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造纸工业废水是对环境污染严重的工业废水之一,经环境保护部批准,制浆造纸企业需执行更为严格的主要污染物排放标准。新标准增加了色度的排放限值,要求造纸废水出水色度<40倍,大幅度提高了污染物排放控制水平,而现有的废水生化处理设备并不能有效去除废水色度,本研究课题正是基于当前废水处理现状提出来的,对于造纸废水脱色处理具有实际意义。
选用膨润土、壳聚糖(CTS)为原料,制备了加炭焙烧膨润土负载壳聚糖,对造纸废水脱色效果的比较确定了最佳合成方案,在焙烧时间2h,加碳量4%,焙烧温度500℃,壳聚糖:膨润土=1:10的最佳制备条件下,脱色40min,色度去除率达90%以上。通过FT-IR、扫描电镜等对原料膨润土、加炭焙烧膨润土和加炭焙烧膨润土负载壳聚糖的结构进行了表征,表征结果表明,壳聚糖成功负载于加炭焙烧后膨润土上。
采用紫外光谱扫描、超滤、GC-MS等多种检测手段检测分析废纸造纸废水色度产生的原因,检测分析结果表明引起废水色度的主要是鞣花酸类水解单宁和黄烷醇类缩合单宁等多酚类物质和木素,以及2,6-叔丁基-P-苯醌类含苯环类物质,这些物质大都是大分子物质,分子量在10000以上的占70%。考察了加炭焙烧膨润土负载壳聚糖,加炭焙烧膨润土和膨润土原土对实际造纸废水的脱色效果,脱色结果表明:加炭焙烧膨润土负载壳聚糖>加炭焙烧膨润土>膨润土原土,加炭焙烧膨润土负载壳聚糖处理造纸废水最佳条件为:用量为2g/L时,振荡时间40min,pH为7.5时,脱色率为92%;加炭焙烧膨润土处理造纸废水最佳条件为:用量为5g/L时,振荡时间40nun,pH为7.5,脱色率为90%;而膨润土原土在最佳条件下处理效果只有35%。
以单宁酸模拟造纸废水,考察了加炭焙烧膨润土负载壳聚糖的吸附行为,结果表明在不同吸附时间吸附能力的变化曲线接近拟二级动力学反应机理,采用Freundlich型等温模式能够很好的描述改性膨润土负载壳聚糖对单宁酸的吸附行为。