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桉树是一种优良的速生树种,其树种多样性、适应性强、生长快、成熟早,在全世界很多国家中广为种植,以桉木为新的制浆原料已成为必然趋势。桉木CTMP是上个世纪70年代开发的新浆种,与TMP、GW相比,它具有纸浆强度好、磨浆能耗低、原料适应性强等优点,已逐渐得到应用。目前,随着造纸工业的发展和人们对环境的日益关注,对造纸工业废水污染的分析检测和处理显得越来越重要,因此如何处理桉木化机浆废液也成为普遍关注的研究课题。
论文以桉木CTMP制浆废液为研究对象,进行了超滤一改良活性污泥法处理桉木化机浆废液的可行性研究,课题主体可分为如下三个部分:
第一部分从桉木原料的分析实验结果出发,对桉木CTMP制浆废液的特性及污染负荷及进行了分析测定,并探讨了不同工艺条件对废水色度的影响关系。实验中发现,桉木1%NaOH抽出物中除了溶出热水抽提出的物质外,还可溶出部分木素、戊聚糖、己聚糖、树脂及糖醛酸等,它在一定程度上反应了多酚类物质的含量,而聚戊糖和硝酸乙醇纤维素的含量分别反应了蓝桉中半纤维素和纤维素的含量;桉木的热水抽出物中含有大量的酸性物质,其废液本是呈酸性,然而在碱性条件下,有机物质被溶解,使得溶液呈碱性;另外,在污染负荷方面,NaOH用量的增加会使废水污染负荷加大。
第二部分对所得废液进行超滤处理。采用截留相对分子质量为1000~30000的4种超滤膜对桉木CTMP制浆废液(包括化学预处理段及磨浆段)进行处理,找出了最佳处理效果的膜孔径,并用该孔径的膜对4种不同工艺的废液再次进行超滤处理。实验结果表明,用截留相对分子质量为1000~30000的4种滤包对桉木CTMP制浆废液进行了超滤处理,CODcr的去除率为32.9%~63.7%,BOD<,5>的去除率为20.1%~38.0%:得出的最佳膜孔径是截留相对分子质量为10000的滤包;超滤法对废液脱色有较好的效果,本实验的超滤后废液色度为12350~20250C.U.,脱色率达到57.1%~73.8%;超滤浓缩液的固形物含量及其发热值达到可蒸发、浓缩及烧却的要求;超滤膜清洗后,其通量可恢复99%。
第三部分对经过最佳膜孔径的超滤膜处理后的废液进行改良活性污泥法处理。超滤法处理废液的主要缺点是:受超滤膜结构的影响,超滤仅适于大分子质量污染物的去除,而桉木化机浆废液中污染物分子质量分布较宽,超滤法无法截留分子质量较小的物质如低聚糖、挥发酸,因而其CODcr的去除率不可能太高,BOD5的去除率更低。而生化法恰恰相反,厌氧、好氧法对相对分子质量小于5000的有机物均有较好的去除效率,而且好氧法对大分子有机物的去除效率更高于厌氧法。如采用超滤、生化联合的方法处理桉木化机浆废液,则两者在保持各自优点的同时,缺点可互相弥补,这也是本课题的最终研究目的。实验的总效果非常明显,废液的的总去除率平均达到95.4%,BOD5去除率平均达到99.2%,色度(C.U.)去除率平均达到了95.3%。