高得率浆废水生物净化处理系统研究(Ⅰ)——山杨CTMP、APMP废水厌氧处理

研究山杨高得率浆（ＣＴＭＰ、ＡＰＭＰ）废水在实验室采用上流式厌氧污泥床（ＵＡＳＢ）反应器进行生物处理的可行性及其净化效果。结果表明：（１）从间歇厌氧试验可以看出，两种废水的可生化处理性尚好，但对厌氧微生物均有抑制作用，且以ＣＴＭＰ废水较严重；（２）山杨ＣＴＭＰ废水，在全部水力停留时间（ＨＲＴ为１７．５～７０ｈ）内，负荷量为１．７５～７．４０ｋｇＣＯＤ／ｍ３·ｄ时，ＣＯＤｃｒ、ＢＯＤ５的去除率分别为５３．５％～６２．３％（平均５９．０％）和８３．５％～８８．６％（平均８７．１％），沼气产量为０．９２～１．０６Ｌ／Ｌ废水（平均１．０），沼气中甲烷含量为７８％～８０％，产率为２４３～２６３ｍＬ／ｇＣＯＤ去除（平均２５２）；（３）山杨ＡＰＭＰ废水，在全部水力停留时间（ＨＲＴ从２４～６５ｈ）内，负荷量为２．４７～６．３１ｋｇＣＯＤ／ｍ３·ｄ，ＣＯＤｃｒ、ＢＯＤ５去除率分别为６９．０％～７２．３％（平均７０．７％）和９１．４％～９２．３％（平均９１．９％），沼气产量为１．４２～１．５２Ｌ／Ｌ废水（平均１．４８），沼气中甲烷含量为６９％～７２％，产率为２２１～２３２ｍＬ／ｇＣＯＤ去除（平均２２５）。与ＣＴＭＰ废水相比，Ａ?

杨木P-RC APMP制浆废液的超滤膜浓缩技术

用聚醚砜超滤膜对杨木P-RC APMP制浆废液进行预浓缩,旨在将浓缩液与化学法制浆黑液一并蒸发后进行碱回收处理。通过考察废液通量,总固形物、CODCr和BOD5截留率等指标,得出了废液浓缩的优化工艺:截留相对分子质量10000、压力0.3MPa、转速400r/min、温度50℃、透过比0.93。优化实验得出:废液通量为23.0L/(m2·h),废液总固形物从14.1g/L浓缩到87.6g/L,蒸发站负荷可降低86.2%。若不考虑膜设备投资和运行成本,用聚醚砜超滤膜将杨木P-RC APMP制浆废液总固形物浓度从1.4%浓缩至8.7%时,蒸发站耗电量可降低约3007kWh/t浆,废水减排量约为16.8t/t浆。

APMP废液与聚丙烯酰胺的复配及其应用

对APMP废液的主要组分进行了定性和定量分析,并将APMP废液与不同类型PAM(高分子质量PAM、低分子质量PAM、两性交联型PAM)和Al2(SO4)3按照一定比例复配,以替代部分淀粉用于瓦楞原纸表面施胶。同时,探讨了不同类型PAM及其用量对瓦楞原纸性能的影响。研究结果表明,加入相对分子质量为1000万的阳离子聚丙烯酰胺的表面施胶剂对瓦楞纸强度性能的提高最显著,且Cobb30值最低。

杨木APMP制浆废液化学成分的分析

对杨木APMP制浆废液的组分进行了定性和定量分析。结果表明,杨木APMP制浆废液的固含量为12.3%,废液的主要成分为半纤维素、木素、抽出物和无机物,其相对含量分别为54%、17%、14%和15%。杨木APMP制浆废液甲基叔丁基醚(MTBE)抽出物的气相液相质谱仪(GSMS)分析结果显示,抽出物中含有25种物质,其中小分子羟基酸和木素降解产物的含量分别为12%和50%。脂肪酸和甾醇是杨木APMP制浆废液亲脂性抽出物的主要成分,含量分别为29%和9%。

