Особенности воздействия сточных вод целлюлозно-бумажного производства на водные экосистемы северных рек

• Автор: Максименко, Петр Юрьевич
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ЭФФЕКТЫ ВЛИЯНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ЦБП НА СОСТОЯНИЕ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ литературный обзор.

1.1. Химический состав сточных вол ЦБП.

1.1.1. Химический состав древесины.

1.1.2. Побочные продукты процесса варки целлюлозы.

1.1.3. Побочные продукты процесса отбелки целлюлозы.

1.2. Формирование и очистка сточных вод на предприятиях ЦБП.

1.3. Влияние сточных вод ЦБП на рыб и других гидробионтов.

1.3.1. Влияние минеральных компонент сточных вод

1.3.2. Влияние жирорастворимых веществ

1.3.3. Хроническое воздействие сточных вод ЦБП на монооксигеназную активность печени рыб.
1.3.4. Возможная роль соединений восстановленной серы в формировании токсических свойств сточных вод ЦБП.
ГЛАВА П. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ экспериментальная часть
2.1. Методы анализа химического состава природных и сточных вод.
2.1.1. Ионы металлов
2.1.1.1. Определение ртути.
2.1.2. Хлорфенолы и полихлорбифенилы
2.1.3. Нефтепродукты.
2.1.4. Бензапирен.
2.2. Обобщенные показатели состояния природной водной среды.
2.2.1. Пероксидазный метод определения малых концентраций Н2О2
2.2.2. Кинетические параметры внутриводоемных окислительновосстановительных и свободнорадикальных процессов
2.2.2.1. Скорость распада Н2О2.
. Скорость фотохимического образования пероксида
водорода.
2.2.2.З. Ингибиторная способность водной среды.
2 Скорость инициирования и стационарная концентрация
радикалов ОН
2.3. Методы биотестирования
2.3.1. Светящиеся бактерии vi
2.3.2. Микроводоросли vi.
2.3.2.1. Флуориметрическое определение концентрации хлорофилла а
2.3.2.2. Определение фотосинтетической активности.
2.3.2.3. Колориметрическое определение содержания
хлорофилла а и феофитина в нативных пробах воды.
2.3.3. Инфузории ii.
2.3.4. Рачки i .
2.3.5. Рачки ii i
2.3.6. Перекисное окисление липидов ПОЛ липосом.
2.3.7. Анализ мутагенной активности в тесте Эймса
2.3.7.1. Процедура эксперимента.
2.3.7.2. Представление результатов анализа
2.3.8. Статистическая обработка результатов биотестирования
ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ СТОЧНЫХ ВОД ЦБП НА ХИМИЧЕСКОЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕК СЕВЕРОДВИНСКОГО БАССЕЙНА
3.1. Загрязнение верховьев р. Вычегды зона влияния Сыктывкарского ЛПК
3.2. Загрязнение низовьев р. Вычегды зона влияния Котласского ЦБК
3.2.1. Загрязнение р. Вычегды ионами тяжелых металлов
3.1.1.1. Ртутное загрязнение
3.2.2. Хлорфенолы ХФ, иолихлорбифенилы ПХБ, бензаапирен
3.3. Загрязнение р. Сухоны зона влияния Сокольского ЦБК
3.3.1. Загрязнение речных вод ионами тяжелых металлов
3.3.2. Загрязнение речных вод хлорфенолами, нефтепродуктами и бензапиреном.
ГЛАВА IV. РЕДОКСХАРАКТЕРИСТИКИ СТОЧНЫХ ВОД ЦБП И ИХ
ВЛИЯНИЕ НА СОСТОЯНИЕ ПРИРОДНОЙ ВОДНОЙ СРЕДЫ
4.1. Окислительновосстановительный режим сточных вод ЦБП
4.2. Влияние сточных вод ЦБП на редокссостояние и способность природной водной среды к самоочищению
4.2.1. Оценка влияния сточных вод СЛПК на кинетические параметры и редокс состояние р. Вычегды
4.2.2. Сверхокислителыюе редокссостояние низовьев р. Вычегды.
4.2.3. Квазивосстановительное состояние водной среды р. Сухоны
ГЛАВА V. ТОКСИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТОЧНЫХ ВОД ЦБП И ИХ
ВЛИЯНИЕ НА ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИНИМАЮЩИХ ВОДОТОКОВ
5.1. Токсикологические характеристики сточных вод ЦБП
5.1.1. Токсикологические характеристики сточных вод Сыктывкарского ЛПК
5.1.2. Показатели токсичности сточных вод Котласского ЦБК
5.1.3. Токсичность производственных и сточных вод Сокольского ЦБК
5.1.4. Влияние Н2Ог на характеристики сточных вод ЦБП
5.2. Токсикологические и гидробиологические характеристики природных вод
в зоне влияния сбросов ЦБП.
5.2.1.Токсикологические характеристики р. Вычегды
в районе г. Сыктывкара.
5.2.2. Зона влияния Котласского ЦБК.
