化學機械漿黑液堿回收處理及反應機制研究
發(fā)布時間:2021-06-09 23:02
本研究以化學機械漿黑液為原料,分析其黑液特性,針對其特性采用鈣化沉淀法進行堿回收處理,通過直接回收堿化液循環(huán)蒸煮制漿工藝生產(chǎn)桉木化學機械漿,探討其制備紙張的成紙性能。并建立了制漿廠廢水回用的水流量模型,對其進行模擬運算與分析。通過直接向黑液加入氧化鈣,使它們發(fā)生鈣化反應,生成氫氧化鈉溶液和混合沉淀,從而實現(xiàn)堿回收,并獲得木質(zhì)素鈣等新材料,并探討相關(guān)反應機理。得出以下結(jié)論:(1)對化學機械漿制漿黑液的污染特性進行分析,表明化學機械漿制漿黑液的固形物含量與化學漿相比較低,含水量大,采用傳統(tǒng)燃燒法進行堿回收處理能耗大且浪費資源。根據(jù)元素組成分析,黑液中有機物質(zhì)含量高,鈉元素含量高,表明著可對其進行堿回收處理。結(jié)合紅外光譜可知,黑液有機物結(jié)構(gòu)中含有如苯環(huán)、羰基、羥基等官能團;同時存在有機物包括芳香族化合物、醇類和酚類等,成分較復雜。(2)探索化機漿黑液與氧化鈣反應的堿回收新工藝,考慮到黑液濃度、氧化鈣用量和反應時間對鈣化反應的影響,參考單因素實驗結(jié)果采用Design-Expert軟件擬合出正交實驗方案,并對其結(jié)果進行極差分析。得到的最優(yōu)工藝條件為:黑液濃度2.0%、氧化鈣用量2.5 g,反應時...
【文章來源】:廣西大學廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
酸析法分離木質(zhì)素Fig.1-1Separationofligninbyacidchromatography
廣西大學碩士學位論文化學機械漿黑液堿回收處理及廢水循環(huán)利用研究7品也沒有達到產(chǎn)業(yè)化,所以發(fā)展前景也是一大亟待解決的問題[45]。1.3.4膜分離技術(shù)膜是一種具有選擇性分離功能的材料,膜分離技術(shù)是利用膜的分離功能而生成的一種高效的治理廢水單元的操作技術(shù),現(xiàn)已受到越來越多的關(guān)注。膜分離技術(shù)的基本原理是利用膜的選擇性,使流經(jīng)薄膜表面的不同粒徑或分子量的微粒,在膜的作用下產(chǎn)生分離,其中溶劑和部分低分子物質(zhì)透過薄膜,大分子的物質(zhì)被截留,使料液分離、純化、濃縮的方法,如圖1-2[57]。根據(jù)膜孔徑得不同或截留分子量的差異,可以將其分為不同膜種類,常用的膜分離方法有微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等[58]。圖1-2膜分離原理示意圖Fig.1-2Schematicdiagramofmembraneseparationprinciple李友明[59]等采用以聚丙烯睛(PAN)膜為基膜,制備正電荷納濾膜。探討了該納濾膜對化機漿混合廢水的納濾效果。提高透過液的生物可處理性,使截留液滿足堿回收要求。紀海紅[58]采用兩種不同截留分子量的工業(yè)成品超濾膜組件處理制漿廢水,截留分子量為6k超濾膜處理BCTMP制漿廢水和漂白廢水,COD去除率分別可達到58.63%和54.59%,截留率分別為40.30%和40.74%。采用截留分子量為20k超濾膜處理,則COD去除率分別可達到43.57%和35.44%,截留率分別為29.63%和27.16%。結(jié)果表明,截留分子量為20k的膜較適合于處理制漿廢水,而截留分子量為6k的膜容易污堵,電耗較高,經(jīng)過超濾處理后的廢水可生化性能夠得到明顯的改善。陳俐[60]提出采用無機陶瓷超濾膜工藝對造紙廢水開展深度處理實驗研究。結(jié)果表明,超濾膜采用錯流過濾方式,超濾濃水返回至原水,當跨膜壓差0.2MPa、進膜流量1000L/h的工作條件時,造紙廢水SS去除率、以及色度去除?