TiO_2/H_2O_2光催化处理杨木APMP废水的探讨

分别以中压汞灯和太阳光作光源、TiO2为催化剂,进行光催化降解杨木APMP废水的实验,考察了TiO2用量、H2O2用量、pH值、光照时间4个因素对降解效果的影响。结果表明,TiO2用量为4 g/L、H2O2用量16 g/L,CaO调节废水初始pH值为9的条件下,光照6 h后,CODCr的去除率和脱色率分别达到了70.2%和94.1%。即采用TiO2/H2O2光催化处理APMP废水是有效和可行的。

APMP制浆废液接枝共聚交联改性及其应用的研究

以FeSO4-H2O2为引发剂系统研究了APMP制浆废液与丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)接枝共聚交联改性。重点考察了体系反应浓度、反应pH值、交联剂MBA用量对单体转化率、接枝率、接枝效率及产物表观黏度的影响。将接枝共聚交联产物用于瓦楞原纸的表面施胶,考察了反应条件、接枝共聚交联产物用量对瓦楞原纸强度性能及抗水性能的影响。利用傅里叶红外光谱仪对接枝共聚交联产物结构进行了表征,利用热重分析仪分析了接枝共聚交联产物的热性质。

杨木APMP废液固形物热失重特性及热解动力学研究

采用热重分析仪对杨木APMP废液固形物热解特性进行了研究,考察了不同热解温度、升温速率条件下APMP废液固形物的失重特性,并进一步采用Coats-Redfern法描述了热解过程,计算了APMP废液固形物在不同升温速率下的热解动力学参数。动力学研究结果表明,APMP废液有机物热解主要区域的反应级数为2,活化能及频率因子随着升温速率的增大而微幅增大。

镁碱替代钠碱对杨木P-RC APMP制浆废液的影响

杨木P-RCAPMP制浆过程中,在二段化学预浸渍段和高浓停留段,采用不同量的MgO替代NaOH。结果表明,当二段化学预浸渍段和高浓停留段MgO替代NaOH的比例分别为25%和50%时,高浓停留段废液的CODCr、阳离子需求量和电导率比没有MgO替代时分别降低了26.5%、30.3%和54.5%。

超滤膜处理P-RC APMP制浆废水

研究影响超滤膜处理预处理盘磨化学处理碱性过氧化氢机械浆(P-RC APMP)制浆废水的各种因素,得出截留分子质量(MWCO)为2万～5万超滤膜的最佳操作条件.在确定的条件下,MWCO 2万～5万的超滤膜浓缩1 m3废水,耗电量为12.88 kW.h,平均膜通量为7.23 L/(m2.h),CODCr去除率为29.01%,BOD5去除率为9.09%,截留率为15.17%,浓缩液最大总固形物含量为12.11%,体积浓缩比为40.0.超滤后P-RC APMP制浆废水的可生化性得到改善.

Influence of Chemical Pretreatment on the Dissolved Organics in Poplar Alkaline Peroxide Mechanical Pulping Effluent

The components of the effluent from the chemical pretreatment of poplar alkaline peroxide mechanical pulp(APMP) were analyzed in this study. The main dissolved organics were low-molecular weight(LMW) lignin, oligosaccharides, and monosaccharides. The lignin and sugar concentrations in the effluent obtained using different chemical pretreatment conditions and chemical dosages were analyzed using ultraviolet(UV) spectroscopy. This analysis provided a theoretical basis for the subsequent treatment and utilization of APMP effluent. The experimental results showed that the dosages of Na OH, H_2O_2, and Na_2 SiO_3 in the chemical pretreatment process affected the lignin and sugar concentrations in the effluent and that different chemicals had differing degrees of influence. The degree of influence exhibited the following order: Na OH>H_2O_2>Na_2SiO_3. More specifically, the dosages of Na OH and H_2O_2 had stronger influences on the lignin and sugar concentrations than that of Na_2 SiO_3. Indeed, the Na_2 SiO_3 dosage hardly affected the lignin and sugar concentrations in the effluent, but Na_2 SiO_3 could stabilize the chemical pretreatment system and improve the reactive efficiency of Na OH and H_2O_2. The pretreatment temperature and time also affected the organic components, and the influence of the temperature was stronger than that of time.

