不同米蛋白组分与铅的结合规律

为了探究不同米蛋白组分与重金属铅（Pb²⁺）的结合规律，从动力学、热力学角度对3种水不溶性米蛋白（球蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白）与Pb²⁺的结合特征进行了分析。结果表明：3种蛋白质与Pb²⁺的结合均很迅速，30 min即可达到反应平衡；醇溶蛋白对Pb²⁺的结合能力最强，平衡结合量达20.54 mg/g；米蛋白与Pb²⁺的结合过程符合准二级动力学模型，Langmuir等温吸附模型的拟合效果（R²=0.980~0.995）要优于Freundlich模型（R²=0.847~0.987），说明两者结合以化学吸附为主；热力学参数ΔS°> 0、ΔH°> 0、ΔG°< 0，说明3种米蛋白与Pb²⁺的结合均为自发、熵驱动的吸热反应。X射线光电子能谱（XPS）表明醇溶蛋白与Pb²⁺结合后，N1s和S2p的特征峰强度显著降低（P<0.05），说明Pb²⁺主要与醇溶蛋白中的含氮、含硫基团相结合。扫描电镜（SEM）显示醇溶蛋白与Pb²⁺结合后，颗粒发生聚集，呈致密团块状结构，进一步验证了Pb²⁺和醇溶蛋白的结合。     

综合法二氧化氯生产系统废水除铬实例

以某浆纸厂含铬废水处理工程实例为研究对象,针对综合利用自产化学药品和现有设备开发的间歇性六价铬（Cr⁶⁺）综合处理系统,探讨了二氧化氯车间Cr⁶⁺废水产生原因及性质,根据不同的反应池pH值、反应温度、反应时间和硫磺投加量对废水中Cr⁶⁺还原效果的影响,确定了二氧化硫还原法去除Cr⁶⁺的最佳反应条件,并结合实际生产数据,展示了Cr⁶⁺还原效果。结果表明,有效去除高浓度含铬废水中Cr⁶⁺的条件为：pH值=2~4、反应温度控制在40~60 ℃、硫磺投加量为理论反应所需投加量的1.4~1.6倍、反应时间40 min。3次二氧化氯车间停修废水出水中Cr⁶⁺含量均低于0.005 mg/L,总铬含量均低于0.06 mg/L,符合《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）中的要求,证实了间歇性Cr⁶⁺综合处理系统处理的有效性。     

碳泡沫阴极电-Fenton深度处理造纸废水研究

本研究通过蔗糖发泡-碳化工艺制备了碳泡沫阴极材料并应用于电-Fenton深度处理造纸废水。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）对碳泡沫阴极表面形貌和化学结构进行表征。以COD_Cr去除率为评价指标,考察了阴极材料、反应时间、初始pH值、Fe²⁺投加量和电流密度对造纸废水深度处理效果的影响。结果表明,碳泡沫由大量孔洞结构堆叠而成,表面存在含氧官能团。反应时间180 min、pH值3、Fe²⁺投加量0.5 mmol/L、电流密度200 mA/cm²时,以碳泡沫为阴极的电-Fenton深度处理造纸废水的COD_Cr去除率最高,达到88.4%,相比常规碳毡阴极提高了1.3倍。以碳泡沫为阴极的电-Fenton深度处理造纸废水法具有良好的稳定性,10次循环的COD_Cr去除率均超过85%,效率降低率不超过5%。     

