碱法制浆黑液膜分离

碱法制浆是一种应用碱性溶液蒸煮植物纤维原料的化学制浆方法。包括硫酸盐法、烧碱法、石灰法、氧碱法和氨法制浆。后三种方法的应用较少，故碱法制浆通常是指前两种。
硫酸盐法制浆：蒸煮液的有效成分是氢氧化钠（烧碱）和硫化钠，但因用硫酸钠补充硫化钠在生产过程中的损失，故被称为硫酸盐法。硫酸盐未漂浆曾称作牛皮浆，其漂白浆则称为硫酸盐浆，通常统称为硫酸盐浆。
硫酸盐法为德国的C.F.达尔在1884年所发明。美国在1928～1934年首先实现了对其蒸煮废液进行碱回收的工业化。此后由于散装货物改为分装需用大量的包装纸类，结果使硫酸盐法迅速发展起来。1946年二氧化氯漂白技术的出现，克服了硫酸盐浆不能漂白到高白度的困难，更加推动了本法的发展。
硫酸盐法制浆过程：原料首先经备料(剥皮、除杂并切成料片)，然后用蒸煮液蒸煮成为粗浆。木材原料蒸煮温度约160～180℃，时间约2～4小时。主要是依靠蒸煮液中的OH^-、SH^-将连接木素大分子间的一些键断开，使木素溶解而从纤维细胞壁和胞间层中脱除出来。料片经脱木素后即分散成为纤维状态。Na₂S分解生成的 HS^-和S^2-在碱液中能加速脱木素的作用和缓和强碱对纤维素的破坏作用。

在蒸煮中还有少量纤维素和一部分半纤维素与碱发生剥皮反应和碱水解作用而溶解损失掉。粗浆经洗涤去除蒸煮废液，并经筛选除杂以除去所含有的木节、纤维束片和尘沙成为细浆。废液则由碱回收系统制成蒸煮液，重复使用。木材中所含有的松香酸酯和脂肪酸酯，在蒸煮过程中形成钠皂，在碱回收系统的蒸发过程中可以分离出来一种树脂酸和脂肪酸的混合物称为粗硫酸盐皂的副产品，并可加工成塔罗油。针叶木材中的松节油在蒸煮时挥发成气体，可以分离收集作为一种副产品。
草类的组织较木材疏松，木素的含量较少并较易脱除。草类的蒸煮,在草片被蒸煮液均匀浸透的条件下,蒸煮的温度较低，时间较短。
硫酸盐法具有以下优点：①蒸煮废液中的化学药品和热能的回收系统即碱回收的技术完善，使工艺过程中产生的环境污染物得到有效处理并降低了物料及能源的消耗；②所得纸浆的机械强度优良；③适用于几乎各种植物纤维原料，因而在工业上得到了最为广泛的应用。
烧碱法制浆：工艺过程与硫酸盐法基本相同，但使用烧碱溶液进行蒸煮，并且在碱回收系统中以碳酸钠或烧碱来补充生产过程中碱的损失。本法常用以蒸煮阔叶木和非木材植物纤维原料，所得纸浆的质量接近硫酸盐浆。
在烧碱蒸煮液中加入相当于纤维原料重量 0.05 ～0.1％的蒽醌,能阻碍有害的纤维素及半纤维素的剥皮反应和加速脱木素作用的进行，称为碱蒽醌法制浆。近来常采用本法来代替传统的烧碱法。
从碱法制浆蒸煮废液中回收化学品和热能是碱法制浆的一个重要组成部分，具有重要的经济意义和控制污染的作用。

全球每年约有1亿t的植物骨架用于造纸。木质素在高温下，经过化学制浆等各种过程，其结构发生了变化，网状大分子低分子化，并有部分木质素缩合物形成，呈大小不同的碎片溶出，同时溶解的还有半纤维素等，成为制浆废液的主要成分。
造纸废水总量约占工业废水总量的10％，COD占30％左右，污染严重，危害极大。国外制浆、造纸企业数量共有4000多家，制浆厂规模一般年产在17万t以上，造纸厂规模也年产在十几万t以上，这样有利于废液的集中处理；而我国造纸企业有1万多家，年产1万t以上的制浆、造纸企业只占企业总数的10％左右 ，绝大部分为小型企业，由于造纸废液处理能力有限，已成为污染环境的大户，曾经一段时间，一个造纸厂污染一条江河，成为中国造纸污染的写真。基于环境的压力，必须对制浆造纸废液进行综合治理，而治理的重点在于回收废液中的木质素，并把木质素作为一种资源进行高效利用，这样才有利于提高造纸企业对废液治理积极性。目前，国内外主要采用的制浆造纸废液的治理与回收技术主要有两条途径，一是碱回收，二是木质素提取。碱回收技术是将碱法制浆的黑液浓缩到一定浓度后进行燃烧，既可消除黑液的污染，又可回收热量与烧碱。目前，在造纸工业发达的国家，碱回收率达到90％~95％。能源的回收和利用可满足工厂所需能源的45％~55％。我国造纸工业原料以草料为主，占60％，碱法革浆厂利用碱回收技术有一定的技术问题，这些问题主要是草浆黑液黏度大，黑液提取和蒸发比木浆黑液困难，草浆黑液中含硅量较高，使碱回收系统的蒸发燃烧和苛化都受到不利影响。目前，我国造纸厂的平均碱回收率约20％，其中木浆厂的回收率达到77.5％。碱回收技术主要的出发点是减少制浆造纸黑液对环境的污染，仅把木质素作为一种低值的燃料燃烧掉，而回收的烧碱又是一种低值产品，从木质素资源利用的角度来看，只是一种低值利用。碱回收技术的另一个局限性是不能用于酸法制浆的废液治理。无论是碱法制浆还是酸法制浆，提取出来的木质素统称为工业木质素。
(1)木质素磺酸盐主要来自传统的亚硫酸法制浆和其他改性的亚硫酸盐制浆过程。在亚硫酸盐制浆过程中，亚硫酸盐离子取代苯基丙烷侧链上的官能团，引进了磺酸基而使木质素溶解，大部分的纤维素没有变化，分离出来用于造纸和其他纤维制品。同时，还有半纤维素和少量的纤维被溶解而形成单糖和其他水溶性物质混在溶液中，一般称其为亚硫酸纸浆废液。用生物发酵方法处理废液，可提取酒精，经石灰乳中和、过滤、喷雾干燥而制得木质素磺酸盐产品。木质素在亚硫酸盐蒸煮中，主要发生了磺化、降解和聚合反应。酸性木质素由于含有磺酸基，一般又称为木质素磺酸盐，具有较广的用途。

(2)碱木质素来自烧碱法或硫酸盐化学制浆过程。

碱木质素化学改性的目的是提高它的水溶性及表面活性，通常有三种改性方法：(1)碱木质素经磺化可使之转化成为木质素磺酸盐阴离子表面活性剂，这种木质素磺酸盐的性质与从亚硫酸盐废液中得到的相似；(2)碱木质素经胺化，获得阳离子表面活性剂；(3)碱木质素与乙烯基单体或环氧乙烷接枝共聚，获得非离子表面活性剂。其中磺化碱木质素的改性工艺简单，在工业中得到较多应用。

木质素提取膜分离工艺

经纳滤膜处理过的黑液，COD去除率达到60%~65%，BOD5去除率达到80%以上，黑液中木质素提取率达到80%~85%。