杨木P-RC APMP制浆废液的超滤膜浓缩技术

用聚醚砜超滤膜对杨木P—RC APMP制浆废液进行预浓缩，旨在将浓缩液与化学法制浆黑液一并蒸发后进行碱回收处理。通过考察废液通量，总固形物、CODcr和BOD5截留率等指标，得出了废液浓缩的优化工艺：截留相对分子质量10000、压力0．3MPa、转速400r／min、温度50℃、透过比0．93。优化实验得出：废液通量为23．0L／（m^2·h），废液总固形物从14．1g／L浓缩到87．6g／L，蒸发站负荷可降低86．2％。若不考虑膜设备投资和运行成本，用聚醚砜超滤膜将杨木P-RC APMP制浆废液总固形物浓度从1．4％浓缩至8．7％时，蒸发站耗电量可降低约3007kWh／t浆，废水减排量约为16．8t／t浆。

Fenton法深度处理桉木APMP废水的工艺流程

阐述广西某制浆厂Fenton法深度处理桉木APMP废水的工艺流程,并考察各处理单元的最佳工艺参数及工程应用效果。该废水处理方法工艺简单、占地面积小、运行费用低、运行稳定且处理效果好,在2个月稳定运行期间,出水化学需氧量CODCr<90mg/L,色度<50倍,完全符合《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008),达到了节能减排,保护环境的目的。

UF-RO处理APMP废液的试验

采用由陶瓷超滤膜及反渗透膜组成的膜分离中试系统对APMP废液进行了预浓缩试验,研究发现：在20nm膜孔径、2bar跨膜压力、80℃和体积浓缩因子为8的条件下,膜分离中试系统废液通量达到89.1L/（m2·h·bar）,最终浓缩液固形物可达58.38g/L。中试线浓缩能耗约为5kwh/t废液,二级反渗透的通量稳定在38L/（m2·h·bar）以上,出水无色透明,电导率在10~30μS/cm范围内,CODCr为380~550mg/L,经气提后CODCr可进一步降低到200 mg/L以下,可满足APMP制浆过程用水水质要求。

桉木P-RC APMP废水的污染特征和生物处理研究

对桉木P-RC APMP废水进行了污染特征的全面分析,每产1吨桉木P-RC APMP浆,耗水26.7m3,排出COD114.8kg,BOD35.7kg,SS42.1kg。厌氧处理在COD体积负荷5g/(L.d)时,可使桉木P-RC APMP废水的COD去除61.3%;好氧处理在HRT24h时,可使桉木P-RC APMP废水的COD去除73.7%。生物处理后的桉木P-RC APMP废水,经初步的混凝处理很容易达到国家排放标准GB3544-2001。经深度的混凝处理,则可使COD降到200mg/L以下,SS降到60mg/L以下,达到更高的环保要求。

杨木APMP制浆废液的污染特性

高得率制浆废液具有组成比较复杂,色度高,化学需氧量高等特点.采用超滤分级方法初步考察杨木APMP制浆废液中污染物质的相对分子质量分布,并且采用GC-MS联用仪研究了废液中小分子有机污染物的组成.结果表明:相对分子质量较大的污染物是废液色度的主要来源,实际应用中,超滤技术可以有效地去除这些大分子发色物质;GC-MS检测到废液中的小分子有机污染物主要是脂肪酸类物质,约占检测物质的57.13%,树脂酸的含量很少.

