造紙廢水論文開題報告

造紙廢水論文開題報告

　　造紙工業(yè)使用木材、稻草、蘆葦、破布等為原料，經(jīng)高溫高壓蒸煮而分離出纖維素，制成紙漿。在生產(chǎn)過程中，最后排出原料中的非纖維素部分成為造紙黑液。這就是造紙的廢水，怎樣處理這樣的廢水是對環(huán)境以及造紙工業(yè)的一大挑戰(zhàn)。

　　造紙廢水開題報告

　　1、課題背景和意義

　　造紙工業(yè)是能耗高、物耗高，對環(huán)境污染嚴(yán)重的行業(yè)之一。造紙工業(yè)的污染問題十分嚴(yán)重，受到了人們普遍的關(guān)注。在世界范圍內(nèi)，造紙工業(yè)廢水都是重要的污染源，例如日本、美國分別將造紙工業(yè)廢水列為六大公害和五大公害之一。

　　在我國，造紙工業(yè)廢水污染已成為造紙生產(chǎn)及相關(guān)行業(yè)能否生存和發(fā)展的關(guān)鍵因素。據(jù)環(huán)保統(tǒng)計公報數(shù)字表明，縣及縣以上制漿造紙和紙制品廢水排放量占全國工業(yè)總排放量的11%，僅次于化學(xué)工業(yè)及鋼鐵工業(yè)的年排水量，居第三位，其中達(dá)標(biāo)排放量僅占造紙總排放量的14%，排放廢水中COD約占全國總排放量的45%。

　　目前我國造紙工業(yè)廢水排放量及COD排放量均居我國各類工業(yè)排放量的首位[1]。 近年經(jīng)多方不懈努力，造紙工業(yè)廢水污染防治已經(jīng)取得了一定的成績，雖然紙及紙板產(chǎn)量逐年增加，但排放廢水中的COD卻逐年降低。由此看出，造紙工業(yè)初步實現(xiàn)了增產(chǎn)減污的目標(biāo)。但目前造紙行業(yè)約占排放總量50%的廢水尚未進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理，廢水污染防治任務(wù)還相當(dāng)繁重。

　　制漿造紙廢水是指化學(xué)法制漿產(chǎn)生的蒸煮廢液(又稱黑液、紅液)，洗漿漂白過程中產(chǎn)生的中段水及抄紙工序中產(chǎn)生的白水，它們都對環(huán)境有著嚴(yán)重的污染。

　　一般每生產(chǎn)1 t硫酸鹽漿就有1 t有機物和400 kg堿類、硫化物溶解于黑液中;生產(chǎn)1 t亞硫酸鹽漿約有900 kg有機物和200 kg氧化物(鈣、鎂等)和硫化物溶于紅液中。廢液排入江河中不僅嚴(yán)重污染水源，也會造成大量的資源浪費[2]。

　　近年來，一些以制漿造紙為主要工藝的小型企業(yè)由于受白水困擾被迫停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)。隨著造紙行業(yè)的發(fā)展，受原料林資源的約束，廢紙作為再生纖維資源在造紙工業(yè)原料中的重要性與日俱增，我國產(chǎn)量名列前幾位的造紙企業(yè)大部分是以廢紙為原料。

　　廢紙作為造紙原料之一，即可減輕環(huán)境污染，又可減少森林砍伐，節(jié)省原料纖維資源，緩解原料緊張局面，經(jīng)濟(jì)和社會效益十分顯著。盡管廢紙造紙廢水污染物產(chǎn)量比化學(xué)制漿造紙減少了85%以上，但廢水的COD、SS濃度仍然較高[3]。

　　某造紙廠主要以商品木漿為原料，生產(chǎn)各色特種裝飾鈦白印刷面紙、平衡紙系列、印花原紙系列、瓜子袋紙系列、特種長纖維紙系列、水松紙產(chǎn)品等各種高檔特種工業(yè)印刷紙以及文化用紙，總產(chǎn)量為1.2萬t/a，排放造紙廢水約8000t/d。

