研究的酶制劑有脂肪酶、酯酶、果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶及木素降解酶。各種酶的作用機理也有所不同，如脂肪酶和醋酶是通過水解油基油墨載體而產(chǎn)生脫墨作用的；果膠酶、木素降解酶、半纖維素酶及木素降解酶，不會作用于油墨，但可以改變纖維的表面或油墨粒子附近的連接鍵而產(chǎn)生脫墨作用。酶法脫墨最早研究的是廢舊新聞紙的脫墨，但目前酶法脫墨的研究重點是混合辦公廢紙的脫墨，酶制劑主要集中于研究纖維素酶、半纖維素酶或兩者的復(fù)合物。此外，在中性條件下的酶法脫墨也是一個重要的研究方向。（3）超聲波脫墨[27～29]是利用超聲波在液體中產(chǎn)生的空化作用，將能量傳遞到廢紙纖維上，由于這股能量會產(chǎn)生兩種作用：一是使油墨粒子松弛，并從纖維表面移開；二是可使油墨粒子自行碎解，在這兩種作用下，油墨粒子可以從纖維上脫落下來。超聲波法脫墨具有如下優(yōu)點:少用或不用化學(xué)藥品，降低成本，減輕廢水污染；對高光澤油墨去除效果好，脫墨效率高；脫墨漿的耐破因子、裂斷長、伸長率、白度等指標(biāo)有明顯的提高。(4)蒸汽爆破法脫墨[30~33]是將爆破法制漿的原理用于在廢紙脫墨上，它是將廢紙加熱到一定的溫度和壓力后，進行瞬間釋壓，在釋壓過程中油墨、乳膠及蠟等能被分散成極微小的顆粒，從而實現(xiàn)廢紙脫墨的方法。(5)溶劑法脫墨[34]只用溶劑，不用水，或用少量水溶解油墨中的油脂和樹脂，從而使油墨從纖維上游離出來的脫墨方法。目前在日本、美國已有工廠用三氯乙烯和乙烷作溶劑進行廢紙脫墨。1995年加拿大安大略省Manuvin公司發(fā)明了一種新的溶劑脫墨法，以丁氧基乙醇水溶液為脫墨劑，可以成功的對舊報紙，舊雜志紙、混合辦公廢紙進行脫墨。(6)電場法脫墨[35]電場法脫墨是通過將高壓電場加到廢紙漿料上，使油墨和其他的污物從纖維上脫離的脫墨方法。在使用電場法對廢紙進行脫墨時，深入到管道中的陰陽兩極在通電時將產(chǎn)生300-2000V/cm的電勢差，這時，兩電極之間的廢紙漿料就處在了高壓電場下，漿料中的污物粒子如油墨、膠粘物等在電的作用下容易從纖維上脫離，有機物在高壓電的作用下會失去活力。它對苯胺油墨、普通油墨、微小膠粘物、調(diào)色油墨、蠟等很難用常規(guī)技術(shù)脫除的污染物尤其有效。這種脫墨方法還有一個其它任何脫墨方法所無法比擬的優(yōu)點，就是經(jīng)本方法處理的脫墨漿的輕基結(jié)合點增多，氫鍵增多，所得脫墨漿的強度比原漿要高。(7)中性脫墨技術(shù)1963年，AbitibiPaper有限公司提議在不添加強堿源的條件下對廢紙進行脫墨。在它的一項專利中，介紹了一種使用亞硫酸鈉和某可溶性兩性聚合物表面活性劑的混合物在中性條件下對廢紙進行脫墨的方法[41]。Hornfeck等人[42]研究指出，使用適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣?，在中性條件下能夠有效地脫除雜志紙中的油墨。J。M。Jobbin等人[43~44]對辦公廢紙進行了中性脫墨研究。法國造紙技術(shù)中心c。calland等人[45~46]對用水性苯胺油墨印刷的舊報紙進行了中性、堿性雙回路脫墨試驗。在國內(nèi)，高玉杰等人[47~48]、王守娟等人[49~50]、孫楠楠[51]也對廢舊新聞紙的中性脫墨進行了研究。