اثر روش خاکسترزدایی لجن کاغذ بازیافتی بر ترکیبات شیمیایی آن با نگرش پالایش زیستی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی پالایش زیستی،پردیس 1دانشگاه شهیدبهشتی، زیراب، سوادکوه، مازندران، ایران

2 استادیار گروه مهندسی فناوری پالایش زیستی، پردیس 1 دانشگاه شهیدبهشتی، زیراب، سوادکوه، مازندران، ایران

چکیده

لجن کارخانه کاغذ، پسماند جامد متشکل از باقیمانده‌های الیاف و خاکستر تولیدشده از فرایندکاغذسازی و خمیرسازی می‌باشدکه در این تحقیق از کارخانه پارس کاغذ نکا واقع در استان مازندران تهیه و بعنوان ماده‌‌اولیه مورد استفاده قرارگرفت تا پتانسیل آن به منظورتولید محصولات با ارزش افزوده بالاتر بر اساس مفهوم پالایش زیستی مورد ارزیابی قرارگیرد. لجن مذکور پس از تعیین ترکیبات شیمیایی موجود در آن به سه روش با استفاده از هوا، دی‌اکسیدکربن و همزن مورد عملیات خاکستر‌زدائی قرار گرفت. سپس ترکیبات شیمیایی موجود در هر لجن خاکستر‌زدائی شده اندازه‌گیری و با داده‌های قبل از تیمار مذکور مقایسه شد. همچنین اکسیدهای معدنی موجود در خاکستر لجن‌ بازیافتی با استفاده از دستگاه طیف‌ سنجی فلورانس اشعه ایکس (XRF‌‌) مورد ارزیابی قرارگرفت. روشهای خاکسترزدائی با CO2، با همزن و با هوا به ترتیب توانسته‌اند به میزان 4/28، 84/61 و 99/70‌درصد میزان خاکستر لجن را کاهش دهند و متناسب با آن میزان سلولز موجود در آن در روش خاکستر‌زدائی با هوا 120درصد در کنار روش همزن (121%) در مقایسه با روش حباب‌های CO2 (64%) افزایش می‌یابد. همچنین روش‌های خاکسترزدائی در حذف اکسیدهای کلسیم تا 13% موفق عمل نموده و اساساً کارائی این روشها در کاهش اکسیدهای کم مقدار زیادتر می‌باشد. قابل ذکر آنکه بخش عمده خاکستر لجن بازیافتی بیشتر بصورت اکسیدهای کلسیم، سیلیسیم، آلومینیوم و منیزیم می‌باشد. نتایج بررسی ترکیبات آلی و معدنی موجود در لجن کاغذ بازیافتی نشان می‌دهد که روش خاکستر‌زدائی با هوا بیشترین کارائی را در حذف خاکستر دارد که می-تواند به عنوان پیش‌تیمار قبل از انجام کلیه فراوریها و به منظور دستیابی به محصولات با ارزش‌افزوده بالاتر در چهارچوب مفهوم پالایش زیستی مورد استفاده قرارگیرد.

کلیدواژه‌ها


[1] Monte, M.C., Fuente, E., Blanco, A. and Negro, C., 2009. Waste management from pulp and paper production in the European Union. Waste Management, 29(1):293–308.

[2] Lynd, L.R., Lyford, K., South C.R., Van Walsum, G.P. and Levenson, K. 2001. Evaluation of paper sludges for amenability to enzymatic hydrolysis and conversion to ethanol. Tappi Journal, 84(2):50–55. 

[3] Show, K-Y. and Guo, X., 2012. Industrial waste, InTechOpen, 284p.

[4] Asadi khansari, R., Dehghani Firouzabadi, M.R. and Resalati, H., 2017.         The effect of coatings and coating weight by two types of PCC on barrier and optical properties and roughness of paper. Iranian Journal of wood and paper industries, 8(2):283-295. (In Persian).

[5] Kulsuwan, N. and Kongkiattikajorn, J., 2012. Production of Fermentable Sugars from Recycled Paper Sludge for Alcohol Production. International Journal of the Computer, the Internet and Management, 20(3): 57-62.

[6] Scott GM. and Smith A., 1995. Sludge characteristics and disposal alternatives for recycled fibre plants. In: Proceedings of the TAPPI recycling symposium. TAPPI Press, Atlanta, 239–249 p.

 

[7] Méndez A., Fidalgo JM., Guerrero F. and Gascó G., 2009. Characterisation and pyrolysis behaviour of different paper. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 86:66–73.

[8] Bajpai, P., 2015. Management of Pulp and Paper Mill Waste, Springer International Publishing, Switzerland, 208p.

[9] Marques, S., Alves, L., Gírio, F.M., Santos, J. A.L. and Roseiro, J., 2009. Biological Upgrading of Wastes from the Pulp and Paper Industry, NWBC 2009, Helsinki, Finland, September 2–4.

[10] Gonzalez R., 2012. Ethanol production from paper industry sludge examined. Ethanol producer magazine, 5: 1-3.

[11] Kang, L., Wang, W., Pallapolu, R. and Lee,Y., 2011. Ethanol from paper sludge. BioResources,6(4), 3791-3808.

[12] Ioelovich, M ., 2014. Waste Paper as Promising Feedstock for Production of Biofuel. Journal of Scientific Research & Reports, 3(7): 905-916.

[13] Lee, S. M., Koo, Y. M. and Lin, J., 2004. Production of lactic acid from paper sludge by simultaneous saccharification and fermentation. Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, 87: 173-194.

[14] Bierman, C. J., 1996. Handbook of pulping and papermaking. 2nd ed, Academic Press, San Diego, 754p.

[15] Achternbosch, M., Bräutigam, K.R., Hartlieb, N., Kupsch, C., Richers, U. and Stemmerman. P., 2005. Impact of the use of waste on trace element concentrations in cement and concrete. Waste Management & Research, 23: 328–337.

[16] Ahmad, S., Iqbal Malik, M., Bashir Wani, M. and Ahmad, R., 2013. Study of concrete involving use of waste paper sludge ash as partial replacement of cement. IOSR Journal of Engineering, 3(11):6–15

[17] Dunster, A. M., 2007. Characterisation of Mineral Wastes, Resources and Processing technologies –Integrated waste management for the production of construction material, case study: Paper sludge and paper sludge ash in Portland cement manufacture, WRT 177 / WR0115: 1-8.

[18] Hamzeh, Y., Mirzaei, B., Ashori, A., Doosthoseini, K., Rashedi,K. and Olfat, A., 2011. Chemical composition of the paper making solid wastes. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 26 (2): 281-290. (In Persian).