造纸废液处理及资源化利用研究

论文摘要

针对浓缩法造纸废液处理技术投资大、能耗高、资源化收益低及中小型企业难于实施等问题,通过系统的实验研究,提出能够有效分离木质素的碱析分离法造纸废液处理技术,并对木质素的改性进行了探讨。研究了体系pH值、碱析剂加入量、反应温度和时间等因素对木质素分离的影响,结果表明,pH值对木质素磺酸盐与钙离子间络合作用影响显著,碱析分离法的优化条件为:pH值为11-13,钙离子加入量8g/L,反应温度40℃,反应时间30min。对分离产物进行红外光谱和热失重分析可知,所得分离产物与木质素磺酸盐的结构近似,为一系列木质素磺酸盐的混合物。研究了木质素的磺化改性方法,得出了以亚硫酸钠为磺化剂、过氧化氢为氧化剂的预氧化磺化工艺。预氧化的优化工艺条件为:氧化剂用量为木质素磺酸钠用量的5%,反应温度为90℃,反应时间为2h。磺化的优化工艺条件为:亚硫酸钠用量为木质素磺酸钠用量的60%-80%,体系pH值为10-12,反应温度为70℃,反应时间为3.5h。通过缓蚀协同效应研究,利用分离产物制备了一种缓蚀剂,其优化组分（以质量计）为,木质素磺酸钠:苯甲酸铵:VC:钨酸钠:硫酸锌:硫脲:六次甲基四胺=1:1:0.6:0.3:0.8:0.8:0.4。在模拟水介质中,对复配缓蚀剂进行动电位极化曲线分析和化学阻抗图分析可知,该缓蚀剂属于碳钢的以阳极为主的混合性缓蚀剂,随着缓蚀剂浓度增加,其对碳钢的保护作用增大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 木质素
• 1.1.1 天然木质素的结构
• 1.1.2 工业木质素磺酸盐结构
• 1.1.3 木质素磺酸盐的表面物化性质
• 1.2 造纸废水处理技术
• 1.2.1 造纸废水
• 1.2.2 造纸废水处理技术
• 1.3 工业木质素磺酸盐的改性方法
• 1.3.1 工业木质素磺酸盐的化学改性
• 1.3.2 工业木质素磺酸盐的物理改性
• 1.3.3 工业木质素磺酸盐的复合改性
• 1.4 木质素在工业上的主要应用
• 1.4.1 分散剂
• 1.4.2 絮凝剂
• 1.4.3 缓蚀剂
• 1.5 研究内容及意义
• 第二章 碱析分离法造纸废液处理技术研究
• 2.1 实验原料与仪器
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验原理与方法
• 2.2.1 实验原理
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 仪器测试
• 2.3.1 红外光谱测试
• 2.3.2 热失重测试
• 2.3.3 水样的COD值测试
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 pH值对处理效果的影响
• 2.4.2 钙离子投加量对处理效果的影响
• 2.4.3 反应温度对处理效果的影响
• 2.4.4 反应时间对效果的影响
• 2.4.5 分离产物的红外光谱分析
• 2.4.6 分离产物的热失重分析
• 2.5 小结
• 第三章 木质素磺化改性方法研究
• 3.1 实验试剂与仪器
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 实验原理和方法
• 3.2.1 实验原理
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 测试方法
• 3.3.1 流变性能测试原理
• 3.3.2 流变性能测试方法
• 3.3.3 流变性能的表示方法
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 磺化剂的选择
• 3.4.2 氧化剂的选择
• 3.4.3 氧化工艺条件的确定
• 3.4.4 预氧化磺化工艺的确定
• 3.5 小结
• 第四章 木质素磺酸盐缓蚀剂研究
• 4.1 实验原料与仪器
• 4.1.1 实验药品
• 4.1.2 仪器
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 缓蚀剂配方设定原理
• 4.2.2 缓蚀剂配方选用原则
• 4.2.3 缓蚀剂配方选用要求
• 4.2.4 配方方案
• 4.3 缓蚀性能的评价
• 4.3.1 失重法评价缓蚀性能
• 4.3.2 电化学极化曲线测试
• 4.3.3 电化学阻抗法评价缓蚀性能
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 木质素磺酸钠的缓蚀性能
• 4.4.2 木质素磺酸钠的二元复配
• 4.4.3 木质素磺酸钠复配的正交试验
• 4.4.4 复配缓蚀剂在自来水中的缓蚀性能研究
• 4.4.5 碳钢在模拟溶液的动电位极化曲线研究
• 4.4.6 碳钢在模拟溶液电化学阻抗研究
• 4.5 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者及导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书