纸基吸附-分离材料的制备及其应用性能

以杨木化机浆为原料,以柠檬酸（多元酸）为改性剂,基于造纸工艺技术,制备了低成本、易回收、高重金属离子吸附容量和高效油水分离的木质纤维纸基吸附-分离材料。柠檬酸改性可同时提高木质纤维之间的交联程度和羧基含量,进而提高纸基吸附-分离材料的湿强度和增加重金属离子吸附位点。研究结果显示,纸基吸附-分离材料的湿抗张指数可达其干抗张指数的40%~50%,羧基含量最高可达0.66 mmol/g。随柠檬酸浓度提高,纸基吸附-分离材料对重金属离子的吸附容量显著提高,其吸附动力学和热力学均很好地拟合了准二级方程和Langmuir模型（相关系数R²≥0.998）,对Cu²⁺和Pb²⁺的理论最大吸附容量分别达到44.29和132.1 mg/g。此外,高羧基含量使纸基吸附-分离材料亲水性显著增强,并赋予其优良的油水分离性能,最大水下油接触角可达155°以上,油水分离效率可达99.8%以上。该多功能纸基吸附-分离材料克服了传统吸附剂和油水分离材料的缺点,可同时进行高效的重金属离子吸附去除和油水分离,并且具备了大规模生产的潜力,在工业废水处理领域具有重要的应用前景。     

CMC与金属离子螯合及其产物用作纸张阻燃助剂的研究

将羧甲基纤维素钠（CMC）与Cu²⁺、Ca²⁺进行螯合反应,用紫外可见分光光度仪测定其吸收光谱,探讨螯合物最佳螯合比及其热稳定性,并将其浸渍到定性滤纸中研究其阻燃性能。结果表明,Cu²⁺与CMC螯合物在205 nm处有最大吸收峰,且为单吸收峰,—COO^-反应活性强于—OH,可判定CMC与Cu²⁺螯合反应中,—COO^-参与和Cu²⁺的螯合,—OH未参与反应,推测出最佳螯合比为1;CMC与Ca²⁺螯合时,当螯合比c(Ca²⁺)/c(—COO^-)小于1时,螯合物表现为双吸收峰,最大吸收波长分别为192、228 nm,表明—COO^-与—OH均参与到螯合反应中,当螯合比大于1时,螯合物表现为单吸收峰,最大吸收波长为192 nm,仅有—COO^-参与和Ca²⁺的螯合反应,并推测出最佳螯合比为2。热重分析表明,螯合物质量残留百分比均高于10%,定性滤纸质量残留百分比仅为2.87%,螯合物相较定性滤纸具有更好的热稳定性。将CMC、CMC-Cu、CMC-Ca浸渍定性滤纸,能赋予滤纸阻燃性,且经CMC-Ca处理后的定性滤纸阻燃效果最优,其极限氧指数值可达24.9%,炭化长度仅为68 mm。     

高级氧化集成技术深度处理造纸废水工艺研究

本课题介绍一种活性炭吸附+芬顿氧化+臭氧催化氧化的高级氧化集成技术,并将其应用于造纸废水处理。结果表明,最佳处理条件为：活性炭添加量为0.5 g/L,吸附时间30 min,COD_Cr去除率达60%;芬顿氧化工艺处理活性炭吸附出水时,H₂O₂添加量为0.25 g/L,n(Fe²⁺):n(H₂O₂)=1:4、反应时间为1 h,COD_Cr去除率最高可达到32%;臭氧催化氧化处理芬顿氧化出水时,臭氧浓度为10%,H₂O₂加入量为0.1 g/L,气液比为2:1,反应时间为1.0 h,去除效果最佳。该高级氧化集成技术可将废水COD_Cr从180 mg/L降至25 mg/L,去除率为86.1%;达到地表水准Ⅳ类,综合运行成本为8.9元/t。     

离子交换树脂在造纸废水脱盐中的应用研究

本研究采用732氢型阳离子交换树脂（以下简称阳离子树脂）、201×7氢氧型阴离子交换树脂（以下简称阴离子树脂）对造纸废水进行脱盐处理,研究了树脂在静态吸附和动态吸附过程中对造纸废水中离子的吸附性能。结果表明,阳离子树脂对造纸废水中Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和Fe³⁺均有明显的去除效果,阴离子树脂对Cl^-和SO₄^2-有明显的去除效果。吸附时间为15 min、阳离子树脂∶阴离子树脂=1.2∶1.4（质量比）,阳、阴离子树脂联用脱盐效果最佳。动态吸附过程中,随着流速增大,阳、阴离子树脂对离子的去除效果逐渐减弱,阳离子树脂适宜动态吸附流速为4~12 BV/h,阴离子树脂适宜动态吸附流速为4~10 BV/h。阳离子树脂的最佳再生条件为动态吸附流速4 BV/h、质量分数4%、体积3 BV,阳离子树脂再生率为94%;阴离子树脂的最佳再生条件为动态吸附流速4 BV/h、质量分数5%、体积3 BV、阴离子树脂再生率为84%。饱和吸附后树脂多次充分再生情况下,阳离子树脂再生率保持在90%以上,阴离子树脂再生率保持在80%以上。     