　　目前，這些廢水若未經(jīng)處理就排入附近水體，將對環(huán)境造成嚴(yán)重污染[1 ～4] ，同時該廠生產(chǎn)耗水量大，如處理后進(jìn)行回用，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益廢液排入江河中不僅嚴(yán)重污染水源，也會造成大量的資源浪費。所以對造紙廢水的處理在我國也是非常重要的，其中造紙白水對環(huán)境造成的影響,是本論文論述的主要觀點。

　　2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　2.1、造紙工藝

　　目前國內(nèi)廢紙造紙主要流程為碎漿、磨漿、篩選、打漿、造紙、烘干、卷取等[4]。 簡要流程如下：

　　圖1 造紙工藝流程

　　2.2 、處理工藝

　　目前國內(nèi)外針對白水所采用的處理工藝主要有以下幾種：

　　2.2.1、氣浮法

　　氣浮法是白水處理中較常用的方法。白水中所含的物質(zhì)為短纖維、填料、膠狀物以及溶解物，它經(jīng)過調(diào)節(jié)后在氣浮池內(nèi)與減壓后的溶氣水混合，進(jìn)行氣浮操作過程。完成分離后，清水入清水池供紙機回用，短纖維進(jìn)入漿池供造紙機回用。氣浮法在我國造紙企業(yè)中有較廣的應(yīng)用。

　　2.2.2、絮凝法

　　絮凝法在造紙白水處理中也有應(yīng)用，即利用適當(dāng)?shù)男跄齽┨幚韽U水，可以使其中的細(xì)小纖維和其他細(xì)小固體顆粒懸浮物沉淀下來。在造紙白水的處理過程中，造紙白水先經(jīng)微孔過濾處理回收纖維，降低白水中的懸浮物含量，再加入混凝劑和助凝劑，使白水中的細(xì)小纖 維、填料、膠體性物質(zhì)及部分溶解性有機物聚沉，處理后的澄清水可完全回用于生產(chǎn)或排放。

　　化學(xué)絮凝處理造紙白水具有投資少、工期短、處理系統(tǒng)運行管理簡單、操作靈活、處理效果好等特點。能有效去除再生造紙廢水中的SS、色度以及有機物等，得到的泥漿經(jīng)過適當(dāng)處理后還能用作生產(chǎn)箱紙板的紙漿，處理的上清液可以作為工業(yè)水循環(huán)使用，因此，其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益相當(dāng)顯著。

　　2.2.3、過濾法

　　應(yīng)用于白水處理的過濾法常見的有兩種：真空過濾法和微濾法。

　　真空過濾法具有過濾速度快、處理量大、工藝過程穩(wěn)定、占地面積小、基建費用少、運行費用低等特點，處理后的白水可直接用于造紙過程。近年來國內(nèi)的一些大型造紙企業(yè)大力推廣真空過濾機用于白水處理，使得白水的處理與循環(huán)回用的程度大大提高。

　　微濾法采用的過濾介質(zhì)為不銹鋼絲網(wǎng)或化纖網(wǎng)，其過濾孔徑的大小可根據(jù)用戶的廢水種類、濃度等的不同而隨意選擇，最小孔徑當(dāng)量可小于20 um。其優(yōu)點更在于工藝簡單、占地少、投資省;過濾能力大、效率高、運行費用低、操作極其簡便。

　　2.2.4、膜分離法

　　膜分離技術(shù)處理造紙白水，可以較徹底去除造紙白水中的金屬離子和溶解性無機鹽物質(zhì)，是實現(xiàn)造紙零排放目標(biāo)的有效措施之一。然而，膜分離法處理水量能力不大、費用較高，在用于造紙白水處理方面還處于實驗室的研究階段，距離實際生產(chǎn)還有很長的路要走[5]。

　　3、課題主要內(nèi)容

　　1、設(shè)計流量：Q=1500 m3/d Kz=1.1

　　2、進(jìn)出水水質(zhì)，最后出水符合《遼寧省污水與廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 21-60-89)二級標(biāo)準(zhǔn)