廣西大學碩士學位論文化學機械漿黑液堿回收處理及廢水循環(huán)利用研究8在膜通量下降至30%時進行化學清洗,超濾陶瓷膜的膜通量恢復率高90.2~95.1%。目前,該方法在造紙廢水中能成功凈化和消除多段漂白廢水中具有的毒性有機大分子,還可以消除化學機械漿廢水中難降解的高分子有機物。它具有裝置簡單節(jié)能、占地面積孝體積小和處理效率高等特點,為了使膜通量和截留率達到較好效果,應根據(jù)有機物組成和分子量的不同,選擇不同的膜并采取合適的膜工藝,以提高產(chǎn)率、減少投資規(guī)模和降低運營成本,使其在造紙廢水處理中的應用范圍得以擴大。但是由于目前的設備投資費用高,運營成本高等問題,所以對于處理制漿造紙工業(yè)廢水的大規(guī)模工業(yè)的膜技術(shù)應用還不多。并且膜處理對進液條件要求高,如果預處理不當會導致膜污染,則膜通量會迅速下降,處理能力不足,同時使用膜處理時也存在萃取劑壽命和技術(shù)穩(wěn)定性較差的問題[61]。1.3.5生物法處理技術(shù)生物處理技術(shù)是應用于造紙廢水處理的普遍方法,是使廢水得到凈化的一項技術(shù),他的原理就是利用微生物生長的代謝功能,使廢水中有機污染物降解,由膠體或溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)化為無害且穩(wěn)定的物質(zhì)。具有去除BOD、COD、SS、脫色和除臭等功能,該法目前已經(jīng)廣泛應用于造紙廢水、其他行業(yè)工業(yè)廢水和城市排放污水的處理[62]。根據(jù)參與反應的微生物的類型和供氧情況,主要可分為好氧生物處理技術(shù)和厭氧生物處理技術(shù)[63]。如圖1-3為典型的化機漿廢水處理流程。圖1-3國內(nèi)處理化機漿廢水的典型流程Fig.1-3Typicalprocessofdomesticchemicalpulpwastewatertreatment1.3.5.1好氧生物處理技術(shù)好氧生物處理技術(shù)是指在有氧的條件下,通過利用好氧微生物的降解作用使廢水中
【參考文獻】:
期刊論文
[1]超濾陶瓷膜深度處理造紙廢水的實驗研究[J]. 陳俐. 中國造紙. 2020(03)
[2]生物質(zhì)精煉技術(shù)與制漿造紙的結(jié)合[J]. 陳麗卿. 中國造紙學報. 2019(03)
[3]內(nèi)循環(huán)厭氧反應器處理制漿造紙廢水的效能及影響因素[J]. 梁定超,胡曉東,蕭燦強,石云峰,魏春海. 水處理技術(shù). 2019(09)
[4]中國造紙工業(yè)2018年度報告[J]. 中華紙業(yè). 2019(09)
[5]造紙廢水處理技術(shù)研究進展[J]. 朱琳,鞏正,蘭詩劼,李雯琳. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2019(04)
[6]造紙廢水處理技術(shù)研究進展[J]. 孫少峰,張麗. 綠色科技. 2018(24)
[7]制漿造紙廢水處理的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 陳得重. 云南化工. 2018(03)
[8]堿法制漿造紙黑液的資源化利用[J]. 陳俊峰,李光榮. 廣東化工. 2018(03)
[9]高速厭氧污泥床反應器(HSASB)在造紙廢水中應用[J]. 王加峰. 佳木斯大學學報(自然科學版). 2018(01)
[10]紅松堿法蒸煮化學漿黑液污染特性及特征污染物[J]. 洪明珠,李友明,陳田田,孫起慧,雷利榮,侯軼. 造紙科學與技術(shù). 2017(01)
