化学机械浆黑液碱回收处理及反应机制研究
发布时间：2021-06-09 23:02
本研究以化学机械浆黑液为原料,分析其黑液特性,针对其特性采用钙化沉淀法进行碱回收处理,通过直接回收碱化液循环蒸煮制浆工艺生产桉木化学机械浆,探讨其制备纸张的成纸性能。并建立了制浆厂废水回用的水流量模型,对其进行模拟运算与分析。通过直接向黑液加入氧化钙,使它们发生钙化反应,生成氢氧化钠溶液和混合沉淀,从而实现碱回收,并获得木质素钙等新材料,并探讨相关反应机理。得出以下结论:（1）对化学机械浆制浆黑液的污染特性进行分析,表明化学机械浆制浆黑液的固形物含量与化学浆相比较低,含水量大,采用传统燃烧法进行碱回收处理能耗大且浪费资源。根据元素组成分析,黑液中有机物质含量高,钠元素含量高,表明着可对其进行碱回收处理。结合红外光谱可知,黑液有机物结构中含有如苯环、羰基、羟基等官能团;同时存在有机物包括芳香族化合物、醇类和酚类等,成分较复杂。（2）探索化机浆黑液与氧化钙反应的碱回收新工艺,考虑到黑液浓度、氧化钙用量和反应时间对钙化反应的影响,参考单因素实验结果采用Design-Expert软件拟合出正交实验方案,并对其结果进行极差分析。得到的最优工艺条件为:黑液浓度2.0%、氧化钙用量2.5 g,反应时...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
酸析法分离木质素Fig.1-1Separationofligninbyacidchromatography
广西大学硕士学位论文化学机械浆黑液碱回收处理及废水循环利用研究7品也没有达到产业化，所以发展前景也是一大亟待解决的问题[45]。1.3.4膜分离技术膜是一种具有选择性分离功能的材料，膜分离技术是利用膜的分离功能而生成的一种高效的治理废水单元的操作技术，现已受到越来越多的关注。膜分离技术的基本原理是利用膜的选择性，使流经薄膜表面的不同粒径或分子量的微粒，在膜的作用下产生分离，其中溶剂和部分低分子物质透过薄膜，大分子的物质被截留，使料液分离、纯化、浓缩的方法，如图1-2[57]。根据膜孔径得不同或截留分子量的差异，可以将其分为不同膜种类，常用的膜分离方法有微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）等[58]。图1-2膜分离原理示意图Fig.1-2Schematicdiagramofmembraneseparationprinciple李友明[59]等采用以聚丙烯睛（PAN）膜为基膜，制备正电荷纳滤膜。探讨了该纳滤膜对化机浆混合废水的纳滤效果。提高透过液的生物可处理性，使截留液满足碱回收要求。纪海红[58]采用两种不同截留分子量的工业成品超滤膜组件处理制浆废水，截留分子量为6k超滤膜处理BCTMP制浆废水和漂白废水，COD去除率分别可达到58.63%和54.59%，截留率分别为40.30%和40.74%。采用截留分子量为20k超滤膜处理，则COD去除率分别可达到43.57%和35.44%，截留率分别为29.63%和27.16%。结果表明，截留分子量为20k的膜较适合于处理制浆废水，而截留分子量为6k的膜容易污堵，电耗较高，经过超滤处理后的废水可生化性能够得到明显的改善。陈俐[60]提出采用无机陶瓷超滤膜工艺对造纸废水开展深度处理实验研究。结果表明，超滤膜采用错流过滤方式，超滤浓水返回至原水，当跨膜压差0.2MPa、进膜流量1000L/h的工作条件时，造纸废水SS去除率、以及色度去除?
