过氧化氢酶控制剂在废纸浆漂白中的应用

冯好伟，周景蓬，席文艳，李红艳

（华泰集团有限公司，山东东营 257335）

过氧化氢酶控制剂在废纸浆漂白中的应用

冯好伟，周景蓬，席文艳，李红艳

（华泰集团有限公司，山东东营 257335）

使用过氧化氢酶控制剂对漂白用白水进行处理，以提高过氧化氢（H2O2）漂白效率。漂白用白水处理条件为：过氧化氢酶用量为30×10-6体积分数，温度50℃，处理时间30 min。废纸浆漂白条件为：浆浓10%，温度90℃，漂白时间60 min，H2O2用量为20 kg/t，NaOH用量为3 kg/t、Na2SiO3用量为25 kg/t。过氧化氢酶控制剂用于废纸浆漂白，在保证浆料白度的情况下，H2O2用量降低约20%，吨浆综合漂白成本降低约7.5元。

过氧化氢酶控制剂；废纸浆；过氧化氢；漂白

过氧化氢（H2O2）在纸浆及废纸浆生产中的地位非常重要。据估计，目前用于制浆的H2O2用量的60%是用于废纸浆漂白[1]。废纸浆容易形成腐浆而生成好氧微生物，好氧微生物细胞内会产生过氧化氢酶（简称CAT）[2]，催化H2O2分解，从而降低H2O2的漂白效率[3]。因此使用过氧化氢酶控制剂来控制细菌含量，从而减少H2O2的无效分解，以提高漂白效率。

本文利用经过氧化氢酶控制剂处理后的1号多盘浓白水、2号多盘浓白水稀释浆料进行H2O2漂白，通过对比分析漂白前、后浆料白度、细菌含量等，以确定过氧化氢酶控制剂对废纸浆H2O2漂白的效果。

1 实验

1.1 原料及仪器

白水：取自脱墨车间1号多盘浓白水、2号多盘浓白水。浆料：取自脱墨车间漂前浆料。漂白化学品：H2O2（质量分数27.5%），Na2SiO3（35°Bé），NaOH（质量分数30%）；均取自脱墨车间。螯合剂二乙烯三胺五乙酸（DTPA）。过氧化氢酶控制剂（CCA），由国外某公司提供，型号为A。

仪器有恒温水浴锅、抄片器、ELREPHO型白度仪和恒温培养箱等。

1.2 实验方法

1.2.1 漂白用水处理条件

分别取1号多盘、2号多盘的白水各3份于200mL烧杯中（试样1～6号），按表1用量顺次加入DTPA（质量分数1%）、CCA（质量分数1%），并将上述试样置于50℃的恒温水浴锅中处理30 min。

表1 漂白白水处理化学品用量φ/10-6

将经上述处理后漂白用水（试样1～6号）用于下述实验。

1.2.2 浆料漂白条件

称取漂前绝干浆料20 g置于聚乙烯袋中，用处理过的白水稀释成10%的浓度，置于90℃的恒温水浴锅中。按表2用量向浆料中依次加入NaOH、Na2SiO3和H2O2进行漂白，漂白时间为60 min。漂白过程中每隔20 min揉搓1次浆料，以确保漂白的均匀性。

表2 浆料漂白工艺kg/t

1.2.3 漂白前、后白水中细菌含量检测

用专门取样器移取1 mL待测白水试样，用经高温高压灭活的盛有蒸馏水的试管将该白水稀释1 000 000倍，移取1 mL稀释后的试样滴在3M试片中央，压片，放入生化培养箱中（温度36.5℃）培养48 h，培养后的细菌吞噬3M试样上的营养而变红，数出红点数乘以稀释倍数，即为1 mL试样中的细菌数，检测结果以CFU/mL表示。

1.2.4 抄片及白度检测

将漂后浆料置于90℃的恒温水浴锅中处理30 min。取处理前后的漂白浆料用国产抄片器抄造定量为60 g/m2的手抄片3张，压榨压力为0.4 MPa、压榨时间5 min，干燥温度100℃、干燥时间5 min。将手抄片放入恒温恒湿实验室[温度为（23±1）℃、湿度为（50±2）%RH]处理24 h。用ELREPHO型白度仪检测经恒温恒湿处理后的纸张白度。

2 结果与讨论

2.1 不同处理条件下白水细菌含量

表3显示了不同处理条件下白水的细菌含量。

表3 白水中细菌含量CFU/mL

由表3可见，没有经过任何处理的白水经H2O2漂白后细菌含量降低，说明H2O2漂白具有杀菌作用。经螯合处理后白水经H2O2漂白后细菌含量与未螯合处理的相当，漂后细菌含量在107CFU/mL左右。过氧化氢酶控制剂处理后白水漂前细菌含量漂约为105CFU/mL远远低于未经过氧化氢酶控制剂处理的白水（约为108CFU/mL），说明过氧化氢酶控制剂杀菌效果较好，可有效控制细菌含量。