國內(nèi)外的研究表明，中性脫墨可以有效的脫除各類廢紙中的油墨，與堿性脫墨相比，還具有很多優(yōu)點:(l)減少化學(xué)藥品的用量，降低脫墨成本。(2)在處理含機械漿的廢紙時，不會發(fā)生“堿性變黑”的現(xiàn)象。(3)脫墨廢水中的COD含量低，廢水處理負荷小。(4)在中性條件下，油墨粒子更適于浮選與洗滌的要求。(5)中性條件下，膠粘物不易分散，更容易除去。(6)陰離子垃圾少。(7)只需少量或不需要pH值調(diào)節(jié)劑。大量的研究證明了中性脫墨具有上述的優(yōu)點，工業(yè)上對中性脫墨的需求也正在增長[52~53]。然而雖然早在1992年7月法國供應(yīng)商Lamort公司就與Kolb博士合作在瑞士的Zwingen成功運行了第一條中性脫墨線[54]，但是，中性脫墨技術(shù)并沒有因此而在工業(yè)被迅速而大量的采用，很大的原因是因為缺乏高效的中性脫墨劑。目前見于報道的也只有BDL公司開發(fā)的Enessco系列脫墨劑[55~56]、武漢現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)研究院開發(fā)的TD-2型中性脫墨劑等少數(shù)幾種中性脫墨劑。經(jīng)過脫墨的第一步后，纖維上的油墨已經(jīng)成功從纖維上游離出來并在廢紙漿懸浮液中呈分散狀態(tài)。接下來的第二步，就是分離己剝離下來的油墨粒子與廢紙纖維。按照分離方法的不同也可將脫墨分成如下幾種脫墨方法:（1）浮選法脫墨[7]浮洗法脫墨是根據(jù)纖維、填料和油墨粒子的可潤濕性不同，來達到分離的目的。在浮洗機中，可潤濕性較差的油墨顆粒吸附于空氣泡上，并上浮到液體表面，由機械逆流或真空抽吸方法除去。浮洗法脫墨對粒徑在10um-150um范圍內(nèi)的油墨粒子脫除效果最佳，而對在此范圍之外的油墨粒子去除效果不是很理想。(2)洗滌法脫墨[7]洗滌法脫墨是一個水力分離的過程，其基本原理是通過篩板或篩網(wǎng)對紙漿懸浮液進行篩選，水夾帶著油墨顆粒被除去。洗滌法脫墨要求油墨顆粒的尺寸越小越好，對顆粒直徑小于10um的油墨粒子去除效果好，對顆粒直徑在5um以下的油墨粒子效果最佳。(3)附聚法脫墨[7，34]附聚法脫墨走的是與傳統(tǒng)脫墨方法相反的路子，在油墨從纖維上游離出來之后，通過添加附聚劑如十八醇，將油墨粒子聚集成400um以上、密度較大的顆粒，然后通過離心清洗結(jié)合篩選的方法除去。據(jù)報道，過程溫度和pH值對該法去除油墨的效果影響較小，并且處理時間較短，一般不超過15min，不需要添加其它的化學(xué)品去皂化和分散油墨，油墨去除率可達95%～97%。但是高度施膠及陽離子淀粉的存在將嚴重影響其脫除油墨的效果。廢紙回收力度的加大，回收廢紙質(zhì)量的變差，脫墨漿的質(zhì)量要求的提高，新型印刷油墨的使用，降低脫墨成本的迫切需求等等因素迫使人們?nèi)パ芯啃碌母鼮橛行У拿撃椒?。雖然現(xiàn)在人們已經(jīng)研究出或正在研究的脫墨方法有很多種，但是目前工業(yè)上運行的絕大多數(shù)還是傳統(tǒng)的脫墨方法，即化學(xué)法脫墨、浮選法或洗滌法或浮選－洗滌脫墨。這一方面是因為新的脫墨方法雖然能夠在某種條件下取得比傳統(tǒng)方法要好的脫墨效果，但是它們在工業(yè)上推廣起來都存在著這樣或那樣的問題。