广西大学硕士学位论文化学机械浆黑液碱回收处理及废水循环利用研究8在膜通量下降至30%时进行化学清洗，超滤陶瓷膜的膜通量恢复率高90.2~95.1%。目前，该方法在造纸废水中能成功净化和消除多段漂白废水中具有的毒性有机大分子，还可以消除化学机械浆废水中难降解的高分子有机物。它具有装置简单节能、占地面积孝体积小和处理效率高等特点，为了使膜通量和截留率达到较好效果，应根据有机物组成和分子量的不同，选择不同的膜并采取合适的膜工艺，以提高产率、减少投资规模和降低运营成本，使其在造纸废水处理中的应用范围得以扩大。但是由于目前的设备投资费用高，运营成本高等问题，所以对于处理制浆造纸工业废水的大规模工业的膜技术应用还不多。并且膜处理对进液条件要求高，如果预处理不当会导致膜污染，则膜通量会迅速下降，处理能力不足，同时使用膜处理时也存在萃取剂寿命和技术稳定性较差的问题[61]。1.3.5生物法处理技术生物处理技术是应用于造纸废水处理的普遍方法，是使废水得到净化的一项技术，他的原理就是利用微生物生长的代谢功能，使废水中有机污染物降解，由胶体或溶解状态转化为无害且稳定的物质。具有去除BOD、COD、SS、脱色和除臭等功能，该法目前已经广泛应用于造纸废水、其他行业工业废水和城市排放污水的处理[62]。根据参与反应的微生物的类型和供氧情况，主要可分为好氧生物处理技术和厌氧生物处理技术[63]。如图1-3为典型的化机浆废水处理流程。图1-3国内处理化机浆废水的典型流程Fig.1-3Typicalprocessofdomesticchemicalpulpwastewatertreatment1.3.5.1好氧生物处理技术好氧生物处理技术是指在有氧的条件下，通过利用好氧微生物的降解作用使废水中
【参考文献】：
期刊论文
[1]超滤陶瓷膜深度处理造纸废水的实验研究[J]. 陈俐. 中国造纸. 2020(03)
[2]生物质精炼技术与制浆造纸的结合[J]. 陈丽卿. 中国造纸学报. 2019(03)
[3]内循环厌氧反应器处理制浆造纸废水的效能及影响因素[J]. 梁定超,胡晓东,萧灿强,石云峰,魏春海. 水处理技术. 2019(09)
[4]中国造纸工业2018年度报告[J]. 中华纸业. 2019(09)
[5]造纸废水处理技术研究进展[J]. 朱琳,巩正,兰诗劼,李雯琳. 现代农业科技. 2019(04)
[6]造纸废水处理技术研究进展[J]. 孙少峰,张丽. 绿色科技. 2018(24)
[7]制浆造纸废水处理的发展现状及趋势[J]. 陈得重. 云南化工. 2018(03)
[8]碱法制浆造纸黑液的资源化利用[J]. 陈俊峰,李光荣. 广东化工. 2018(03)
[9]高速厌氧污泥床反应器（HSASB）在造纸废水中应用[J]. 王加峰. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2018(01)
[10]红松碱法蒸煮化学浆黑液污染特性及特征污染物[J]. 洪明珠,李友明,陈田田,孙起慧,雷利荣,侯轶. 造纸科学与技术. 2017(01)
博士论文
[1]木质素降解复合菌群强化处理草浆造纸黑液研究[D]. 郑玉.中南大学 2013
硕士论文
[1]构树皮Soda制浆及其黑液处理研究[D]. 刘艳艳.广西大学 2018
[2]碱木素接枝物的合成及其在废水处理过程中的应用[D]. 郭燕全.齐鲁工业大学 2015
[3]制浆黑液木素提取及其滤液用于木片蒸煮的研究[D]. 李世强.广西大学 2014
[4]蒸煮黑液中木素分级分离方法及木素结构和分子量分布的研究[D]. 张春敬.山东轻工业学院 2012
[5]新型两级分离厌氧IC反应器处理制浆造纸废水的运行研究[D]. 刘飞飞.郑州大学 2012
[6]废纸造纸废水和生活污水处理技术方案的研究[D]. 赵敏娟.西北农林科技大学 2011
[7]超滤膜处理高得率制浆废水的研究[D]. 纪海红.天津科技大学 2010
[8]造纸黑液资源分层多级利用及治理技术研究[D]. 武银华.苏州大学 2007
[9]TiO2光催化处理CEH漂白废水研究[D]. 陈国宁.广西大学 2005
本文编号：3221495
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
酸析法分离木质素Fig.1-1Separationofligninbyacidchromatography
广西大学硕士学位论文化学机械浆黑液碱回收处理及废水循环利用研究7品也没有达到产业化，所以发展前景也是一大亟待解决的问题[45]。1.3.4膜分离技术膜是一种具有选择性分离功能的材料，膜分离技术是利用膜的分离功能而生成的一种高效的治理废水单元的操作技术，现已受到越来越多的关注。膜分离技术的基本原理是利用膜的选择性，使流经薄膜表面的不同粒径或分子量的微粒，在膜的作用下产生分离，其中溶剂和部分低分子物质透过薄膜，大分子的物质被截留，使料液分离、纯化、浓缩的方法，如图1-2[57]。根据膜孔径得不同或截留分子量的差异，可以将其分为不同膜种类，常用的膜分离方法有微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）等[58]。图1-2膜分离原理示意图Fig.1-2Schematicdiagramofmembraneseparationprinciple李友明[59]等采用以聚丙烯睛（PAN）膜为基膜，制备正电荷纳滤膜。探讨了该纳滤膜对化机浆混合废水的纳滤效果。提高透过液的生物可处理性，使截留液满足碱回收要求。纪海红[58]采用两种不同截留分子量的工业成品超滤膜组件处理制浆废水，截留分子量为6k超滤膜处理BCTMP制浆废水和漂白废水，COD去除率分别可达到58.63%和54.59%，截留率分别为40.30%和40.74%。采用截留分子量为20k超滤膜处理，则COD去除率分别可达到43.57%和35.44%，截留率分别为29.63%和27.16%。结果表明，截留分子量为20k的膜较适合于处理制浆废水，而截留分子量为6k的膜容易污堵，电耗较高，经过超滤处理后的废水可生化性能够得到明显的改善。陈俐[60]提出采用无机陶瓷超滤膜工艺对造纸废水开展深度处理实验研究。结果表明，超滤膜采用错流过滤方式，超滤浓水返回至原水，当跨膜压差0.2MPa、进膜流量1000L/h的工作条件时，造纸废水SS去除率、以及色度去除?
