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润涨轧制制浆工艺废水资源化利用研究

作　者: 袁申富
导　师: 孙丽娜；张晓林
学　校: 沈阳大学
专　业: 管理科学与工程
关键词: 润涨轧制混凝沉淀厌氧发酵循环利用
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

水环境污染是当前国内外关注的焦点问题,制浆废水排放是影响水环境污染的主要因素之一。润涨轧制制浆工艺是以废弃枝条与秸秆为原料的一种新型制浆工艺技术,具有节能、节水、无氯和污染物排放浓度较低等特点。但是,润涨轧制制浆工艺蒸煮段产生的废水污染物浓度仍远远高于国家制浆废水的排放标准。因此,开展润涨轧制制浆工艺废水资源化利用研究,实现制浆废水循环回用与剩余污泥的资源化,保护环境,具有重要意义。论文通过混凝沉淀试验实现润涨轧制制浆蒸煮段废水的循环回用；通过厌氧发酵试验实现了剩余污泥的资源化利用；并在不考虑一次性投资的条件下,通过对废水处理费用和资源化利用产生的效益对比分析。其主要成果如下：(1)应用正交试验确定了润涨轧制制浆废水处理的最佳混凝剂种类为聚合氯化铝,混凝剂种类、投药量、搅拌速度、助凝剂等混凝效果的影响为：混凝剂种类>投药量>助凝剂>搅拌速度：应用单因素轮换实验确定了润涨轧制制浆废水处理最佳条件为：聚合氯化铝(PAC)投药量36mg/L,聚丙烯酰胺(PAM)投药量4mg/L,快速搅拌速度为150r/min,慢速搅拌速度为70r/min, pH值为4；并将在最佳参数条件下处理过的废水循环回用于润涨轧制制浆工艺,结果表明,循环回用水对纸浆的颜色没有产生任何影响。(2)通过剩余污泥厌氧发酵产沼气试验,在1—30天内考察了温度为35℃时接种物浓度对厌氧发酵产沼气的影响。试验结果表明：接种物浓度越高发酵液产气量越多,产沼气量为30%驯化接种物组>20%驯化接种物组>无驯化接种物组；在31—45天内,考察了温度为35℃时搅拌对发酵液日产气量的影响。结果表明：搅拌条件下无驯化接种物组和20%驯化接种物组的日产气量上升,而未搅拌条件下30%驯化接种物组的日产气量变化不大,搅拌有利于提高发酵液的产气量；对沼渣和沼液的组成分析表明：沼渣中的有机质、TN、TP和TK分别为44.5%、1.06%、0.48%、0.94%；沼液中的TN、TP和TK分别为413.82mg/L、131.79mg/L和226.65mg/L。沼渣中重金属Cu、Cd、Cr、Pb、Zn、Al、Ni的含量分别为25.57mg/L、0.51mg/L、8.19mg/L、7.11mg/L、16.43mg/L、104.86mg/L、6.93mg/L；沼液中重金属Cu、Cd、Cr、Pb、Zn、Al、Ni含量分别为1.17mg/L、0.005mg/L、0.74mg/L、0.38mg/L、2.41mg/L、90.62mg/L、0.002mg/L,均低于国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)的要求。(3)在不考虑一次性投资情况下,吨风干浆废水的处理费用为：人工费1.656元/t、电费1.82元/t、药剂费2.592元/t；吨风干浆废水循环回用量(12m3)、产沼气量(8.6m3)、沼渣量(840kg)、沼液量(3.6m3)。根据相应的市场价格计算,吨风干浆废水资源利用产生的综合效益为937.42元。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-13
1 绪论  13-37
  1.1 水资源现状及水环境污染  13-15
    1.1.1 世界水资源及水环境污染  13-14
    1.1.2 我国水资源及水环境污染  14-15
  1.2 制浆工业废水对水环境的污染  15-16
    1.2.1 国外制浆废水对水环境的污染  15
    1.2.2 我国制浆废水对水环境的污染  15-16
  1.3 制浆工业废水类型及特性  16-20
    1.3.1 前处理产生的废水  17
    1.3.2 蒸煮废水  17-18
    1.3.3 中段废水  18-19
    1.3.4 纸机白水  19