如生物酶脫墨雖已在工業(yè)實踐中應(yīng)用，但是酶制劑成本過高，酶的使用條件苛刻等等問題卻都阻礙了生物酶法脫墨在工業(yè)的進一步推廣；另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的脫墨方法(化學(xué)法脫墨、浮選法或洗滌法或浮選－洗滌脫墨)本身也具有頑強的生命力，也在不斷的發(fā)展和改進。如近幾十年，在傳統(tǒng)脫墨方法的框架內(nèi)，就出現(xiàn)了如下一些新技術(shù)新工藝:浮選柱應(yīng)用于廢紙的浮選；中性，堿性雙回路廢紙脫墨工藝，預(yù)洗滌/濾液浮洗法，洗衣機式廢紙回收處理系統(tǒng)等等。廢紙回收再利用在將來還會進一步得到發(fā)展，其在造紙工業(yè)上地位也將進一步提高，所以作為廢紙?zhí)幚磉^程中的關(guān)鍵工序，脫墨技術(shù)的發(fā)展將更加受到重視。因而可以預(yù)見，伴隨著各種新的脫墨技術(shù)的逐漸成熟、完善，廢紙脫墨工藝將會呈現(xiàn)多元化。2.5.4熱分散工業(yè)生產(chǎn)實際檢測結(jié)果表明，總有約10%～20%的殘留油墨和膠粘物會通過脫墨系統(tǒng)。這部分殘留的雜質(zhì)會對生產(chǎn)過程、最終產(chǎn)品產(chǎn)生有害的影響。為了消除這種不良影響，常在整個廢紙?zhí)幚砹鞒痰哪┒?，即除渣、篩選、浮選脫墨之后再對廢紙漿進行分散處理。分散有冷分散和熱分散。冷分散僅在日本的幾家抄薄頁紙的工廠中應(yīng)用。當(dāng)今世界絕大部分采用的是熱分散。熱分散是將脫墨漿導(dǎo)入一個快速切變區(qū)，在這個區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的強大的切變力，足以克服雜質(zhì)的內(nèi)在結(jié)合力或雜質(zhì)與纖維的結(jié)合力；同時區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的壓力脈沖也會對分散效果有所幫助，因為壓力脈沖可以在雜質(zhì)上產(chǎn)生一種足夠大的瞬間壓力梯度，破壞雜質(zhì)的內(nèi)在結(jié)合。熱分散系統(tǒng)的能耗很大，增加了脫墨成本，因而現(xiàn)在有些紙廠如美國的一些紙廠由于其流程中的篩選、凈化效果較好，趨向于取消熱分散環(huán)節(jié)。熱分散設(shè)備過去是用具有定子和轉(zhuǎn)子的熱分散機(國內(nèi)尚在生產(chǎn)這種設(shè)備)，或是用具有雙輥的輥式熱分散機，又名揉搓機，但是現(xiàn)在大中型廠都使用圓盤式熱分散機[7，17，36~38]。2.5.5漂白廢紙脫墨漿大多有顏色，從灰白色到深灰色不等，白度與原廢紙相比會下降約5%~10%，只相當(dāng)于原廢紙白度的90%～95%。因此為了生產(chǎn)符合市場需求的再生紙，必須對脫墨漿進行漂白。脫墨紙漿的漂白和原生漿的漂白有較大的區(qū)別，因為引起脫墨漿發(fā)色的原因較復(fù)雜，除紙漿中木素等引起的顏色外，還存在著外來因素的影響，如沒有去除干凈的涂料、顏料、染料、印刷油墨、添加劑及其他雜質(zhì)。另外，對已經(jīng)經(jīng)過漂白的回收廢紙的脫墨漿重新漂白時，其化學(xué)反應(yīng)的作用也有所不同。在廢紙漿漂白時，漂劑的加入有三種方式:第一種方式是將漂白劑加入到碎漿機內(nèi)。第二種方式是在回收的廢紙經(jīng)碎漿機疏解，脫水螺旋脫水后加入漂白劑，而后在漂白塔中進行漂白。