木素和纤维素两大物质,相互胶粘一起构成了自然界绝大部分植物体骨架结构,正是由于木素与纤维素的紧密结合,使得植株能够不断生长而不发生纤维素的分散,从而也铸就了木素在自然界的含量略低于纤维素的含量。木素从植物体中溶出困难,造纸工业中利用强酸强碱作用在高温条件下使木素溶出,此时木素以木素-盐的形式存在,再经过酸碱沉淀后,木素固体中含有大量的盐离子难以除去,这不仅影响了木素的得率,而且对木素的改性研究和工业应用增加了很大难度。生物技术被公认为最具环保效应的技术,具有可观的开发价值,且生物技术在制浆黑液中的研究还为数不多,处理黑液效果仍不太理想,所以需要更多更深入的研究和应用实践。本课题以制浆黑液为原料,利用生物处理,研究其在处理后物理化学性质的变化,及在处理过程中可能引起的木素变化,使生物处理能够有效治理黑液对环境的污染能力,和对黑液中可利用资源充分利用,达到资源最大化可靠利用,提升黑液的开发利用价值。黑液物理化学环境复杂,不适合直接进行生物处理,往往需要经过一级处理后,达到一定的条件后才能进行生物处理,这增加了生物处理黑液的难度。研究发现,黑液中主要影响生物菌生长的因素有:高pH、高无机盐含量、重金属离子、单宁和糠醛类,这些都对生物体具有直接的杀害作用。本文中黑曲霉处理黑液的工艺研究表明:pH≦9时黑曲霉生长条件良好,产酸能力较强;无机盐含量≦7%(质量比);黑液负荷比为20%(质量比)。只有在这几个条件同时满足时,才具有黑曲霉对黑液进行处理的外部环境,但是由于黑液中可直接被生物菌利用的营养物质较少,无法满足生菌体正常的生长需要,所以需要补加营养物质:碳源、氮源和铁、镁、磷、钾等离子。本文中黑液经过黑曲霉处理后,物理化学性质发生了很大的变化。黑液pH值降到了 3左右,碳水化合物的去除率达到93.2%,CODcr的去除率达到了 77.7%。木素的分布也产生了重大变化,对比未经生物处理黑液,用稀酸调节pH值降到与生物处理黑液后同等pH值条件,处理前黑液离心沉淀物和清液中木素含量为62.6%和36.8%,经黑曲霉处理后两数值分别达到89.4%和5.6%,这表明黑曲霉改变了木素的沉降性能,有利于木素的提取和纯化,这也为黑曲霉能够有效处理黑液,资源化重复利用提供了依据。黑曲霉处理黑液后,提取木素经过红外光谱和功能基测定,测定结果表明处理后木素中C=O变化明显,非共轭型C=O明显减少,共轭型C=O略有增加。醇羟基、酚羟基含量也有所减少,总体趋势不明显。酯键和愈创木基结构中C-O-C发生断裂,未发现有新的醚键生成。通过对功能基含量测定发现:甲氧基含量减少2.81%,醇羟基含量减少0.31%,竣基含量增加0.15%。