随着国家和各地造纸行业相关排放标准日益严格以及造纸末端治理技术的进步,造纸行业的清洁生产和污染防治取得了明显进步。但是,随着国家生态文明建设战略的深入实施,对行业超低排放的要求越来越高,作为水污染产生量最大的化学法制浆,必须进一步削减漂白过程的废水量,降低污染负荷。而目前采用的无元素氯（ECF）和全无氯（TCF）漂白工艺难以同时达到纸浆高白度、低污染排放和低漂白成本的要求。国外的研究证实含臭氧漂白的轻ECF漂白在产品质量、废水排放和漂白成本方面有诸多优势,而国内尚未有臭氧漂白成功应用的案例。本研究以桉木板皮浆为原料,结合国内化学法制浆基本采用中浓漂白的特点,在常规中浓二氧化氯漂白前增加一段中浓臭氧漂白,探讨了中浓臭氧漂白和后续二氧化氯漂白工艺及其对漂后纸浆性能和废水指标的影响。本项目的研究,可以对臭氧漂白技术的工程化及含臭氧漂白的轻ECF漂白的实际应用提供工艺参考和理论指导。论文主要从以下四个方面展开研究:1、自行设计压力臭氧漂白实验平台,在实验室条件下模仿实际生产条件,对中浓桉木板皮浆进行带压臭氧漂白,探讨了反应温度、漂白时间、酸用量、臭氧浓度等因素对纸浆粘度、卡伯值和白度的影响。实验结果表明:在带压条件下,各漂白工艺条件对漂后的纸浆性能均有明显影响;其中臭氧浓度对纸浆性能的影响最大。桉木板皮浆的最佳臭氧漂白工艺为:硫酸用量3%,臭氧浓度3 wt%,反应时间3 min,温度室温,最终得到的桉木板皮浆白度为41.81%ISO,卡伯值为10.55,黏度为563.29 m L/g,臭氧漂白废水COD为406.41 mg/L。2、以最佳臭氧漂白条件下得到的浆料为原料,进行后续中浓二氧化氯漂白工的研究。先通过单因素实验,研究了Cl O₂用量、温度、反应时间对纸浆性能的影响,确立了较优条件;在此基础上,采用三因素五水平中心组合实验设计方法（CCD）,建立了纸浆卡伯值、白度与Cl O₂用量、温度、反应时间之间的数学模型。实验结果表明,三个因素对卡伯值和白度的影响程度由大到小排列为:Cl O₂用量>时间>温度;用CCD法拟合方程模型优化得到的二氧化氯漂白工艺参数为:反应时间47 min、漂白温度71℃、Cl O₂用量1.8%,在此工艺条件下做验证实验得到纸浆性质为白度61.0%ISO,卡伯值2.8,与预测值基本吻合。3、考察了两段漂白工艺对废水中p H、COD、AOX的影响。结果显示,漂白时间和二氧化氯用量对废水的p H、COD、AOX均有显著影响;漂白温度对废水p H和COD的影响很小,对废水的AOX有显著影响。研究发现,可以通过改变工艺参数,达到控制漂白废水中有害物质排放的目的。4、利用多种分析检测手段对漂白前后纸浆的形态、微观结构和官能团的变化进行研究。结果表明,随着漂白的进行,纸浆纤维的长宽变化很小,纸浆纤维表面越来越粗糙,纸浆纤维的结晶度变化很小,纸浆中官能团的组成并无明显变化。