第三種方式是在回收的廢紙漿經(jīng)過脫墨后，加入漂白劑，通常在熱分散機或搓揉機外加入，而后在漂白塔中進行漂白。在相同漂劑用量的情況下，第一種方式漂白效果最差，第二種次之，最后一種效果最好。但是第一種方式最為簡單，不需添加設(shè)備，因而投資最省，所以一般在最終白度要求不高的情況下會采用這種方式。而第二種方式、第三種方式雖然效果更好，但是設(shè)備投資和生產(chǎn)費用都會有所增加。80年代初期，用于廢紙脫墨漿漂白的漂劑和漂白方法有H(次氯酸鹽)、HH(次氯酸鹽－次氯酸鹽)、CEH(氯化－堿處理－次氯酸鹽)以及用于機械漿含量高的廢紙的P(過氧化氫)、PY(過氧化氫－連二亞硫酸鈉)等。但是，由于環(huán)境保護要求的提高，到80年代中后期，人們開發(fā)出了ECF和TCF的漂白方法，并逐漸為廣大制漿造紙企業(yè)所接受，因而采用無污染漂白工藝是廢脫墨漿漂白的發(fā)展方向[7]。2.6廢紙回收利用的意義和展望2.6.1意義當(dāng)今世界環(huán)境日趨惡化，人們的環(huán)保意識不斷增強，為了保護環(huán)境，減少城市固體廢物處理負荷(廢紙約占1/3)，減少森林原木的砍伐，保持生態(tài)平衡，廢紙(也稱二次纖維)回收利用己日益引起人們的重視。在國外，廢紙被稱為城市中的“森林資源”，因為無論是廢舊的報紙、書刊紙、辦公用紙，還是牛皮紙、紙匣、瓦楞紙等，都是寶貴的纖維原料。將廢紙再生利用，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。具體體現(xiàn)在能耗低、環(huán)保處理費低、單位原料成本低等方面，可以大大減少林木、水、電消耗和污染物排放。據(jù)有關(guān)專家測算，利用1噸廢紙，能生產(chǎn)出好紙800千克，相當(dāng)于節(jié)約3m3木材，1。2噸標(biāo)準煤，6O0kw·h電，100m3水，節(jié)省3m3的垃圾填埋場空間，減少35%的水污染[74]高檔廢紙?zhí)貏e是一些進口廢紙多是木材纖維，質(zhì)量較好，可以代替部分木漿使用，價格卻比木漿便宜得多。用高檔(進口)廢紙漿配以其它漿料所生產(chǎn)的紙張，具有較高的產(chǎn)品性能和價格比。廢紙回收利用給造紙企業(yè)帶來了節(jié)約投資、降低成本、減少污染、改善質(zhì)量、提高企業(yè)經(jīng)濟效益等諸多好處。我國的資源和能源都比較短缺，所以越來越多的廢紙將成為我國造紙工業(yè)發(fā)展可以期待的重要纖維原料資源。2.6.2展望一、“九五”期間我國廢紙回收利用保持較快的增長勢頭1．廢紙回收利用的數(shù)量正在加快增長我國廢紙回收利用隨著造紙工業(yè)發(fā)展而快速增長，廢紙漿用量已從1995年的760萬t，上升到2000年的1230萬t，已占造紙漿總用量的41%。廢紙回收利用正在全國各地加快發(fā)展，尤其是沿海地區(qū)發(fā)展迅猛，其中包括廣東、廣西、福建、浙江、江蘇、山東等省，以及京、津、滬三大城市。浙江省造紙行業(yè)從80年代起就調(diào)整原料結(jié)構(gòu)，大力提倡與推廣廢紙造紙，取得成功，現(xiàn)在廢紙在全省造紙纖維原料中的比重超過76%，達到國外回收利用廢紙國家的先進水平。廣東省也已超過60%。造紙工業(yè)發(fā)展較快的省、市正在制定擴大廢紙回收利用加快發(fā)展造紙工業(yè)的規(guī)劃，力爭在較短的時間內(nèi)，在廢紙回收利用上有一個新的突破。