造纸工业蒸煮废液的综合利用与污染防治技术PDF格式文档图书下载

目 录 1

第一章 概论 1

1.1 世界造纸工业的基本情况 3

1.1.1 浆、纸和纸板年产量 3

1.1.2 人均纸和纸板的消费量 3

1.1.3 制浆造纸厂的数量与规模 3

1.1.4 造纸纤维原料的结构 4

1.1.5 浆种结构 5

1.2 造纸工业发达国家的污染防治 6

1.2.1不同浆种的污染发生量与排放量 6

1.2.2 防治污染的经验 7

1.3 当代造纸工业污染防治的趋向 12

1.3.1 制浆废水中的毒性物质 13

1.3.2降低漂白废水毒性有机氯化物发生量的措施 14

1.3.3溶剂制浆 20

1.3.4生物制浆 21

1.3.5 湿式氧化法回收蒸煮废液中的化学品与热能 22

1.3.6蒸煮废液的综合利用 23

1.3.7 制浆废水的厌氧消化与沼气能源回收 30

1.3.8制浆造纸排水的循环封闭 33

1.4我国造纸工业的特点与污染防治对策 36

1.4.1 小厂多 37

1.4.2 小草浆厂多 38

1.4.3污染严重 40

1.4.4充分回收、综合利用小草浆厂的蒸煮废液是防 41

治污染的首要环节 41

1.5小碱法草浆厂的碱回收 42

1.6小化学草浆厂蒸煮废液的综合利用 43

1.7蒸煮废液的厌氧消化 45

2.1.2 蒸煮废液的污染负荷 46

2.1.1 小造纸厂常用的生产方法 46

第二章 造纸工业污染防治技术的进展 46

2.2.1 小造纸厂污染防治综述 46

2.2 蒸煮废液的简易回收方法 47

2.3 废液的综合利用 48

2.3.1 木素的利用与分离 48

2.3.2糖分的利用 51

2.3.3厌氧消化 54

2.4 化学品回收方法 60

2.4.1湿裂化法 61

2.4.2 湿式燃烧法 61

2.4.3 SCA-比勒若德（Billerud）热解法 62

2.4.4电渗析法 64

2.4.5 直接苛化法——DARS法 67

2.4.6简易碱回收法 69

2.4.7仿常规碱回收法 74

2.5 小造纸厂废水厂外处理 83

2.5.1废水一级处理 84

2.5.2废水二级生化处理 85

2.5.3氧化塘处理 87

2.5.4废水灌溉法处理 89

2.5.5 乡镇小造纸厂应积极创造条件，进入生态农 95

业的良性循环圈中 95

第三章 蒸煮废液的提取 97

3.1 废液提取的目的与要求 97

3.2 废液提取原理 98

3.3 影响提取过程的因素 100

3.3.1浆料性质 100

3.3.4浆层阻力 101

3.3.3工作压力 101

3.3.2操作温度 101

3.4 常用术语 102

3.4.1稀释因子 103

3.4.2洗净度 103

3.4.3置换比 103

3.4.4洗涤效率（η） 104

3.4.5 废液提取率 104

3.5 提取方法与提取设备 104

3.5.1提取方法 104

3.5.2提取设备 105

3.5.3不同设备提取废液的工艺与计算 106

第四章 蒸煮废液的物化性能 123

4.1 化学成分 123

4.1.1 硫酸盐法蒸煮黑液的化学成分分析 124

4.1.2黑液固形物中有机物和无机物的主要化学 126

成分 126

4.1.3硫酸盐法蒸煮黑液含硅量与原料含硅量的 128

关系 128

4.1.4石灰法蒸煮废液的化学成分 128

4.1.5.中性亚铵法蒸煮废液的化学成分 129

4.1.6亚硫酸氢镁法蒸煮废液的化学成分 129

4.2 相对密度 130

4.2.1 硫酸盐法蒸煮废液浓度与固形物浓度的关系 130

4.2.2硫酸盐法蒸煮废液波美度与固形物浓度的 132

关系 132

4.2.3硫酸盐法草浆黑液中水分、固形物浓度、 可 134

溶物含量与相对密度、波美度的关系 134

4.2.4黑液波美度与温度的关系 137

关系 142

4.2.5亚硫酸氢镁法蒸煮废液的相对密度与固形物 142

4.3粘度 144

4.3.1硫酸盐法蒸煮黑液粘度与浓度、温度的关系 145

4.3.2亚硫酸氢镁法蒸煮废液的粘度与固形物浓度、 151

温度的关系 151

4.3.3烧碱法蒸煮废液的粘度与固形物浓度、温度 156

的关系 156

4.3.4硫酸盐法蒸煮废液的粘度与固形物浓度、温度 157

的关系 157

4.3.5亚硫酸盐法蒸煮废液的粘度与固形物浓度、温 158

度的关系 158

4.4 传热系数 160