博士論文
[1]木質(zhì)素降解復合菌群強化處理草漿造紙黑液研究[D]. 鄭玉.中南大學 2013
碩士論文
[1]構(gòu)樹皮Soda制漿及其黑液處理研究[D]. 劉艷艷.廣西大學 2018
[2]堿木素接枝物的合成及其在廢水處理過程中的應用[D]. 郭燕全.齊魯工業(yè)大學 2015
[3]制漿黑液木素提取及其濾液用于木片蒸煮的研究[D]. 李世強.廣西大學 2014
[4]蒸煮黑液中木素分級分離方法及木素結(jié)構(gòu)和分子量分布的研究[D]. 張春敬.山東輕工業(yè)學院 2012
[5]新型兩級分離厭氧IC反應器處理制漿造紙廢水的運行研究[D]. 劉飛飛.鄭州大學 2012
[6]廢紙造紙廢水和生活污水處理技術(shù)方案的研究[D]. 趙敏娟.西北農(nóng)林科技大學 2011
[7]超濾膜處理高得率制漿廢水的研究[D]. 紀海紅.天津科技大學 2010
[8]造紙黑液資源分層多級利用及治理技術(shù)研究[D]. 武銀華.蘇州大學 2007
[9]TiO2光催化處理CEH漂白廢水研究[D]. 陳國寧.廣西大學 2005
本文編號:3221495
【文章來源】:廣西大學廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
酸析法分離木質(zhì)素Fig.1-1Separationofligninbyacidchromatography
廣西大學碩士學位論文化學機械漿黑液堿回收處理及廢水循環(huán)利用研究7品也沒有達到產(chǎn)業(yè)化,所以發(fā)展前景也是一大亟待解決的問題[45]。1.3.4膜分離技術(shù)膜是一種具有選擇性分離功能的材料,膜分離技術(shù)是利用膜的分離功能而生成的一種高效的治理廢水單元的操作技術(shù),現(xiàn)已受到越來越多的關(guān)注。膜分離技術(shù)的基本原理是利用膜的選擇性,使流經(jīng)薄膜表面的不同粒徑或分子量的微粒,在膜的作用下產(chǎn)生分離,其中溶劑和部分低分子物質(zhì)透過薄膜,大分子的物質(zhì)被截留,使料液分離、純化、濃縮的方法,如圖1-2[57]。根據(jù)膜孔徑得不同或截留分子量的差異,可以將其分為不同膜種類,常用的膜分離方法有微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等[58]。圖1-2膜分離原理示意圖Fig.1-2Schematicdiagramofmembraneseparationprinciple李友明[59]等采用以聚丙烯睛(PAN)膜為基膜,制備正電荷納濾膜。探討了該納濾膜對化機漿混合廢水的納濾效果。提高透過液的生物可處理性,使截留液滿足堿回收要求。紀海紅[58]采用兩種不同截留分子量的工業(yè)成品超濾膜組件處理制漿廢水,截留分子量為6k超濾膜處理BCTMP制漿廢水和漂白廢水,COD去除率分別可達到58.63%和54.59%,截留率分別為40.30%和40.74%。采用截留分子量為20k超濾膜處理,則COD去除率分別可達到43.57%和35.44%,截留率分別為29.63%和27.16%。結(jié)果表明,截留分子量為20k的膜較適合于處理制漿廢水,而截留分子量為6k的膜容易污堵,電耗較高,經(jīng)過超濾處理后的廢水可生化性能夠得到明顯的改善。陳俐[60]提出采用無機陶瓷超濾膜工藝對造紙廢水開展深度處理實驗研究。結(jié)果表明,超濾膜采用錯流過濾方式,超濾濃水返回至原水,當跨膜壓差0.2MPa、進膜流量1000L/h的工作條件時,造紙廢水SS去除率、以及色度去除?