當(dāng)前的問題是發(fā)展不平衡，有些省市廢紙回收利用步伐還比較緩慢。2．積極有效地利用國外資源由于外國廢紙主要是木材纖維，從2000年廢紙進口量及用匯量可以看出，2000年比1999年總廢紙進口量和分類品種廢紙進口量均有不同程度增加，其中廢紙總量增加了47．6%，從1999年的251萬t增加至2000年的371萬t。進口廢紙用匯從2．45億美元，增加至5．57億美元，增加了127%，在海關(guān)統(tǒng)計的4類廢紙中，漂白印刷廢紙的進口量增長最快，進口量32．6萬t，增加了84．5%，進口量以含機械漿廢紙（舊報紙）為最大，占全部進口廢紙量的1/2，2000年達到180萬t，未漂牛皮紙及瓦楞紙箱廢紙進口量為96．1萬t，其他廢紙62．6萬t。2000年進口廢紙平均價格150美元/t，比1999年增加52．4美元/t，按品種劃分，未漂牛皮紙及瓦楞箱廢紙為164．4美元/t，增加66．6美元/t漂白印刷紙廢紙141美元/t，增加56．7美元/t，含機械木漿廢紙146．1美元/t，增加47．7美元/t，其他廢紙143．8美元/t，增加45美元/t，總體上2000年與1999年相比廢紙價格是震蕩上行的。3．采用高新技術(shù)和先進裝備當(dāng)今世界制漿造紙技術(shù)正向減少污染，節(jié)約能源、水資源和充分利用纖維再生資源等方面發(fā)展。近年來，我國一批資金和技術(shù)力量雄厚的企業(yè)，堅持高起點、高標(biāo)準、高層次地選用先進的廢紙?zhí)幚砑夹g(shù)，引進國際上先進裝備，力爭在短期內(nèi)跟上紙業(yè)現(xiàn)代化大生產(chǎn)的國際潮流。改革開放以來，我國已從國外引進50多套廢紙?zhí)幚砩a(chǎn)線，其中包括未漂牛皮紙及瓦楞紙箱廢紙、廢舊報紙、漂白印刷紙廢紙以及其他廢紙的處理設(shè)備，最大廢紙?zhí)幚砩a(chǎn)線日產(chǎn)能力達到500t。其中包括碎漿、篩選、凈化、除渣、洗滌、濃縮、熱分散、搓揉、浮選、脫墨、漂白等先進技術(shù)裝備，這些進口設(shè)備對加快我國廢紙利用是很必要的，它大大縮小了我國廢紙?zhí)幚砑夹g(shù)和裝備與世界先進水平的差距，現(xiàn)在世界上幾乎所有的廢紙?zhí)幚硐冗M裝備在我國企業(yè)內(nèi)都可以看到。當(dāng)前的差距只是在企業(yè)規(guī)模和個別先進技術(shù)的應(yīng)用方面還落后于國外先進水平。4．自主創(chuàng)新和引進技術(shù)發(fā)展設(shè)備制造業(yè)近年來，國內(nèi)輕工機械廠和科研部門對廢紙?zhí)幚碓O(shè)備的研究開發(fā)做了大量工作。有些設(shè)備已接近國外先進水平，可靠實用，適合于中小企業(yè)處理各種廢紙，能較多保持廢紙纖維的原有強度，做到節(jié)水、節(jié)能、纖維流失小、維修方便、價格合理，有利于使用企業(yè)接受。山東濟寧華一機械公司根據(jù)造紙工業(yè)發(fā)展要求，在“十五”期間，進一步提高廢紙漿成套設(shè)備性能，最高處理能力提高到400t/d，脫墨漿成套處理能力達到250t/d，該廠近期已與美國TBC公司簽定廢紙?zhí)幚碓O(shè)備技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同?！熬盼濉逼陂g廢紙?zhí)幚淼目刂葡到y(tǒng)發(fā)展較快，杭州華章集團在這方面做了大量工作，取得了很大成果，尤其是用廢紙生產(chǎn)的紙板項目有很強的競爭力，如景興紙業(yè)15萬t箱紙板、太陽紙業(yè)15萬t的白紙板、永泰紙業(yè)6．