随着我国国民经济的飞速发展，工业污染和生态破坏也以前所未有的速度发展，使人们充分认识到开发资源、保护环境和发展经济必须走相互协调的可持续发展之路。我国是以煤炭为主要能源的国家，与此相应的环境污染，特别是二氧化硫废气污染居世界前列；制浆造纸业是我国国民经济的一大产业，目前我国造纸业产量虽已跃居世界第三位，但造纸业现状令人堪忧，存在原料短缺、企业生产规模小、总体技术与装备落后、资源与能源消耗高等问题，由此产生的废水污染与发达国家相比要严重得多，能否解决好我国造纸工业的水污染问题，不仅关系到造纸工业自身的生存与发展，也关系到我国生态环境质量的改善。 针对中国农业严重缺钾，二氧化硫废气和造纸黑液严重污染环境的实际国情，本课题提出用超重力技术治理矿业二氧化硫污染，用离子交换法制备造纸药剂亚硫酸钾，用于发展亚钾法制浆造纸，并对制浆废液的后处理进行研究，这不仅可解决造纸厂制浆废液的污染问题，而且对我国农业具有重要意义。 本文首次系统研究以钾矿生产的氯化钾和二氧化硫废气为原料，通过离子交换技术制取造纸药剂。首先对由KCl和铵碱法吸收SO2废气的产品[(NH4)2SO3]用离子交换法制备K2SO3进行了研究，得到了单柱和双柱离子交换的最佳实验条件。单柱操作时通过控制交换液的浓度和流速，K2SO3最大浓度可达2.7mol/L，能较好地满足制浆要求；双柱串联可提高原料转化率和树脂利用率，增大流出液中高浓度K2SO3所占体积比例。由于K2SO3的热稳定性较差，进一步提高浓度困难，所以开发了以KOH吸收SO2废气制取K2SO3的生产路线，对以KCl和NH3·H2O为原料制备KOH进行了研究，确定了最佳实验条件。KOH较K2SO3稳定，可采取一般的蒸浓方法将KOH稀溶液浓缩，进而吸收SO2废气制备高浓度甚至固体K2SO3。 根据亚钾法和亚铵法蒸煮条件基本相同，本文提出对我国东北地区丰富的稻草资源采用亚钾和亚铵适当复配作制浆蒸煮药剂，在保证纸浆得率、白度、硬度等质量的前提下，采用本法制浆可大大降低生产成本，同时造纸废液中还含有我国农业急需的钾元素，可直接灌溉农田，为解决我国中小型造纸厂的污染问题提供了新的途径，具有极大的推广价值。 根据处理造纸废水过程中需大批量测定样品、分析成本高的实际情况，本文对COD值测定方法进行了改进，首次提出以MnSO4代替Ag2SO4作催化剂采用开管加热消解法快速测定废水COD，该方法降低了分析成本，且使样品的回流时间由2h缩短到12min，而准确度和精密度同标准法及Ag2SO4作催化剂的开管法基本相同。此法取样量少，消解速率快，适用于大批量水样的测定。 本课题以造纸工业废水治理为研究对象，系统研究造纸工业废水的治理方法，取得了较为满意的效果。 采用预氧化—混凝沉淀法处理制浆造纸废水：研究了以氯化铁、聚丙烯酰胺为混凝剂，氢氧化钙为助凝剂的混凝沉淀法和KMnO4预氧化的最佳实验条件。实验结果表明：预氧化—混凝沉淀法对造纸废水的处理有较好的效果，其COD的去除率达93.42％，比混凝沉淀法提高了26.8％。 乳化液膜分离是一种高效、快速、节能的新型分离技术，本研究讨论其在造纸废水处理中的应用，探讨了制得稳定乳化液膜的条件及不同实验因素(如表面活性剂浓度、内相试剂种类、载体用量、制乳时间、搅拌速度、乳水比、油内比等)的影响。通过多次实验，确定了最佳实验条件。造纸工业废水(COD=988mg/L)经处理后，COD去除率约为85％，色度去除率为98％左右，有很好的净水效果，并且油相可重复利用。用乳化液膜法处理造纸废水，具有很好的经济和环境效益。 采用实验室制备的淀粉—丙烯酰胺接枝物和聚硅酸硫酸铝混凝剂对造纸废水进行处理，考察了pH值、药剂用量及沉降时间等对COD去除率和透光度的影响，得出了最佳实验条件。在最佳条件下处理水样：COD去除率为85％以上，透光率达99％，该混凝剂对于低浊度高色度水的处理具有优异的絮凝性能。 由虾壳制备壳聚糖用于制浆造纸废水的处理，考察了pH值、壳聚糖用量、搅拌速率及沉降时间等对COD去除率和透光度的影响，实验结果表明，壳聚糖净水效果明显优于无机混凝剂硫酸铝；将壳聚糖与硫酸铝进行配比制得复合净水剂处理制浆造纸废水，可进一步提高COD的去除率，去除率可达85％以上。该混凝剂以废治废，不仅有较高COD去除率，又可以避免二次污染，有较好的环保效果。