廣西大學碩士學位論文化學機械漿黑液堿回收處理及廢水循環(huán)利用研究8在膜通量下降至30%時進行化學清洗,超濾陶瓷膜的膜通量恢復率高90.2~95.1%。目前,該方法在造紙廢水中能成功凈化和消除多段漂白廢水中具有的毒性有機大分子,還可以消除化學機械漿廢水中難降解的高分子有機物。它具有裝置簡單節(jié)能、占地面積孝體積小和處理效率高等特點,為了使膜通量和截留率達到較好效果,應根據(jù)有機物組成和分子量的不同,選擇不同的膜并采取合適的膜工藝,以提高產(chǎn)率、減少投資規(guī)模和降低運營成本,使其在造紙廢水處理中的應用范圍得以擴大。但是由于目前的設備投資費用高,運營成本高等問題,所以對于處理制漿造紙工業(yè)廢水的大規(guī)模工業(yè)的膜技術(shù)應用還不多。并且膜處理對進液條件要求高,如果預處理不當會導致膜污染,則膜通量會迅速下降,處理能力不足,同時使用膜處理時也存在萃取劑壽命和技術(shù)穩(wěn)定性較差的問題[61]。1.3.5生物法處理技術(shù)生物處理技術(shù)是應用于造紙廢水處理的普遍方法,是使廢水得到凈化的一項技術(shù),他的原理就是利用微生物生長的代謝功能,使廢水中有機污染物降解,由膠體或溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)化為無害且穩(wěn)定的物質(zhì)。具有去除BOD、COD、SS、脫色和除臭等功能,該法目前已經(jīng)廣泛應用于造紙廢水、其他行業(yè)工業(yè)廢水和城市排放污水的處理[62]。根據(jù)參與反應的微生物的類型和供氧情況,主要可分為好氧生物處理技術(shù)和厭氧生物處理技術(shù)[63]。如圖1-3為典型的化機漿廢水處理流程。圖1-3國內(nèi)處理化機漿廢水的典型流程Fig.1-3Typicalprocessofdomesticchemicalpulpwastewatertreatment1.3.5.1好氧生物處理技術(shù)好氧生物處理技術(shù)是指在有氧的條件下,通過利用好氧微生物的降解作用使廢水中
【參考文獻】:
期刊論文
[1]超濾陶瓷膜深度處理造紙廢水的實驗研究[J]. 陳俐. 中國造紙. 2020(03)
[2]生物質(zhì)精煉技術(shù)與制漿造紙的結(jié)合[J]. 陳麗卿. 中國造紙學報. 2019(03)
[3]內(nèi)循環(huán)厭氧反應器處理制漿造紙廢水的效能及影響因素[J]. 梁定超,胡曉東,蕭燦強,石云峰,魏春海. 水處理技術(shù). 2019(09)
[4]中國造紙工業(yè)2018年度報告[J]. 中華紙業(yè). 2019(09)
[5]造紙廢水處理技術(shù)研究進展[J]. 朱琳,鞏正,蘭詩劼,李雯琳. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2019(04)
[6]造紙廢水處理技術(shù)研究進展[J]. 孫少峰,張麗. 綠色科技. 2018(24)
[7]制漿造紙廢水處理的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 陳得重. 云南化工. 2018(03)
[8]堿法制漿造紙黑液的資源化利用[J]. 陳俊峰,李光榮. 廣東化工. 2018(03)
[9]高速厭氧污泥床反應器(HSASB)在造紙廢水中應用[J]. 王加峰. 佳木斯大學學報(自然科學版). 2018(01)
[10]紅松堿法蒸煮化學漿黑液污染特性及特征污染物[J]. 洪明珠,李友明,陳田田,孫起慧,雷利榮,侯軼. 造紙科學與技術(shù). 2017(01)
博士論文
[1]木質(zhì)素降解復合菌群強化處理草漿造紙黑液研究[D]. 鄭玉.中南大學 2013
碩士論文
[1]構(gòu)樹皮Soda制漿及其黑液處理研究[D]. 劉艷艷.廣西大學 2018
[2]堿木素接枝物的合成及其在廢水處理過程中的應用[D]. 郭燕全.齊魯工業(yè)大學 2015
[3]制漿黑液木素提取及其濾液用于木片蒸煮的研究[D]. 李世強.廣西大學 2014
[4]蒸煮黑液中木素分級分離方法及木素結(jié)構(gòu)和分子量分布的研究[D]. 張春敬.山東輕工業(yè)學院 2012
[5]新型兩級分離厭氧IC反應器處理制漿造紙廢水的運行研究[D]. 劉飛飛.鄭州大學 2012
[6]廢紙造紙廢水和生活污水處理技術(shù)方案的研究[D]. 趙敏娟.西北農(nóng)林科技大學 2011
[7]超濾膜處理高得率制漿廢水的研究[D]. 紀海紅.天津科技大學 2010
[8]造紙黑液資源分層多級利用及治理技術(shù)研究[D]. 武銀華.蘇州大學 2007
[9]TiO2光催化處理CEH漂白廢水研究[D]. 陳國寧.廣西大學 2005
本文編號:3221495
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