5萬t白紙板的廢紙?zhí)幚碜钥匮b置都是一次性投產(chǎn)成功，符合國務(wù)院總理朱镕基在“十五”計劃綱要報告中提出的“輕紡行業(yè)通過自主創(chuàng)新和引進技術(shù)，加快對推動結(jié)構(gòu)升級的共性技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)和配套技術(shù)的開發(fā)，振興裝備制造業(yè)，開發(fā)制造急需的大型高效和先進成套技術(shù)裝備。5．在廢紙?zhí)幚磉^程中添加化學(xué)助劑廢紙已是用過的二次纖維，不同于原生纖維，強度偏低，顏色灰暗。但可通過添加化學(xué)助劑彌補，尤其是脫墨過程中更需要助劑來改善質(zhì)量，減輕污染。助劑品種很多，可以根據(jù)不同用途在不同地點加入，為了更好地進行脫墨，有些企業(yè)使用多種表面活性劑復(fù)配而成的脫墨劑，科研部門正在研究生物酶?？傊瘜W(xué)助劑使用范圍廣泛，效果很好，品種有增白、增強、助留、助濾、絮凝、分散、螯合等等?；瘜W(xué)助劑不僅可改善質(zhì)量，還可以減輕污染，對生產(chǎn)很有好處，所以國內(nèi)外造紙企業(yè)都十分重視化學(xué)助劑的開發(fā)應(yīng)用，近年來，國內(nèi)一些企業(yè)、科研單位在開發(fā)應(yīng)用，近年來，國內(nèi)一纛企業(yè)、科研單位在開發(fā)研究、推廣應(yīng)用方面做了大量工作，取得了顯著成果。6．重視廢紙?zhí)幚磉^程中的二次污染雖然廢紙制漿造紙可以減輕污染，但并非說沒有污染，尤其是廢紙在脫墨過程中污染還是比較嚴重的。近年來，我國已從國外引進多套廢紙脫墨污水處理裝置，一般均為氣浮法?；侠砉ご髮W(xué)開發(fā)的絮凝沉淀法，已在廣東、山東造紙企業(yè)中應(yīng)用。白水回收裝置機型很多，使用廣泛，效果很好。7．著手進行“廢紙回收分類標(biāo)準”的編制廢紙是由收集而來的，品種混雜，國外一些先進國家均制定了廢紙回收分燈相關(guān)標(biāo)準，隨著我國社會環(huán)境保護意識的增強，國內(nèi)越來越多的紙廠有用廢紙?zhí)娲糠帜緷{及草漿來生產(chǎn)各種紙張、紙板，以期降低成本，減少污染物的排放，因此，制服定我國的“廢紙回收分類標(biāo)準”已是刻不容緩。經(jīng)國家科技部批準，中國制服漿造紙廠家院將承擔(dān)引項研究。研究費用將使用社會公益天空專項基金，計劃在兩面年內(nèi)完成，上述研究工作已經(jīng)開展。8．加強國內(nèi)廢紙回收、分類和供應(yīng)工作近年來，廢紙分類、回收問題已引起有關(guān)部門重視，北京市將出臺“關(guān)于北京市再生資源回收行業(yè)管理辦法”。上海市1998年進口廢料123萬t，春中廢紙占70%，即進口廢紙86萬t，再加上本地回收廢紙約回收和利用，促進廢紙轉(zhuǎn)化為可用物資，上海市造紙公司組建廢紙回收利用綜合加工廠，這對上海造紙工業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。二、“十五”期間擴大廢紙回收利用的思路與對策1．推進廢紙利用加快發(fā)展造紙工業(yè)“十五”期間我國造紙工業(yè)發(fā)展目標(biāo)是到2005年紙