仿酶氧化与絮凝在造纸废水处理中的应用研究

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1、山东轻工业学院硕士学位论文摘要造纸废水是我国水体污染的主要污染源之一，已成为制约我国造纸工业发展和水污染治理的瓶颈。由于废水排放量大，污染物浓度高，含有生物难降解的木素及其衍生物，常规的物理、化学、生物等处理手段很难保证日益严格的废水达标排放标准。尤其对于在数量上占有优势的中小型造纸企业，由于原料复杂、生产技术相对落后、工厂规模不够大，目前还没有经济、有效的废水处理技术。本论文提出了仿酶氧化结合絮凝法处理造纸废水的新工艺，先通过模型物和磨木木素的反应证实此仿酶反应能够氧化降解木素模型物及磨木木素，然后应用于处理废水的研究中，并成功用于造纸企

2、业废水处理。本文首先合成了一种酚型的木素模型化合物(愈创木基丙三醇．p．愈创木基醚)。采用新方法成功地合成了愈创木基丙三醇．13．愈创木基醚化合物，用乙醇代替三氯甲烷和乙酸乙酯做反应溶剂，对关键的中间产物4一(Q一溴代乙酰基)一愈创木酚的合成方法进行了改良，使其得率可以稳定的达到80％。利用红外光谱、核磁共振谱(1H二卜n讧R)分析等手段对其化学结构进行了分析确认。本文利用合成出来的愈创木基丙三醇．B．愈创木基醚作为木素模型化合物。在采用Fe2+-羧酸复合物仿酶配位化合物(Fe．CA)／过氧化氢的仿酶体系对其进行仿酶降解处理后，利用核磁共振

3、(乃C．NMR)和GC．MS等分析手段对反应的产物进行了分析。研究发现：降解产物中含有了大量的羰基、羟基和羧基，从而有利于废水在阳离子絮凝剂的作用下絮凝脱除木素。本研究也阐明了这种p．O．4型的木素模型化合物的结构在Fe-CA／H202仿酶系统中分解反应机理，推断出该仿酶体系能有效导致酚型的B．O_4型木素模型化合物之间的降解反应。如：C旷CB键的断裂、p．芳基醚键的断裂、C．-Ca键的断裂。Fe．CA／H202仿酶降解体系对蓝桉MWL的降解能力较强，降解后的羰基和羟基明显增多，这些基团的增加使木素与阳离子型无机和有机絮凝剂的亲和性增加。从

4、而使废水中用普通絮凝方法难以絮凝的水溶性木素大量析出，废水的COD才能有比较大的去除率。造纸厂综合废水经Cu-pl七啶、Cu-胺、Fe-CA三种仿酶体系处理，COD去除率分别可达72．2％、71．8％和75．1％。通过对比三种不同的仿酶体系，我们发现Fe．CA／H202仿酶体系处理效果最佳。通过研究发现，Fe．C～H202仿酶体系处理废水的最佳条件为：用量0。02nunol／L废水，原水pH值需调至中性，废水温度不低于30℃。中试结果显示应用Fe．CA／H202仿酶处理系统可以很好的处理木素含量较高的制浆造纸中段废水，其最佳条件为：Fe-C

5、A仿酶用量0．02moi／m3，双氧水用量1509／m3，硫酸铝的投加量为3009／m3，CPAM加入量为59／m3，处理时间30分钟，沉降时间6个小时。摘要根据本研究的工艺条件，我们设计出仿酶处理体系处理废水工程，应用于山东省某造纸企业(含麦草半化学浆生产线)，并经过连续一个月的运行，达到很好的CODc，、SS去除效果。采用仿酶氧化．混凝法处理高CODCr的造纸厂综合废水，CODcr、SS等主要污染物的去除率分别可达55％、60％以上，通过木素的大量脱除有效地提高了废水的可生化性，为难降解废水的后续处理创造了条件。该处理工艺设备简单，操作

6、方便，成本低，可以适应较高的废水负荷。关键词：造纸废水；仿酶处理；Fe．羧酸螯合物；木素模型化合物；混凝II山东轻工业学院硕士学位论文ABSTRACTAsoneofthemainpollutionsourcesofwaters，pulpingandpapermakingeffluenthasb觑TA)meabottleneckinthedevelopmentofpapermakingindustry．Thiskindofwastewaterhascharacteristicsofhighconcentrationorganicsubstan

7、ce，abundantligninandotherpolyphenolswhicharedifficulttobedecomposedbymicrobe．Thereforeitisveryhardtotreatwimconventionalmethodsforwastewatertreatment,suchasphysicalorchemicalorbiologicaltreatment．Bynow,thereisnotveryeffectivetechnologyoftreatingpulpingandpapermakingwastewa

8、ter,especiallyformiddle—scalefactories，becauseofthenon-woodfibermaterial，lowtechnologyand