　　3、運用大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識，理論和畢業(yè)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，對造紙生產(chǎn)工藝的`最終出水進(jìn)行處理設(shè)計。

　　4、污水處理工藝流程的確定 5、主要構(gòu)筑物設(shè)計計算

　　6、依據(jù)具體地形對污水處理廠進(jìn)行平面布置。

　　7、高程布置。

　　8、并對建成的運行管理提出要求和建議。

　　9、在對造紙廢水(白水)進(jìn)行設(shè)計過程中，要知道造紙廢水中是多種多樣的，不能設(shè)想只用一種處理方法，就能把污染物取值殆盡，往往要采用多種方法組合的處理工藝系統(tǒng)，才能達(dá)到處理效果。應(yīng)盡量選取較好的處理方法。

　　10、在對廢水處理工程設(shè)計過程中，應(yīng)盡量運用清潔生產(chǎn)的理念，降低廢水中復(fù)雜成分，使得在后續(xù)廢水處理中降低難度和提高效率。

　　4、課題研究方案

　　廢紙回收利用過程中，從工藝上分為抄紙段產(chǎn)生的廢水稱為白水。由于白水日排水量 大，含有大量的軟纖維和填料，懸浮物含量高，它所引起的污染令世人矚目。目前，國內(nèi)外處理造紙自水的方法主要有氣浮法、絮凝沉淀法、過濾法、膜分離法等，綜合各種方法的優(yōu)缺點，我選擇氣浮法進(jìn)行對造紙污水(白水)進(jìn)行處理。

　　采用混凝氣浮為主的工藝流程處理造紙廢水，處理后出水SS、CODcr和BOD5的平均去除率分別達(dá)到90%、74%和80%以上，出水達(dá)到設(shè)計要求，可以直接回用于生產(chǎn)工藝中，并可回收紙漿。實現(xiàn)了生產(chǎn)用水的閉路循環(huán)運行，達(dá)到了廢水零排放。此工藝避免了生化處理占地面積大、投資和運行費用高等缺點，并且處理費用低，運行穩(wěn)定，維護(hù)簡單，具有顯著的環(huán)境效益。氣浮法在我國處理造紙污水(白水)普遍使用，氣浮法不僅經(jīng)濟(jì)效應(yīng)低，并且處理效果非常好，占地面小，運行操作簡單[6]。

　　結(jié)合造紙廢水目水質(zhì)的特點，實驗擬采用采用混凝氣浮+水解酸化+接觸氧化的處理工藝。

　　5、日程安排

　　1、資料收集、方案對比 2017.3.17～2017.3.23 一周

　　2、撰寫開題報告、開題答辯、英文翻譯 2017.3.24～2017.3.30 一周

　　3、主體構(gòu)筑物設(shè)計計算 2017.3.31～2017.4.6 一周

　　4、附屬構(gòu)筑物及高程設(shè)計計算 2017.4.7～2017.4.13 一周

　　5、流程圖、總平面圖繪制 2017.4.14～2017.4.20 一周

　　6、高程圖繪制 2017.4.21～2017.4.27 一周

　　7、構(gòu)筑物圖繪制 2017.4.28～201.5.4一周

　　8、構(gòu)筑物圖繪制 2017.5.5～2017.5.11 一周

　　9、構(gòu)筑物圖繪制 2017.5.12～2017.5.18 一周

　　10 、設(shè)計說明書編制 2017.5.19～2008.5.25 一周

　　11 、修改設(shè)計說明書 2017.5.26～2017.6.1 一周

　　12 、修改圖紙 2017.6.2～2017.6.8 一周

　　13 、畢業(yè)設(shè)計答辯 2017.6.9~2017.6.15 一周

　　6、參考文獻(xiàn)

　　[1] 田啟平.斜網(wǎng)-混凝沉淀-二段A/O組合工藝處理造紙廢水的研究.浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文.2007,2.