5.2.3. Зона влияния сточных вод Сокольского ЦБК.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В сильно щелочной среде, в которой происходит варка целлюлозы в крафтпроцессе типичный сульфатный щелок имеет состав ЫаОН , Ыаг5 , ИагСОз , 7 9, происходит частичная ионизация гидроксильных групп как лигнина, так и целлюлозы. Древесина набухает, становится проницаемой для малых молекул. Продукты, образующиеся из лигнина в процессе делигнификации древесины сульфатным способом, имеют полярную природу, часто содержат фенольные и карбоксильные функциональные группы и хорошо растворимы в щелочной среде варочной жидкости. Это простые фенолы, ароматические и алифатические моно и двухосновные карбоновые кислоты, соединения восстановленной серы. Помимо простых фенолов среди ароматических соединений присутствуют соединения, содержащие остатки катехина, гваякола и сиринжила сиреневой кислоты, а также соединения с формил, ацетил, карбоксил и более сложными гидрокси и карбоксикислотными группами в параположении с гидроксигруппой. В дополнение к фенолам, образующимся в ходе делигнификации древесины, фенолы могут образовываться и вследствие декарбоксилирования ргидроксибензойной кислоты, гидролизующейся из твердой древесины в процессе варки . Одновременно с лигнином в раствор переходит и гемицеллюлоза. Частично разрушаются и мономолекулярные остатки альфацеллюлозы. Некоторая часть целлюлозы претерпевает превращение в процессе делигнификации с образованием низкомолекулярных органических кислот изосахарной кислоты, а также широкого спектра других гидроксикислот, моно и двухосновных карбоновых кислот. Кроме того, углеводы в щелочной среде образуют различные ацетил и формилтиофены , тиофеновые карбоксикислоты и алкилциююпентеноны . В черном щелоке найдены также 3метилкатехин и димстилкатехин и высказано предположение, что производные катехина образуются вследствие щелочной деградации и ароматизации углеводов . В крафт сульфатномпроцессе возможно также взаимодействие фрагментов лигнина и углеводов с образованием различного рода СС и С0 связанных агрегатов , . Экстрактивные вещества частично омыляются и также переходят в варочный щелок либо в виде раствора, либо в виде коллоидных взвесей. Продуктами трансформации зри глицеридов и других эфиров в процессе делигнификации в автоклаве являются свободные жирные и смоляные кислоты с различным содержанием двойных связей, а также а, Рненасыщенные кетоны, которые в свою очередь, превращаются в ацетон и метилкетон . Г. Эфиры смоляных кислот входят в состав другого ценного продукта лесохимии канифоли. В крафтпроцессе в щелок переходит до всей массы древесины. Как указывалось, после варки щелок отделяется от целлюлозы, из него удаляется сульфатное мыло, и он направляется на упаривание и сжигание. Водная фракция конденсатов парогазовых смесей, образующихся в процессе варки целлюлозы, содержит низкокипящие органические вещества метанол, ацетон, этанол и др. Остатки черного щелока до 3 вымываются из целлюлозы в процессе отмывки и в составе сточных вод целлюлозного производства направляются на очистные сооружения вместе с остаточными количествами экстрактивных веществ, мелких частиц целлюлозы и сульфолигнина. На очистные сооружения сбрасывается также конденсат от упаривания черного щелока. Побочные продукты ппопссса отбелки целлюлозы. После варки и отмывки в целлюлозе остается 5 лигнина от его исходного содержания в древесине. Более полное удаление лигнина в процессе варки целлюлозы приводит к разрушению целлюлозы и ухудшению качества целевого продукта. Остаточный лигнин придает целлюлозе темную окраску. Бумага, приготовленная из неотбеленной целлюлозы, нестойка па свету темнеет, становится хрупкой, рассыпается. Остаточный лигнин не дает также возможности перерабатывать целлюлозу в вискозу исходное сырье для искусственных волокон и целлофана. Процесс отбелки целлюлозы многостадийный. В качестве первой стадии типовая схема включает стадию обработки целлюлозы при концентрации ее 3 молекулярным хлором с расходом кг на тонну целлюлозы с конечным значением 1,,5. Затем после фильтрации следует стадия экстракции ной целлюлозы щелочью кг на тонну, конечное значение рН. Далее следует стадия повторной отбелки с применением гипохлорита иили диоксида хлора.