輕工固體廢棄物纖維性廢料再利用及資源化的研究.pdf

1、皮革固體廢棄物和造紙污泥是皮革行業(yè)和造紙行業(yè)中所面臨的重大問(wèn)題，皮革廢棄物和造紙污泥都是可再利用的資源。本課題通過(guò)對(duì)皮革膠原纖維和造紙植物纖維性質(zhì)的全面分析，以及兩者成紙反應(yīng)機(jī)理的研究，有針對(duì)性的對(duì)膠原纖維進(jìn)行處理，僅將皮革膠原纖維適當(dāng)?shù)姆稚?，有效降低在提取和分散纖維時(shí)采用的各種化學(xué)藥品的用量，減輕對(duì)環(huán)境造成的二次污染。為了避免膠原纖維與植物纖維混合抄紙勻度不佳，平滑度差的問(wèn)題，擬采用膠原纖維和細(xì)小纖維含量較高的造紙污泥(主要是一段污泥

2、和脫墨污泥)混合抄造的方式，抄造高強(qiáng)瓦楞原紙，在節(jié)約植物纖維資源的同時(shí)，也可以提高瓦楞紙的各種強(qiáng)度指標(biāo)。本課題對(duì)不同性能纖維廢料配合抄造紙張的方法及成紙的性能及不同纖維廢料相關(guān)的結(jié)合機(jī)理進(jìn)行了研究。預(yù)期的研究成果對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)瓦楞原紙?jiān)牧蟻?lái)源的開(kāi)發(fā)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 皮革屑通過(guò)堿-機(jī)械的方法處理得到分散性好的膠原纖維，最佳的處理?xiàng)l件是：預(yù)處理的溫度是30℃、預(yù)處理時(shí)間為1.5h、氧化鎂用量是9％、打漿轉(zhuǎn)數(shù)是5000R。通

3、過(guò)堿-機(jī)械法處理的膠原纖維得率比較高。
　　 皮革屑利用過(guò)氧化氫對(duì)其進(jìn)行脫鉻處理，將膠原纖維和鉻分離開(kāi)，得到膠原纖維，后將膠原纖維進(jìn)行PFI機(jī)械磨漿，這樣可以大大縮短處理的時(shí)間。氧化-機(jī)械法處理皮革屑的較佳工藝條件是：皮革屑經(jīng)氧化劑H2O2:NaOH:皮屑：水=1:1:4:60，預(yù)處理后再進(jìn)行機(jī)械磨漿。PFI打漿轉(zhuǎn)數(shù)為5000R。
　　 通過(guò)纖維質(zhì)量分析儀測(cè)定堿-機(jī)械法和氧化-機(jī)械法處理的膠原纖維的長(zhǎng)度，堿-機(jī)械法處理的

4、膠原纖維長(zhǎng)度為：數(shù)均長(zhǎng)度0.325mm；重均長(zhǎng)度0.436mm；雙重均長(zhǎng)度0.639mm。氧化-機(jī)械法處理的膠原纖維長(zhǎng)度為：數(shù)均長(zhǎng)度0.437mm；重均長(zhǎng)度0.582mm；雙重均長(zhǎng)度0.758mm。兩種方法處理的膠原纖維主要以細(xì)小纖維的形式存在。
　　 膠原纖維與植物纖維以不同的比例混合，膠原纖維的加入可以明顯的提高混合漿料的Zeta電位值，可以充分的提高纖維的留著率，改善紙張的抄造性能。但由于膠原纖維是細(xì)小纖維，會(huì)使得混合漿料

5、的濾水性下降。
　　 造紙污泥(一沉池污泥)中含有許多短小纖維、填料和灰分等。通過(guò)對(duì)污泥的特性進(jìn)行分析得到：污泥的含水率是79.6％，pH值是6.8，干污泥中有機(jī)物的含量是87.8％，灰分含量是12.2％，干污泥中纖維含量是69.6％。由以上特性測(cè)定我們得知，污泥基本上呈中性，污泥的含水率較大，污泥中的有機(jī)物含量較大，有機(jī)物中的主要成分是粗纖維。污泥中纖維含量多，但是質(zhì)量差，基本上都是短纖維，其中66.8％纖維長(zhǎng)度都在0.20m

6、m以下。造紙污泥中元素C、H的含量比較大，其主要來(lái)源于污泥中纖維素的分解。
　　 膠原纖維與植物纖維漿料混合后，混合抄造的紙張其各項(xiàng)物理性能都隨著膠原纖維添加量的增大，呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)。堿-機(jī)械法處理得到的膠原纖維與植物纖維混合，當(dāng)膠原纖維的添加量達(dá)到20％的時(shí)候，混合抄造的紙張其各個(gè)物理性能達(dá)到最佳，另外膠原纖維的添加量為20％的時(shí)候，混合抄造的紙張勻度相比最好。氧化-機(jī)械法處理得到的膠原纖維與植物纖維混合后，當(dāng)膠原纖

7、維的添加量達(dá)到30％的時(shí)候，紙張的各個(gè)物理性能達(dá)到最佳，另外膠原纖維的添加量為30％的時(shí)候，混合抄造的紙張其勻度相比最好。但是氧化-機(jī)械法處理的膠原纖維以不同的量添加到植物纖維中，紙張的各項(xiàng)物理性能都比堿-機(jī)械法處理的膠原纖維成紙的性能好。
　　 污泥以不同的量添加到植物纖維中，混合抄造的紙張其物理性能隨著污泥的添加量的增大，呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。污泥的添加量小于30％時(shí)，各項(xiàng)物理指標(biāo)下降緩慢，污泥量超過(guò)30％時(shí)，紙張的各項(xiàng)物理指標(biāo)

8、下降很快。
　　 本課題是在沒(méi)有添加任何增強(qiáng)助劑的情況下，膠原纖維、造紙污泥與植物纖維以不同的比例混合抄造紙張，當(dāng)膠原纖維的量占40％，污泥的量和針葉木漿的量分別占30％的時(shí)候，混合抄造的紙張緊度、環(huán)壓指數(shù)和裂斷長(zhǎng)都達(dá)到最大，其值至少都能達(dá)到瓦楞原紙的國(guó)家B級(jí)指標(biāo)。
　　 通過(guò)對(duì)皮革固體廢棄物和造紙污泥特性的研究，以及將膠原纖維和造紙污泥混合抄造瓦楞原紙的研究，不僅可以對(duì)固體廢棄物的資源化再利用，而且可以彌補(bǔ)瓦楞原紙生產(chǎn)