4.4.1硫酸盐法蒸煮黑液波美度与传热系数的关系 160

4.4.2硫酸盐法蒸煮黑液传热系数与固形物浓度、 162

温度的关系 162

4.5比热 165

4.4.3不同蒸煮黑液蒸发可达到的最大浓度 165

4.5.1硫酸盐法蒸煮黑液的固形物浓度、波美度与 166

比热的关系 166

4.5.2黑液比热与相对密度、波美度的关系 166

4.5.3硫酸盐法蒸煮黑液比热与固形物浓度及温度 167

的关系 167

4.6表面张力 168

4.6.1 硫酸盐法蒸煮黑液浓度与表面张力的关系 169

4.7沸点上升 170

4.7.1硫酸盐法蒸煮黑液浓度与沸点上升的关系 170

4.7.2黑液沸点与压力及浓度的关系 172

4.8发热量 172

4.9 元素分析 173

4.10其它 174

5.1简介 176

5.1.1膜分离过程的特征 176

应用前景 176

第五章 膜分离技术对蒸煮废液综合利用与处理的 176

5.1.2 膜分离流程 177

5.2 膜分离技术的历史背景 179

5.3 膜形成过程 180

5.4由丹麦DDS公司供应的各种膜 181

5.5 UF膜的发展概况 185

5.6 膜分离技术在制浆造纸工业中的应用 186

5.6.1 SPS-PS-UF膜的实际应用 186

5.6.2开山屯浆厂红液膜分离的木素磺酸盐分子量 188

分布数据 188

5.6.3碱性亚钠法麦草浆黑液的超滤处理 190

5.6.4反渗透法处理碱法麦草浆黑液 191

5.6.5挪威某纸厂膜分离技术设备的应用 192

5.6.6瑞典漂白废液超滤中试车间 195

5.6.7TMP、CTMP漂白废水的膜分离处理 195

5.6.8 日本以膜分离技术处理硫酸盐木浆蒸煮废液 195

5.7 膜分离工艺 197

5.8 膜分离技术的应用前景 198

第六章 小型制浆厂的碱回收 202

6.1小厂碱回收的历史和现状 203

6.1.1“土法”碱回收 203

6.1.2“洋法”碱回收 207

6.1.3土洋结合的碱回收 208

6.1.4小木浆厂的碱回收 210

6.2改进工艺、回收热线、降低成本 211

6.2.1 黑液提取 211

6.2.2蒸发和燃烧 213

6.2.3投资和成本问题 214

6.3 小草浆厂碱回收的设计设想 215

6.3.1蒸发和燃烧的工艺流程 215

6.3.2工艺计算 218

6.3.3建设工程量 230

6.3.4 投资和成本 234

6.4.1流程I 235

6.4小木浆厂的碱回收 235

6.4.2流程I 237

结语 239

第七章 小型草浆厂碱回收中试实例之一——闪急 240

蒸发及直接苛化燃烧炉的设计设想 240

7.1 概述 240

7.2 移动床提取黑液 241

7.2.1黑液提取的要求 241

7.2.2移动床黑液提取设备原理 242

7.2.3移动床黑液提取工艺与设备 245

7.3 闪急蒸发器 246

7.3.1 草浆黑液对蒸发的要求 246

7.3.2闪急蒸发器原理 248

7.3.4生产性试验 257

7.4 燃烧 260

7.4.1燃烧原理 260

7.4.2扩大试验燃烧炉的情况 262

7.4.3燃烧炉的设计 263

7.5苛化 264

7.5.1苛化工序简介 264

7.6直接苛化 265

7.6.1直接苛化原理 265

7.5.2苛化工序的设计 265

7.6.2直接苛化燃烧反应炉的设计设想 266

7.7 中试的初步结果 267

7.7.1黑液提取 267

7.7.2闪急蒸发 269

第八章 小型草浆厂碱回收中试实例之二——简易蒸 271

发及碱回收炉 271

8.1 小型碱回收工程的历史经验与教训 271

8.2 简易碱回收中试工艺流程 272

8.3 中试结果与讨论 275

8.3.1黑液提取 275

8.3.2简易蒸发 277

8.3.3黑液燃烧 279

8.3.4绿液苛化 281

8.3.5简易碱回收各工序中试实绩的汇总 282

8.3.6成本估计 284

8.4 总结 284

第九章 电渗析法处理草浆黑液并回收碱 286

9.1电渗析技术原理及工艺流程 287

9.1.1一般电渗析器的工作原理 287

9.1.2 处理蒸煮黑液电渗析器工作原理 288

9.1.3 黑液电渗析工艺流程 288

9.1.4 黑液的特点决定电渗析器的结构 289

9.2 黑液电渗析的预处理 290

9.3.1 实例概况 292