    1.3.5 冷凝水和生活污水  19-20
  1.4 制浆工业废水处理方法  20-23
    1.4.1 混凝沉淀法  20
    1.4.2 膜析法  20-21
    1.4.3 混凝气浮法  21
    1.4.4 化学处理法  21-22
    1.4.5 生物处理法  22
    1.4.6 制浆废水处理新技术  22-23
      1.4.6.1 光Fenton法  22-23
      1.4.6.2 超临界水氧化法  23
  1.5 制浆工业废水循环利用  23-26
  1.6 润涨轧制制浆工艺原理及特点  26-29
    1.6.1 润涨轧制制浆工艺方法及基本原理简介  26-28
    1.6.2 润涨轧制制浆工艺废水排放情况  28-29
  1.7 制浆工业废水剩余污泥的资源化利用  29-33
    1.7.1 污泥厌氧发酵产沼气的研究进展  30-31
    1.7.2 污泥厌氧发酵动力学研究  31-32
    1.7.3 沼渣和沼液的资源化利用研究现状  32-33
  1.8 论文研究的目的和意义  33-34
  1.9 论文研究的主要内容和技术路线  34-37
    1.9.1 论文研究的主要内容  34-35
    1.9.2 论文研究的技术路线  35-37
2 润涨轧制制浆废水处理工艺选择和相关理论  37-43
  2.1 制浆废水的水质特征  37
  2.2 润涨轧制制浆废水处理工艺选择  37-38
  2.3 混凝剂的类型  38-40
  2.4 制浆废水混凝时的胶体特征  40-41
  2.5 制浆废水混凝机理  41-43
3 润涨轧制制浆废水混凝试验  43-55
  3.1 试验材料  43
  3.2 试验方法  43-46
    3.2.1 烧杯试验  43-44
    3.2.2 正交试验  44-46
      3.2.2.1 正交试验表格的选择  44
      3.2.2.2 正交试验分析  44-46
      3.2.2.3 单因素轮换试验法  46
  3.3 结果分析  46-52
    3.3.1 混凝剂和助凝剂的选择  46-48
    3.3.2 (PAC)和(PAM)投加量对混凝处理效果的影响  48-49
    3.3.3 搅拌速度对混凝处理效果的影响  49-50
    3.3.4 pH值对混凝去除效果的影响  50
    3.3.5 色度和电导率在混凝过程中的变化情况  50-51
    3.3.6 混凝优化试验  51-52
  3.4 润涨轧制制浆废水循环回用  52-55
4 润涨轧制制浆废水剩余污泥资源化利用研究  55-69
  4.1 污泥厌氧发酵机理及产生沼气的条件  55-56
  4.2 厌氧发酵试验设计  56-58
    4.2.1 试验材料  56
    4.2.2 试验装置  56-57
    4.2.3 检测项目及方法  57-58
  4.3 结果分析  58-62
    4.3.1 厌氧发酵过程中pH值的变化  58-59
    4.3.2 三十天内厌氧发酵液日产气量的变化  59-61
    4.3.3 搅拌对厌氧发酵产沼气的影响  61-62
  4.4 沼渣和沼液资源化利用的可行性分析  62-69
    4.4.1 沼渣资源化可行性分析  63-66
    4.4.2 沼液资源化可行性分析  66-69
5 润涨轧制制浆废水资源化效益分析  69-77
  5.1 润涨轧制制浆废水资源化环境经济效益分析  69-73
    5.1.1 润涨轧制制浆工艺废水资源化利用成本分析  69-71
    5.1.2 润涨轧制制浆工艺废水资源化利用总收益分析  71-73
    5.1.3 润涨轧制制浆工艺废水资源化利用净收益分析  73
  5.2 润涨轧制制浆工艺废水资源化利用环境社会效益分析  73-77
6 结论与建议  77-81
  6.1 结论  77-79
  6.2 存在的问题和建议  79-81
参考文献  81-85
在学期间研究成果  85-87
致谢  87

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