脱墨污泥组分的高效分离与资源化利用

Deinking sludge is the solid waste which generates during the flotation deinking process of wastepaper, and is classified as hazardous. It will cause severe secondary pollution to the surroundings, if not properly treated. Use or treatment of the sludge in an economically feasible way has become a matter of great public concern. Resource utilization, as one of the research topics, is a promising way to solve the secondary pollution problems, and can bring a certain amount of economic benefits. .A novel approach to recycle the deinking sludge for resources is proposed in this project. Efficient separation of organic and inorganic components in the deinking sludge is accomplished through two-step oxidative alkaline degradation and subsequent further separation and purification. During the process, high-value chemicals are produced with inorganic components being recycled as fillers. Integrated utilization of deinking sludge is then achieved. Based on the deep investigation of the oxidative alkaline degradation mechanism of organic components, the separation and purification of main reaction products, as well as the color stripping and refining of inorganic components obtained during degradation, a systematic process will be established for the separation and resource utilization of deinking sludge. Results of this project could be used as practical and theoretical guidance for utilization of the deinking sludge.

脱墨污泥是废纸浆在浮选脱墨过程中形成的固体废渣，属危险废物，如不进行妥善的处理，则会造成严重的二次污染。如何经济合理地处理和利用这些污泥成了人们极为关心的问题。资源化是脱墨污泥处置的研究方向之一，这既能解决二次环境污染的问题，又能产生一定的经济效益。本项目提出了一种新型的脱墨污泥资源化循环利用的思路和方法，通过两步碱性氧化降解反应以及后续的分离提纯过程，将污泥中的有机组分和无机组分高效地分离，既得到了附加值较高的化学品，又可将污泥中的无机组分循环回用到造纸系统中，实现了污泥的资源化综合利用。通过对脱墨污泥中有机组分的碱性氧化降解机理、产物的分离纯化方法、无机组分的精制与脱色等方面的深入研究，提出一套系统的适合脱墨污泥的组分分离及其资源化利用的方法，为脱墨污泥的资源化循环利用提供实践指导和理论支持。

脱墨污泥是废纸浆在浮选脱墨过程中形成的固体废渣，属危险废物，如不进行妥善的处理，则会造成严重的二次污染。如何经济合理地处理和利用这些污泥成了人们极为关心的问题。资源化是脱墨污泥处置的研究方向之一，这既能解决二次环境污染的问题，又能产生一定的经济效益。本项目提出了一种新型的脱墨污泥资源化循环利用的思路和方法，通过两步碱性氧化降解反应以及后续的分离提纯过程，将污泥中的有机组分和无机组分高效地分离，既得到了附加值较高的化学品，又可将污泥中的无机组分循环回用到造纸系统中，实现了污泥的资源化综合利用。项目主要研究了脱墨污泥中有机组分的碱性氧化降解机理、产物的分离纯化方法、无机组分的精制与脱色等内容。研究发现，氧化剂可以在一定程度上促进污泥的碱性氧化降解反应，但效果不太明显。降解产生的主要挥发性酸有甲酸、乙酸、丙烯酸、丙酸、乳酸、羟基乙酸、乙酰丙酸；主要的非挥发性酸有异丁酸、丁酸、己酸、2-羟基丙烯酸、2-羟基丙酸、2-羟基丁酸。挥发性酸与非挥发性酸的比例大约3:1。脱墨污泥的转化率约为70—75%。揭示了脱墨污泥中两类有机组分（纤维性的和非纤维性的）在碱性条件下不同氧化体系（氧气、过氧化氢、 NaClO）中的降解机理。成功研制一套实验室用双极膜电渗析设备，用于氧化降解产物分离。实验产生的主要挥发性酸（如甲酸、乙酸、丙烯酸、丙酸）和非挥发性酸（2，羟基丙烯酸、2，羟基丙酸）可以实现有效地分离。实验发现，构建的电渗析设备可以将降解产物分离成有机酸和无机碱部分。无机碱回用到降解系统中，循环利用。有机酸部分需进一步通过柱分离进行纯化，得到多种有机羧酸类物质。