9.3.2 运转情况 292

9.3 电渗析法处理碱法草浆黑液实例介绍 292

9.3.3 电渗析运行中其他影响因素 299

9.3.4 电渗析设备问题 302

9.3.5经济评价与前景 304

法综合利用 306

10.1 概述 306

第十章 小型硫酸盐、碱法草浆厂蒸煮黑液烟气酸析 306

10.2 黑液与烟气的预处理 308

10.2.1为什么要预处理 308

10.2.2预处理设备及其设计 309

10.3 黑液酸析与木素分离 312

10.3.1基本原理 312

10.3.2酸析设备 314

10.3.3木素的沉析与分离 315

10.3.4操作控制及运行结果 315

10.3.5烟气酸析硫酸盐、碱法芦苇、稻草、蔗渣浆 318

黑液分离木素技术参数 318

10.4 废液“碱化”回用 322

10.4.1黑液烟气酸析净化反应 323

10.4.2“碱化”运行结果与讨论 325

10.5 木素的性质与用途 328

10.6 经济核算 329

10.6.1黑液烟气酸析分离经素经济核算 329

10.6.2“碱化”部分经济核算 331

10.6.3总效益 331

10.7.1设计依据 332

10.7.2酸析塔尺寸 332

10.7 扩初设计设备投资概算 332

10.7.3木素分离、干燥和包装设备 333

10.7.4配套设施 333

11.1 湿裂化法简介 334

11.1.1 湿裂化原理 334

第十一章 湿裂化法处理草类蒸煮废液 334

11.1.2湿裂化法的特点 335

11.1.3湿裂化法的应用范围 336

11.1.4湿裂化法的研究过程 336

11.2 碱法蒸煮废液的处理 337

11.2.1 工艺流程及说明 338

11.3 湿裂化产物及其利用 343

11.3.1湿裂化气 343

11.3.4黄液 344

11.3.3炭粉 344

11.3.2 焦油 344

11.4 设备特点 345

11.4.1 定型设备 345

11.4.2非定型设备 345

11.5 主要技术经济指标及技术特征 345

11.6 建设条件 346

11.7 亚硫酸钠法蒸煮废液的处理 346

11.7.1 工艺流程 347

11.7.2工艺条件 347

11.7.3湿裂化产物 347

11.7.4主要技术经济指标及技术特征 348

11.7.5建设条件 348

第十二章 木素的工业利用 349

12.1概述 349

12.2蒸煮黑液的提取和黑液的性质 350

7.3.3 闪急蒸发器小型及扩大试验 352

12.3 工业木素的制取和黑液治理 352

12.4 木素的化学改性 356

12.4.1 分散作用 357

12.5木素的工业利用途径与生产过程 359

12.4.2粘合作用 367

12.4.3螯合作用 368

12.4.4其他功能化的化学作用 368

12. 5.1 木素的工业利用途径 369

12.5.2木素的工业生产 369

第十三章 碱性亚钠法草浆蒸煮废液的综合利用 371

13.1 概述 371

13.2 碱性亚钠法草浆蒸煮废液改性机理 371

13.2.1碱性亚钠蒸煮黑液的化学成分 371

13.2.2黑液粘度和浓度、温度的关系 371

13.2.3碱性亚钠草浆黑液波美度与固形物的关系 372

13.2.4改性机理 373

13.3改性工艺流程及工艺技术条件 376

13.3.1 CS-1混凝土减水剂 376

13.3.2 SKH-84水玻璃砂溃散剂 377

13.3.3型煤粘结剂 378

13.4 主要改性设备选择 379

13.4.1反应釜 379

13.4.2喷雾干燥 380

13.4.3蒸汽加热器 385

13.5技术经济分析 387

第十四章 特种沉淀剂分离碱法草浆黑液木素及 388

农药缓释剂的研制 388

14.1 概述 388

14.1.1纸厂生产线上污染点的分布及主要污染源 388

14.1.2蒸煮车间污染物负荷发生量的计算值 393

14.1.4 废液来源与特征 394

14.1.3废液浓度与CODcr浓度的关系 394

14.1.5黑液中木素对水体的危害 396

14.2 综合利用木素中试 398

14.2.1 工艺技术路线 398

14.2.2黑液提取 398

14.2.3沉淀反应 400

14.2.4离心分离 403

14.2.5造粒 404

14.2.6 转筒干燥器 404

14.2.7升膜蒸发器 404

