ارزیابی زیست محیطی و مقاومتی خمیرکاغذ بازیافتی رنگ‌بری شده با هیدروکسید کلسیم

این پژوهش با هدف بررسی تاثیر استفاده از سطوح مختلف مصرف هیدروکسید کلسیم (به عنوان منبع قلیای جایگزین هیدروکسید سدیم) در سیستم رنگ‌بری (پروکسید هیدروژن) خمیرکاغذ بازیافتی بر ویژگی‌های مقاومتی کاغذ و cod پساب رنگ‌بری‌ انجام گرفت. مخلوط خمیرکاغذ 70 درصد روزنامه و 30 درصد مجله بازیافتی با استفاده از سیستم متداول شیمیایی مرکب‌زدایی و در ادامه با استفاده از سیستم متداول پروکسید هیدروژن تحت شرایط مشخص فرآیندی رنگ‌بری شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که استفاده از هیدروکسید کلسیم در سیستم رنگ‌بری با پروکسید هیدروژن به‌طور نسبی در تقویت ویژگی‌های مقاومتی کاغذ موثر بوده به‌طوری که در سطح مصرف 2-4 درصد هیدروکسید کلسیم، کاهش قابل ملاحظه‌ای در ویژگی‌های مقاومتی مشاهده نشده است. از طرف دیگر با افزایش میزان مصرف هیدروکسید کلسیم به بیش از 4 درصد، ویژگی‌های مقاومتی کاغذ در مقایسه با نمونه شاهد (سیستم رنگ‌بری شامل ماده قلیایی هیدروکسید سدیم) به‌طور نسبی ‌افزایش یافتند. حداکثر مقادیر شاخص‌های مقاومت به کشش (nm/g 35/64) و مقاومت به ترکیدن (kpa.m^2/g 2/98) در تیمار آزمایشی c5 (10 درصد هیدروکسید کلسیم) و حداکثر شاخص مقاومت به پارگی (mn.m^2/g 6/88) کاغذ نیز در تیمار آزمایشی c1 (دو درصد هیدروکسید کلسیم) مشاهده شد. با حذف کامل هیدروکسید سدیم و جایگزینی هیدروکسید کلسیم در رنگ‌بری با پروکسید هیدروژن، میزان cod پساب بسیار کمتر از نمونه شاهد بوده است به‌طوری که با افزایش میزان مصرف هیدروکسید کلسیم از 2 درصد به 10 درصد، همچنان میزان cod پساب نسبت به نمونه شاهد کمتر می‌باشد. همچنین نتایج ارزیابی میزان رسوب در نمونه تیمار آزمایشی شامل 2 درصد هیدروکسید کلسیم در مقایسه با نمونه شاهد بیانگر آن بوده که میزان رسوب در پساب خروجی رنگ‌بری با استفاده از 2 درصد هیدروکسید کلسیم به میزان mg/ml 145/24 و در نمونه شاهد نیز به میزان mg/ml 32/87 به‌دست آمد. به طورکلی نتایج این پژوهش نشان داد که از نظر بهبود ویژگی های مقاومتی و کاهش cod پساب، استفاده از هیدروکسید کلسیم به جای هیدروکسید سدیم در سیستم رنگ بری با پروکسید می تواند به عنوان یک عامل قلیای جایگزین مورد توجه قرار گیرد. اما امروزه تشکیل رسوب ها یکی از عوامل محدودکننده کارایی ماشین کاغذ محسوب می شود لذا کنترل و مدیریت رسوب زیاد احتمالی در صورتاستفاده از مقادیر زیاد هیدروکسید کلسیم در سیستم رنگ بری باید بیشتر مورد توجه و بررسی قرار گیرد.

Environmental and strength properties evaluation of bleached recycled pulp with calcium hydroxide

The aim of the current study was to investigate the effect of using different charges of calcium hydroxide (as an alternative alkali source for sodium hydroxide) in hydrogen peroxide bleaching system of recycled pulp on paper strength properties and chemical oxygen demand (COD) of wastewater. The pulp mixture including recycled 70% newspaper and 30% magazine was deinked using a conventional (chemical) system and then bleached using a conventional hydrogen peroxide system under specified process conditions. The results indicated that the use of calcium hydroxide was relatively effective in enhancing the paper strength properties so that at the usage range of 24% calcium hydroxide, no significant reduction was observed in strength properties. On the other hand, with increasing the charge of calcium hydroxide to more than 4%, the strength properties of the paper increased relatively compared to the control sample (conventional peroxide bleaching system including sodium hydroxide alkali). Maximum values of tensile (35.64 Nm/g) and burst (2.98 kPa.m2g1) indices were determined in experimental run C5 (10% calcium hydroxide) and maximum tear index (6.88 mN. m2g1) was observed in experimental run C1 (2% calcium hydroxide). The amount of wastewater COD was much less than the control sample when sodium hydroxide was removed completely and replaced by calcium hydroxide in hydrogen peroxide bleaching, so that with increasing calcium hydroxide usage from 2% to 10%, the wastewater COD amount was still less than the control sample. Also, the results of the evaluation of the scale amount in the experimental run included 2% calcium hydroxide in comparison with the control sample indicated that the amount of scale in the bleaching wastewater was 145.24 mg/ml with 2% calcium hydroxide and in the control sample was obtained 32.87 mg/ml.