2.2 不同处理条件下浆料白度

表4显示了不同处理条件下浆料的白度。

表4 漂后浆料白度

由表4可以看出，对于同一白水，经过氧化氢酶处理漂后浆料白度比空白提高0.7%～0.9%ISO，说明过氧化氢酶控制剂能提高H2O2的漂白效率。对于1号多盘白水，使用螯合剂处理的白水漂后浆料白度与空白浆料相当、使用过氧化氢酶控制剂处理后白水漂后浆料白度比空白提高约0.7%ISO；对于2号多盘白水，使用螯合剂处理白水、过氧化氢酶控制剂处理白水漂后浆料比空白浆料提高约0.9%ISO。

由表4还可看出，经90℃、30 min处理浆料返黄程度较小，约0.07%。在相同处理条件下，使用2号多盘白水漂后浆料返黄值比1号多盘白水漂后浆料返黄值小。对于同一白水，经螯合剂、过氧化氢酶控制剂处理后，浆料返黄值比空白低，说明残余H2O2的漂白作用使热返黄减轻。过氧化氢酶的使用应该可以提高残余H2O2的含量。

3 应用过氧化氢酶控制剂的车间中试

3.1 过氧化氢酶控制剂的添加流程

根据实验室试验结果，确定了过氧化氢酶添加流程，见图1。

图1 过氧化氢酶控制剂的添加流程图

过氧化氢酶控制剂主要在脱墨第一、第二循环水中加入，以达到大幅度降低脱墨系统中细菌的活性和控制过氧化氢酶的繁殖速度，保证漂白塔出浆有一定量的残余H2O2，最终降低H2O2用量，稳定浆料白度、降低生产成本。

3.2 过氧化氢酶控制剂应用效果

使用过氧化氢酶控制剂后，漂白塔及1号白水池、2号白水池细菌含量都大幅度下降，从根本上解决了产生过氧化氢酶的根源。漂白塔H2O2用量由原来的90 kg/t（浆）降低到60 kg/t（浆），H2O2分解速率也明显降低。出漂白塔浆料中残余H2O2含量由原来的0×10-6提高到30×10-6～40×10-6，避免了浆料返黄现象的发生，确保浆料白度的稳定。脱墨浆白度稳定，且呈上升趋势，实现了稳定提高质量的目标。总之过氧化氢酶控制剂在废纸脱墨浆漂白过程中取得了良好的效果。

3.3 经济效益分析

表5为使用过氧化氢酶控制剂前、后的经济效益分析表（H2O2单价为1.03元/kg，过氧化氢酶控制剂单价为109元/kg）。

表5 经济效益分析表

由表5可见，在加入过氧化氢酶控制剂0.12 kg/t后，H2O2用量由原来的90 kg/t降低到70 kg/t，吨浆综合漂白成本可降低7.52元。

4 结论

（1）过氧化氢酶控制剂杀菌能力较强，能将漂前白水细菌含量控制在105CFU/mL左右；过氧化氢酶控制剂能提高H2O2的漂白效率，浆料白度可提高0.7%～0.9%ISO；过氧化氢酶控制剂可提高残余H2O2含量，减轻浆料返黄现象。

（2）过氧化氢酶控制剂用于废纸浆漂白，可明显降低细菌含量，从根本上减少过氧化氢酶的产生，提高了H2O2漂白效率，降低了H2O2用量。在保证浆料白度的情况下，使用0.12 kg/t（浆）的过氧化氢酶控制剂，吨浆综合漂白成本可降低约7.5元。

［1］王海松.废纸浆漂白技术［J］.国际造纸，2003，22（3）：8-14.

［2］王明星.纺织用碱性耐热过氧化氢酶的微生物法生产及保存稳定性的研究［D］.无锡：江南大学，2005.

［3］陈元.废纸浆漂白过程中过氧化氢的生物降解研究［D］.南宁：广西大学，2008.

Application of Catalase Control Agent in Waste Paper Pulp Bleaching

FENG Hao-wei，ZHOU Jing-peng，XI Wen-yan，LI Hong-yan
（Huatai Group Co.，Ltd.，Dongying 257335，China）

In order to improve the efficiency of hydrogen peroxide bleaching，catalase control agent was used to treat white water for bleaching.Treatment conditions for white water used for bleaching were as follows：catalase dosage 30 ppm，temperature 50℃and treating time 30 min.Waste paper pulp bleaching conditions were as follows：the pulp consistency 10%，temperature 90℃，bleaching time 60 min，H2O2dosage 20 kg/t，NaOH dosage 3 kg/t and Na2SiO3dosage 25 kg/t.Addition of catalase control agent in bleaching progress，in which case the bleached pulp brightness is desirable，would reduce the comprehensive cost per ton bleached pulp for about 7.5¥by reducing about 20% consumption of hydrogen peroxide.

catalase control agent；waste paper pulp；hydrogen peroxide；bleaching

TS727+.2

A

1007-2225（2014）02-0027-03

冯好伟先生（1984-），助理工程师；研究方向：造纸化学品；电话：0546-7798857；E-mail：skyhawk123 @126.com。

2014-01-13（修回）

本文文献格式：冯好伟，周景蓬，席文艳，等.过氧化氢酶控制剂在废纸浆漂白中的应用[J].造纸化学品，2014，26（2）：27-29.