14.2.8 中试车间设备及设施 405

14.3 木素农药颗粒缓释剂在田间试验效果 406

14.3.1 残留动态测定 407

14.3.2残效期测定 407

14.3.4 小结 408

14.3.3田间药效试验 408

14.4 沉淀木素后的清液处理 409

14.4.1 回用的可能性 410

14.4.2回用次数 410

14.4.3 Na＋积累的影响 410

14.5 结语 412

第十五章 碱法草浆黑液酸析木素的初步实践 414

15.1 硫酸酸析木素的原理与工艺流程 414

15.2 酸析木素的工艺参数 417

15.2.1黑液的电化学性能 417

15.2.2沉析木素的工艺条件与参数 418

15.2.3污染负荷的降低 420

15.2.4产品质量 420

15.3日产3t碱木素的设备与设计依据 422

15.3.1中和罐系统的设计依据 422

15.3.2生产设备说明 424

15.3.3设备改造情况 426

15.4 酸析液后处理探讨 427

15.4.1酸析液的预处理 427

15.4.2酸析液培养饲料酵母的试验 427

15.4.3酸析液厌氧发酵生产沼气的试验 428

15.4.4酸析液与洗浆水混合处理 428

15.5碱木素工业应用前景 429

15.5.1 在石油钻探中的应用 429

15.5.2在水泥与混凝土工程中的应用 430

15.5.3改性为木素磺酸盐在耐火材料中的应用 431

15.5.4在合成树脂中的应用 431

15.5.5碱木素—天然橡胶及合成橡胶的补强剂 432

15.6 环境与经济效益分析 433

16.1.1试验工艺 435

指标 435

的研究 435

第十六章 盐酸酸化法回收木素及用作新饲料源 435

16.1 盐酸酸化法提取木素的工艺流程、条件及经济 435

16.1.2试验结果 436

16.1.3经济核算 436

16.2 麦草木素的营养成分 437

16.3 麦草木素饲喂畜禽的效果 437

16.3.1饲喂蛋鸡的效果 437

16.3.2饲喂肉鸡的效果 438

16.3.3饲喂育肥猪的效果 439

16.3.4饲喂毛兔、肉兔的效果 440

16.3.5肉质评定结果 441

16.4 毒理，毒性试验 441

16.4.1种鸡繁殖继代试验 441

16.4.2急性毒性试验 442

16.5 结论 443

16.4.3大剂量肉鸡中毒试验 443

第十七章 亚铵法蒸煮废液的综合利用与农灌、施肥 444

17.1小型亚铵法蒸煮废液的综合利用 444

17.1.1 废水治理方案的制订原则 444

17.1.2废水治理的工艺流程 445

17.1.3 用蒸煮废液生产粘合剂的工程概况 447

17.1.4浓洗浆水化学絮凝的工程概况 450

17.2 氧化塘处理 453

17.2.1 情况与要求 453

17.2.2规划设想 453

17.2.3氧化塘的进出水要求 454

17.2.4 综合治理后的环境效益 455

17.2.5亚铵法制浆废水农灌的关键——废水存贮 455

与输送 455

17.3 中性亚铵废液施肥 456

第十八章 碱法草浆蒸煮废液的厌氧处理 458

18.1 厌氧处理制浆造纸废水概述 458

18.2 UASB厌氧反应器 460

18.3条件控制 462

18.3.1 蒸煮黑液的水质水量特征 462

18.3.2 pH值控制 464

18.3.3有机负荷控制 464

18.3.4温度控制 465

18.3.5有毒物质的控制 465

18.3.6营养控制 465

18.4 UASB反应器的启动 466

18.4.1接种 466

18.4.2污泥的培养和驯化 466

18.5.1污泥颗粒化的意义 467

18.5 颗粒污泥的特性及生成条件 467

18.5.2污泥颗粒化的过程及形成 468

18.5.3颗粒污泥的特性及成分 469

18.6 碱法草浆黑液的厌氧处理试验 470

18.6.1概述 470

18.6.2试验装置及条件 470

18.6.3试验结果 472

18.6.4结果分析 473

18.6.5生物相及污泥形态 482

18.7 厌氧出水的酸析试验 483

18.7.1概述 483

18.7.2试验条件 483

18.7.3试验情况及结果 484

18.8 蒸煮黑液厌氧处理的综合流程 487

18.8.1概述 487

18.8.3未知系统效果预测 489

18.8.2局部处理流程分析 489