桉木APMP制浆废水抽出物提取及其抑藻效应研究

采用乙酸乙酯和甲基叔丁基醚2种有机溶剂对自制桉木碱性过氧化氢机械浆(APMP)制浆废水进行有机物提取,采用GC-MS分析对比了2种溶剂抽出物的组成。结果表明:乙酸乙酯提取的抽提物得率为204 mg/L,甲基叔丁基醚提取得率为132 mg/L,经GC-MS分析表明2种溶剂提取的物质种类分别为44种和49种,主要包含有机酸类、醇类、酯类和酚类物质,其中酸类物质的含量最高,分别为76%和80%左右。将乙酸乙酯抽提物应用于铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的抑藻效应研究,发现不同浓度的化感物质对铜绿微囊藻均具有一定程度的抑制作用,且随浓度增加抑藻效应增强。较低浓度的化感物质对铜绿微囊藻有抑制作用但不显著;高浓度的化感物质对铜绿微囊藻具有显著抑制效应,50、100 mg/L时培养7天抑制率分别达到24.8%和77.2%;藻液在446 nm的吸光值测定结果进一步证明了APMP制浆废水中提取的有机物质具有抑藻效果。

APMP废水生物降解菌群的构建

从APMP废水及好氧污泥中筛选出11株微生物菌株,并检测它们降解APMP废水中有机污染物的能力。结果显示,菌株W2、W4、W5、W7、S4、S5具有较强的有机污染物降解能力,其中,菌株S4的降解效果最佳,处理APMP废水120 h后,CODCr由6960 mg/L降至3351 mg/L,去除率达到51.9%。以这6株菌为出发菌株,结合统计学方法,采用6因素2水平的部分因子设计(FFD)实验,以最高CODCr去除率为响应值,考察单因素作用及多因素相互作用对废水降解的影响。结果表明,菌株W2、W4、W7、S4和S5是影响APMP废水有机污染物降解的主要因素,可用于构建针对APMP废水的优势降解菌群。

杨木APMP制浆化学预处理废液中有机物的分析

研究了不同化学预处理条件对APMP废液中木素和糖类物质浓度的影响。结果表明,化学预处理过程中化学药剂Na OH用量、H2O2用量和Na2Si O3用量对化学预处理废液中木素和糖类物质浓度的变化有不同影响,影响程度由大到小依次为Na OH用量>H2O2用量>Na2Si O3用量,其中Na OH用量和H2O2用量对木素和糖类物质浓度的变化有重要影响,Na2Si O3用量无明显影响。化学预处理温度对化学预处理废液中木素和糖类物质浓度的影响程度明显大于化学预处理时间。在化学预处理过程中,Na OH用量、H2O2用量和化学预处理温度是影响杨木APMP制浆化学预处理废液中木素和糖类物质浓度的重要因素。

APMP制浆综合废液膜分离用聚醚砜膜的再生技术研究

选用四种化学清洗方案对用于碱性过氧化氢化学机械制浆(APMP)综合废液膜分离预浓缩处理过程的污染聚醚砜(PES)滤膜进行清洗和再生。采用通量恢复率、总固形物截留率、CODCr截留率、BOD5截留率和色度截留率作为衡量指标,评价污染滤膜的再生效果。同时运用扫描电镜配合X射线能谱仪(SEM-EDX)和衰减全反射傅立叶红外光谱仪(ATR-FTIR)准确描述污染滤膜的再生过程。结果表明:"0.2wt%TritonX-100+脱脂棉球"清洗方案对于APMP综合废液污染滤膜具有最优的再生效果,再生滤膜的通量恢复率可以达到98.5%,总固形物截留率、CODCr截留率、BOD5截留率和色度截留率均接近新膜水平;SEM-EDX和ATR-FTIR分析结果表明,再生滤膜的微观形态结构和化学元素组成与新膜十分接近。

芬顿试剂深度处理APMP制浆废水的中试结果

通过化验室小试确认芬顿试剂深度处理APMP制浆废水的可行性后,将传统的芬顿试剂进行改良、并通过中型生产模拟试验进行验证,从运行效果及加药成本等多方面证明经芬顿试剂深度处理后APMP制浆废水可满足最终排放要求,COD控制在60mg/L。