非木材纤维原料纸浆漂白面临的挑战

出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》第687页(1845字)

非木材纤维原料纸浆的漂白,目前主要是采用次氯酸盐漂。有些大、中型草浆厂也有采用C-E-H三段漂的。

现在已经明确,氯化和碱处理阶段有二噁产生。二噁是几十种有机氯化物的总称。其中有剧毒的两种有机氯化物叫2、3、7、8-TCDD(2,3,7,8-四氯二苯-对、二噁)和2,3,7,8- TCDF(2,3,7,8-四氯二苯呋喃)。

这两种剧毒物质是在漂白过程中,由于木质素苯环被氯化而形成的四种有机氯化物进一步反应而产生的。这四种有机氯化物是氯酚、氯代愈创木酚、氯代邻苯二酚和氯苯。

它们形成的过程举例如下:

这四种有机氯化物在氯化和碱处理过程中进一步形成二噁(2,3,7,8-TCDD)的过程举例如下:在氯化过程中的形成过程举例:

在碱处理过程中的形成过程举例:

由此可见,在纸浆氯化和碱处理过程中,纸浆中残留的木质素会形成有剧毒的有机氯化物2,3,7,8-TCDD。由于2,3,7,8-TCDD和2,3,7,8-TCDF的检测比较困难,故过去对它们的认识较少。现在,一些造纸工业发达的国家,纷纷订出规定,控制人体的吸入量。例如,美国食品药物管理局计算得出TCDD的日剂量为0.06pg/kg人体重(1pg=10-12g)时,癌症产生几率为百万分之一。因此,该管理局要求TCDD在水中的浓度应低于0.013ppq(10-15)。

为此,国外已对纸浆氯化和碱处理进行了改进,一般在氯化时采用C1O2代替部分氯进行氯化,可以减少氯化时二噁的产生。同时,碱处理时通氧或加过氧化氢,企图减少碱处理时二噁的产生。在国内,一些新建的大浆厂,如广东省广宁竹浆厂、广东省雷州桉树制浆造纸厂都采用了上述少毒的氯化、碱处理方案。但是,一些原有的C-E-H三段漂系统还没有把减少氯化和碱处理阶段的有毒物质摆到议事日程上,这是需要引起重视的。

除此以外,现在也已经明确的是次氯酸盐漂白时会产生致癌物质三氯甲烷。三氯甲烷的产生,在氯化和碱处理时也有发生,但其量不及次氯酸漂时为多。据测定,其相互间的比例可参考测定数据(见表9-4-1)。

表9-4-1 C-E-H三段漂各段废水中三氯甲烷含量

注:a-有效氯计;b-NaOH计。

从表9-4-1可以看出,次氯酸盐漂白时产生的三氯甲烷是较多的。国外漂白纸浆,基本上已不用次氯酸盐,所以这个问题在国外造纸工业发达的国家已经不再存在。但是,在我国,情况完全不同。我国所有大、中、小型生产漂白化学浆的纸厂,几乎没有不用次氯酸盐进行漂白的。而且漂白废水也没有进行处理就排放了。为此,对我国纸浆漂白的方案,特别是对草浆漂白的方案需进行慎重的研究。因为木浆的少毒和无毒的漂白方案可以参考国外已经成熟和能实现的方案,但是,对于草浆的漂白,如果不再用次氯酸盐作漂白剂,则将采用什么漂白剂呢?当然,在一些大型草浆厂需要生产高白度纸浆时也可以模仿木浆的漂白方案。但毕竟在经济上是不一定合算的。由于中、低档文化用纸需要草浆的白度不是太高,采用模仿木浆的漂白方案也是不合理、不经济的。因此,需要寻找能代替次氯酸盐漂白既经济又可行的漂白方案。这就需要我们作更大的努力。从目前的实际情况来看,可能要先进行少毒方案的考虑,例如采用少量次氯酸盐加过氧化氢的漂白。然后再进行无毒方案的考虑。也可以研究如何消除次氯酸盐漂白产生的致癌物质三氯甲烷。总之,这个敏感的问题,应当提到议事日程进行全面的研究。预计研究的前景还是乐观的。

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