广西大学硕士学位论文化学机械浆黑液碱回收处理及废水循环利用研究8在膜通量下降至30%时进行化学清洗，超滤陶瓷膜的膜通量恢复率高90.2~95.1%。目前，该方法在造纸废水中能成功净化和消除多段漂白废水中具有的毒性有机大分子，还可以消除化学机械浆废水中难降解的高分子有机物。它具有装置简单节能、占地面积孝体积小和处理效率高等特点，为了使膜通量和截留率达到较好效果，应根据有机物组成和分子量的不同，选择不同的膜并采取合适的膜工艺，以提高产率、减少投资规模和降低运营成本，使其在造纸废水处理中的应用范围得以扩大。但是由于目前的设备投资费用高，运营成本高等问题，所以对于处理制浆造纸工业废水的大规模工业的膜技术应用还不多。并且膜处理对进液条件要求高，如果预处理不当会导致膜污染，则膜通量会迅速下降，处理能力不足，同时使用膜处理时也存在萃取剂寿命和技术稳定性较差的问题[61]。1.3.5生物法处理技术生物处理技术是应用于造纸废水处理的普遍方法，是使废水得到净化的一项技术，他的原理就是利用微生物生长的代谢功能，使废水中有机污染物降解，由胶体或溶解状态转化为无害且稳定的物质。具有去除BOD、COD、SS、脱色和除臭等功能，该法目前已经广泛应用于造纸废水、其他行业工业废水和城市排放污水的处理[62]。根据参与反应的微生物的类型和供氧情况，主要可分为好氧生物处理技术和厌氧生物处理技术[63]。如图1-3为典型的化机浆废水处理流程。图1-3国内处理化机浆废水的典型流程Fig.1-3Typicalprocessofdomesticchemicalpulpwastewatertreatment1.3.5.1好氧生物处理技术好氧生物处理技术是指在有氧的条件下，通过利用好氧微生物的降解作用使废水中
【参考文献】：
期刊论文
[1]超滤陶瓷膜深度处理造纸废水的实验研究[J]. 陈俐. 中国造纸. 2020(03)
[2]生物质精炼技术与制浆造纸的结合[J]. 陈丽卿. 中国造纸学报. 2019(03)
[3]内循环厌氧反应器处理制浆造纸废水的效能及影响因素[J]. 梁定超,胡晓东,萧灿强,石云峰,魏春海. 水处理技术. 2019(09)
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[5]造纸废水处理技术研究进展[J]. 朱琳,巩正,兰诗劼,李雯琳. 现代农业科技. 2019(04)
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[9]高速厌氧污泥床反应器（HSASB）在造纸废水中应用[J]. 王加峰. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2018(01)
[10]红松碱法蒸煮化学浆黑液污染特性及特征污染物[J]. 洪明珠,李友明,陈田田,孙起慧,雷利荣,侯轶. 造纸科学与技术. 2017(01)
博士论文
[1]木质素降解复合菌群强化处理草浆造纸黑液研究[D]. 郑玉.中南大学 2013
硕士论文
[1]构树皮Soda制浆及其黑液处理研究[D]. 刘艳艳.广西大学 2018
[2]碱木素接枝物的合成及其在废水处理过程中的应用[D]. 郭燕全.齐鲁工业大学 2015
[3]制浆黑液木素提取及其滤液用于木片蒸煮的研究[D]. 李世强.广西大学 2014
[4]蒸煮黑液中木素分级分离方法及木素结构和分子量分布的研究[D]. 张春敬.山东轻工业学院 2012
[5]新型两级分离厌氧IC反应器处理制浆造纸废水的运行研究[D]. 刘飞飞.郑州大学 2012
[6]废纸造纸废水和生活污水处理技术方案的研究[D]. 赵敏娟.西北农林科技大学 2011
[7]超滤膜处理高得率制浆废水的研究[D]. 纪海红.天津科技大学 2010
[8]造纸黑液资源分层多级利用及治理技术研究[D]. 武银华.苏州大学 2007
[9]TiO2光催化处理CEH漂白废水研究[D]. 陈国宁.广西大学 2005
本文编号：3221495
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