果胶/聚间苯二胺凝胶珠的制备和表征及其对铅（II）吸附性能的研究

以低酯果胶和CaCl₂为原料,采用离子交联法制备果胶凝胶珠,然后在果胶凝胶珠表面组装聚间苯二胺,制备新型果胶/聚间苯二胺凝胶珠并用于铅（II）的吸附。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）,扫描电子显微镜（SEM）,X射线衍射（XRD）,热重分析（TGA）,比表面积与孔隙度分析（BET）和能量色散X射线（EDX）对其结构进行了表征,并探究了初始pH、吸附时间、铅（II）初始浓度、吸附剂添加量和共存其它金属离子等条件对铅（II）吸附性能的影响。结果表明,与果胶凝胶珠相比,果胶/聚间苯二胺凝胶珠的比表面积与热稳定性有着显著提高,在相同条件下其对铅（II）的吸附性能更好。吸附过程与朗缪尔等温线模型和准二级动力学模型非常吻合,表明吸附是单分子层并且吸附过程是由化学吸附主导的。果胶/聚间苯二胺凝胶珠对铅（II）的最大吸附容量为352.03 mg/g,远高于果胶凝胶珠（162.99 mg/g）。钠（I）和钙（II）的共存对铅（II）的吸附具有一定程度的抑制作用。在三种重金属离子（铅（II）,铁（II）,铜（II））体系下,果胶/聚间苯二胺凝胶珠对重金属离子的亲和力为铅（II）>铁（II）>铜（II）。吸附铅（II）的机理可能是钙（II）与铅（II）的离子交换,与含氧官能团和含氮官能团的螯合作用以及静电相互作用。在5个吸附/解吸循环后,果胶/聚间苯二胺凝胶珠显示出良好的再生能力（去除率为90%）。果胶/聚间苯二胺凝胶珠可以作为一种去除铅（II）的吸附剂。     

电絮凝技术在棉浆黑液处理上的应用

分别采用电絮凝法、化学絮凝法和混凝-电絮凝复合工艺对棉浆稀黑液进行处理。结果表明,采用电絮凝法,当初始pH值为9.0、电流密度为150 A/m²、反应时间为90 min时,COD_Cr和色度的去除率分别达到64.0%和88.6%;初始棉浆稀黑液浓度和NaCl浓度对处理效果影响不大。采用化学絮凝法,当初始pH值为6.0、PAC用量为500 mg/L、CPAM用量为3 mg/L时,COD_Cr与色度的去除率分别能达到39.3%和78.2%。采用混凝-电絮凝复合工艺,在初始pH值为9.0、PAC用量为200 mg/L、电流密度为100 A/m²、反应时间为60 min时,COD_Cr和色度的去除率分别为64.4%和91.3%。     

响应面法优化O3/H2O2组合工艺处理制浆中段废水的研究

本研究为提高臭氧（O₃）氧化处理制浆中段废水的COD去除率,以广西某造纸厂制浆中段废水为研究对象,采用O₃/H₂O₂组合工艺对其进行高级氧化处理。分别探究了废水初始pH值、O₃用量、H₂O₂用量、反应时间和搅拌速度等影响因素对废水色度和COD去除效果的影响。为提高最优工艺参数的精确度,对O₃/H₂O₂组合工艺参数进行响应面优化法分析。结果表明,在废水初始pH值=8、H₂O₂用量为1.0 mL/L、O₃用量为480 mg/L的工艺条件下,废水色度为85.7倍,色度去除率为99.3%;COD_Cr达208.2 mg/L,COD_Cr去除率为84.5%。