18.9.1前提条件 490

18.9 局部流程的技术经济分析 490

18.9.2技术经济分析 491

18.9.3建议的条件及参数 491

第十九章 厌氧混合处理碱法蒸煮黑液和酸性 494

有机废液 494

19.1 概述 494

19.2 厌氧混合处理蒸煮黑液和糖蜜酒精废液 496

19.2.1废水来源 496

19.2.2废水水质 496

19.2.3处理工艺 497

19.3.1废水水质 503

19.3.2黑液与糖蜜酵母废液混合中和 503

19.3 厌氧混合处理蒸煮黑液和糖蜜酵母废液 503

19.3.3厌氧处理 504

19.4 厌氧混合处理蒸煮黑液和糠醛废液 505

19.4.1废水来源 505

19.4.2废水水质 505

19.4.3处理工艺 505

19.4.4黑液和糠醛废液的中和预处理 506

19.4.5厌氧处理 507

19.4.6废水综合处理效果 509

19.5 厌氧混合处理蒸煮黑液和其它酸性有机废液 510

19.6工艺参数 511

19.6.1蒸煮黑液与糖蜜酒精废液混合处理 511

19.6.2蒸煮黑液与糠醛废液混合处理 511

19.7小结 512

20.1引言 513

20.2石灰法草浆蒸煮废液的性质和沼气发酵 513

废液 513

第二十章 UASB与软性填料串联处理石灰法草浆 513

20.3厌氧发酵的基本原理 514

20.4 工业性厌氧发酵装置 517

20.5 石灰法稻草浆浓废液沼气发酵工艺研究（小 519

试） 519

20.5.1 废液成分分析 519

20.5.2 废液的预处理 521

20.5.3 发酵菌种的选择 522

20.5.4 氮、磷添加量对沼气发酵的影响 524

20.5.5 发酵温度的选择 525

20.5.6 间歇发酵COD负荷试验 526

20.5.7 发酵持久性试验 527

20.5.8 连续发酵试验 528

20.5.9 纤维软性填料上流式发酵器连续发酵试验 529

20.5.10钙离子问题 533

20.5.11结论 535

20.6 石灰法稻草浆浓废液沼气发酵（中试） 536

20.7 石灰法稻草浆浓废液沼气发酵经济估算 537

20.7.1 收益 538

20.7.2支出 539

20.7.3 盈余 540

第二十一章 石灰草浆蒸煮废液厌氧消化减少污染 542

技术研究 542

21.1 背景及概述 542

21.2 厌氧消化静态小试 543

21.2.1 试验装置、流程与方法 543

21.2.2 污泥的启动与运行过程 544

21.3 动态16L UASB反应器的试验 546

21.3.1 工艺流程及说明 546

21.3.2 试验过程 547

21.3.3 提高投配率缩短水力停留时间的试验 548

21.3.4 污泥相的变化及污泥颗粒化 551

21.3.5消化过程中影响因素的探讨 554

21.4 动态128L扩大试验 557

21.4.1反应器的特点及试验方法 557

21.4.2 128L与16L反应器的比较 557

21.5 34m8反应器中试 558

21.5.1蒸煮废液的水质、水量调查 558

21.5.2试验方法和过程 560

21.5.3蒸煮废液预酸化试验 562

21.5.4厌氧消化试验过程 566

21.5.5试验过程中的污泥性状 573

21.5.6经济效益的分析 573

21.6 蒸煮废液厌氧消化前预处理小试 574

21.6.1混凝法对废液预处理的试验 575

21.6.3试验结论 577

21.6.2混凝处理后的废液对厌氧消化的影响 577

21.7 废液厌氧消化后出水的化学混凝法处理小试 578

21.7.1试验方法与步骤 578

21.7.2试验过程 579

21.8 废液厌氧消化后出水的好氧与活性炭法处理 586

（小试） 586

21.8.2试验过程 587

21.8.3试验结果讨论 587

21.8.1试验方法 587

21.8.4推荐的流程与费用估算 591

21.9 系统全流程的技术经济分析 592

21.9.1 预处理效率与费用比较 593

21.9.2厌氧出水的后处理费用 593

21.9.3推荐的工艺流程 594

21.10 废液厌氧消化前后碳水化合物及挥发性有机 595

酸变化的初步探索 595

参考文献 596

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