　　[2] 胡雪蓮,葉新強,龐艷.生化法處理廢紙再生造紙廢水.環(huán)境工程.2004.6,22(3):43~44. [3] 丘旭平.非脫墨廢紙造紙廢水處理工藝研究及實例.造紙科學(xué)與技術(shù).2007,26(3):60~62.

　　[4] 董海山.廢紙造紙廢水處理技術(shù)研究與治理實例.中國造紙.2006,25(5):34~36. [5] 萬金泉,王艷,張燕聰?shù)?廢紙造紙廢水特點及其處理技術(shù).造紙科學(xué)與技術(shù).2005,24(5):58~60.

　　[6] 景鋒,王耀新,宋文菊.聚合氯化鋁和PAM處理造紙廢水中白水的機理和效果.黑龍江環(huán)境通報.2002,26(2):30~31。

　　擴(kuò)展閱讀：造紙廢水處理方法

　　造紙廢水主要來自造紙工業(yè)生產(chǎn)中的制漿和抄紙兩個生產(chǎn)過程。制漿是把植物原料中的纖維分離出來，制成漿料，再經(jīng)漂白，這個過程會產(chǎn)生大量的造紙廢水;抄紙是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘干，制成紙張，這個過程也容易產(chǎn)生造紙廢水。

　　制漿產(chǎn)生的造紙廢水，污染最為嚴(yán)重。洗漿時排出廢水呈黑褐色，稱為黑水，黑水中污染物濃度很高，BOD高達(dá)5—40g/L，含有大量纖維、無機鹽和色素。漂白工序排出的造紙廢水也含有大量的酸堿物質(zhì)。抄紙機排出的造紙廢水，稱為白水，其中含有大量纖維和在生產(chǎn)過程中添加的填料和膠料。

　　造紙廢水處理應(yīng)著重于提高循環(huán)用水率，減少用水量和廢水排放量，同時也應(yīng)積極探索各種可靠、經(jīng)濟(jì)和能夠充分利用廢水中有用資源的廢水處理方法。例如：浮選廢水處理法可回收白水中纖維性固體物質(zhì)，回收率可達(dá)95%，澄清水可回用;燃燒廢水處理法可回收黑水中氫氧化鈉、硫化鈉、硫酸鈉以及同有機物結(jié)合的其他鈉鹽。中和廢水處理法調(diào)節(jié)廢水pH值;混凝沉淀或浮選法可去除廢水中懸浮固體;化學(xué)沉淀法可脫色;生物處理法可去除BOD，對牛皮紙廢水較有效;濕式氧化法處理亞硫酸紙漿廢水較為成功。此外，國內(nèi)外也有采用反滲透、超過濾、電滲析等造紙廢水處理方法。

　　超導(dǎo)高梯度磁力處理法：

　　高梯度磁力分離凈化技術(shù)是用來處理廢水的一種新方法，由于它不會產(chǎn)生雜質(zhì)例如凝絮物，使在短時間內(nèi)處理大量廢水成為可行。

　　日本Osaka大學(xué)能量和環(huán)境工程系科技人員研究了采用磁力分離系統(tǒng)處理造紙工廠廢水。試驗車間處理造紙廢水為2000 t/d，進(jìn)行循環(huán)運轉(zhuǎn)達(dá)到磁力分離后水中化學(xué)需氧量(CODCr)<40 mg/L。超導(dǎo)磁力管NbTi螺旋管長680 mm、內(nèi)徑400 mm。

　　該系統(tǒng)主要由混合槽(磁力晶種槽，晶種為有機物、紙漿和染料)、沉淀槽和超導(dǎo)磁力管組成。通過超導(dǎo)磁力分離管內(nèi)的磁力作用，俘獲磁力顆粒和有機聚合物如紙漿和顏料，浮選出磁力短纖維和填料，一部分磁力短纖維和填料通過重力沉降作用，在沉淀槽中沉出，有助于減少循環(huán)水經(jīng)過磁力管時的短纖維和填料量。該系統(tǒng)已成功地運轉(zhuǎn)了幾個月，取得較為滿意的效果。

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