BCTMP化学机械浆生产过程节水技术研究

摘要

本文对福建某制浆公司针叶木 BCTMP化学机械浆生产工艺过程进行了现场调查研究，收集了实际运行参数，以浆水平衡原理对整个生产工艺物料消耗、清水耗用量进行了分析。研究了各工段废水污染特征的变化情况，重点分析了有机污染物种类和金属元素含量的变化。根据清水用量分配情况，将生产工艺过程分为三个独立的用水操作单元。结合浆水衡算数据和水质特征分析结果，以TS为污染指标，确定了各单元进出水浓度极限值。根据水节点原理，进行了水系统优化设计，对清水用量进行了优化分配，确定了最小清水耗用量，最终实现了节水的目的。主要研究内容与结论归纳如下：
　　（1）根据收集的福建某公司针叶木 BCTMP实际生产运行参数，经过详细的浆水平衡计算可知：生产吨产品耗绝干木片1.18吨，清水耗用量45.0 m3/吨产品，其中制浆车间耗水28.5 m3/吨浆，抄浆车间16.5 m3/吨浆，吨浆产生废水40.0 m3。
　　（2）通过ICP和GC/MS等仪器分析手段，对针叶木BCTMP制浆7种过程水水质特征进行了检测分析。重点分析了对漂白工段影响较大的Fe、Mn、Cu元素，以及会引起设备腐蚀、堵塞的K、Ca、Mg元素。可知：各工段废水中Fe元素含量的变化范围为1.248 mg/L～6.878 mg/L，Mn元素含量的变化范围为0.266 mg/L～2.18 mg/L。Cu元素含量的变化范围为0.206 mg/L～0.726 mg/L，其中木片洗涤水中含量最低，处理排放水中含量最高。三种金属元素之中，Fe含量最高，其中挤压废水中Fe含量是木片洗涤废水的2倍以上，Mn元素含量为4.4倍左右。K元素含量的变化范围为3.762 mg/L～83.74 mg/L，Ca元素含量的变化范围为20.72 mg/L～179.18 mg/L，Mg元素含量的变化范围为1.762 mg/L～35.66 mg/L。7种过程水中主要有机污染物为芳香酸、芳香醇、芳香酮和大分子杂环类物质，其中芳香醇如苏紫香醇、泪杉醇、桉叶醇占有机物总量的30％左右，芳香酮如β-甲基紫罗兰酮等占有机物总量的10%左右，杂环类如氧杂环-9-萘等占有机物总量的16%左右，其余为大分子烯烃、烷烃等。
　　（3）将TS作为主要污染指标，并估算了三个操作单元的极限数据。采用水节点技术原理对三个用水单元进行了系统优化设计，可得最小清水用量为31.1 m3/Adt，节点浓度为4006 mg/L。清水用量由初始的41.1 m3/Adt减少到31.1 m3/Adt，节约新鲜水总用量达26.1%，其中木片洗涤工段清水用量由原来的22.9 m3/Adt减少到16 m3/Adt，该工段节约清水30.1%。

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表目录

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 化学机械浆技术的发展和节水

1.3 制浆造纸工业用水量、排水量

1.4 现代节水技术研究的手段

1.5 研究目标和主要内容

1.6 研究技术路线

第二章 BCTMP制浆工艺平衡计算

2.1 工厂流程介绍

2.2 浆水平衡计算

2.3 浆水平衡计算结果

第三章 BCTMP用水现状分析及评价

3.1 企业环境现状

3.2 评价产污排污状况

3.3 确定审核重点

3.4 分析废弃物产生原因

3.5 评价结论

第四章 各单元水质分析

4.1 试验

4.2 试验方法

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 水系统优化

5.1 水节点技术原理

5.2 水系统优化设计

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 论文创新点

6.3 展望

参考文献

附录

在读期间学术研究

致谢