纳米4A沸石与微生物控制废纸造纸污水中DCS物质技术研究

摘要

随着环境压力的增加，造纸用水体系的封闭水平日益提高，难以被去除的污染物质会在系统中逐渐积累，并将进一步对造纸生产过程和成纸质量产生一定程度的负面影响。这些逐步累积的有害污染物质被造纸界统称为溶解和胶体物质（Dissolved and Colloidal Substance，简写为DCS），DCS物质是造纸污水中特有的含大量溶解和半溶解的、对造纸及污水处理干扰较大的一类既含有机物、又含无机物，且在物理和化学性质上具有很大差异的细微物质组群。
　　本文以浙江景兴纸业股份有限公司为研究对象，基于废纸造纸循环水中高浓度的Ca2+和DCS含量，研究了纳米4A沸石吸附造纸污水中Ca2+的效果，考察了不同原料来源、粒径分布、反应时间、投加量、pH和改性处理对Ca2+吸附量的影响;探究了吸附Ca2+后的纳米4A沸石与CaCO3复配加填对纸张性能的影响;通过涂布分离从造纸污水中分离和筛选出4株对DCS物质具有较好去除效果的微生物，强化了SBR反应。
　　结果表明:不同原料来源的4A沸石对造纸污水中Ca2+吸附效果相同;粒径较小的纳米4A沸石较粒径较大的常规4A沸石对Ca2+的去除率提高了44.44％;反应时间、投加量、污水的pH对纳米4A沸石吸附Ca2+的效果影响较大，在反应时间为30min、投加量为5g/L、污水pH大于7的条件下对污水中Ca2+的去除效果较好;不同改性方法对纳米4A沸石吸附污水中Ca2+效果影响较大，NaOH改性影响最小，后续实验研究可以优化NaOH改性条件，提高改性纳米4A沸石对Ca2+吸附量。吸附Ca2+纳米4A沸石与CaCO3在粒径分布和形貌特征上具有良好的匹配性。吸附Ca2+纳米4A沸石对CaCO3的替代量在50％时，纸张的抗张指数较CaCO3填料提高了7.4％;替代量在25％时，耐破指数提高了4.8％，环压指数提高了21.1％。吸附Ca2+纳米4A沸石表现出与纤维之间明显的交织作用，纸张纤维之间具有更好的结合度，提高了纸张的平滑度。吸附Ca2+纳米4A沸石的引入可以降低抄片出水中Ca2+浓度，有利于污水的处理和循环利用。
　　经16S rDNA序列比对及系统发育分析鉴定，1、3和4号菌株属于芽孢杆菌属(Bacillus)，2号菌株属于假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)。通过SBR反应器的连续运行实验发现，4株复合菌株能在反应器中稳定存活，并对造纸污水CODcr、TOC、DCS和DS去除率保持在60％，56％、42％和40％左右，表现出良好的协同作用，表明此4株菌株是去除造纸污水中DCS物质的良好菌种。
　　综上，一、通过对纳米4A沸石去除DCS中Ca2+及吸附了Ca2+后的纳米4A沸石与CaCO3复配用作造纸填料等研究，结果表明纳米4A沸石可以有效控制DCS中高浓度的Ca2+含量及做到吸附了Ca2+后的纳米4A沸石资源化利用。二、通过对复合降解DCS功能菌筛选及强化SBR工艺等研究，结果表明实验中所筛选出的4株菌株对DCS具有较好的降解作用，可为废纸造纸污水中DCS控制提供可行的生物控制技术。

目录

声明

致谢

摘要

引言

第一章 文献综述

1．1 废纸造纸污水中DCS物质特性及其影响

1．1．1 DCS物质特性

1．1．2 DCS物质影响

1．2 DCS物质的控制方法

1．2．1 沸石离子交换吸附技术

1．2．2 生物降解技术

1．2．3 膜分高技术

1．3 论文研究恩路及内容

1．3．1 研究思路

1．3．2 研究内容

第二章 实验部分

2．1 实验试剂与仪器

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验仪器

2．2 分析测试方法

第三章 纳米4A沸石去除DCS中Ca2+的性能研究

3．1 纳米4A沸石去除DCS中Ca2+研究

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验方法

3．1．3 结果与分析

3．2 吸附饱和后的纳米4A沸石与CaCO3复配用作造纸填料研究

3．2．1 实验材料

3．2．2 实验方法

3．2．3 结果与分析

3．3 本章小结

第四章 复合降解DCS功能茵筛选及强化SBR工艺研究

4．1 DCS降解功能菌筛选

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验方法

4．1．3 结果与分析

4．2 DCS降解功能菌强化SBR工艺研究

4．2．1 实验材料

4．2．2 实验方法

4．2．3 结果与分析

4．3 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

个人简历

攻读硕士学位期问发表的论文情况