制革工业废水处理论文提纲

论文题目：阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物的制备及对制革染色加脂废液的絮凝作用

摘要：制革行业工序繁多、污染物质复杂、色度高、水质水量波动大,因此制革行业废水属于处理难度高的工业废水之一。其中,在制革染色加脂工段会加入大量化学试剂,但其吸收率仅为70%,未吸收的化学试剂直接排入废液,造成大量化学试剂浪费,产生高CODCr、高色度的含铬废液,铬浓度远远高于车间排放标准。因此探索出一种对制革染色加脂废液的有效预处理方法显得至关重要。本课题选用自制水解角蛋白与硫酸铝发生配聚反应制得阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物絮凝剂,利用絮凝法预处理制革染色加脂废液,保证废液达到车间排放标准,以减轻后续生化处理负担,回用废液中的化学试剂,同时探究了絮体及上清液的回用效果。本研究从废弃牛毛中提取水解角蛋白,利用三氯二羟丙基三甲基氯化铵与水解角蛋白发生接枝反应,得到阳离子化水解角蛋白,与硫酸铝溶液以质量比为1.0:1.6,pH=4.0,温度55℃下水解聚合1 h,常温熟化4 h。得到阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物絮凝剂。利用傅里叶红外光谱（FT-IR）对絮凝剂进行结构表征,确定反应得到预期的配合物絮凝剂;利用Waters凝胶色谱仪（GPC）对其进行分子量表征,数均分子质量为3612,重均分子质量为3643,峰值分子量为3731,表明配合物絮凝剂分子量增大到理想值;再对其进行热重（TG）和示差扫描量热（DSC）测试分析,得到配合物絮凝剂通过配聚反应后热稳定性能提高;在pH值为1.0~7.0范围内溶解性良好;测得等电点为2.61。本文利用单因素控制变量法,讨论了在不同絮凝剂投加量、pH值、絮凝时间和温度下对絮凝剂絮凝效果的影响,并对比分析其与单一阳离子角蛋白絮凝剂、聚硫酸铝絮凝剂对制革染色加脂废液的絮凝效果。表明阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物絮凝剂对制革染色加脂废液的去除效果最佳。在配合物絮凝剂加入量2.20 g/L,pH=4.0,絮凝2.0 h、温度25℃~35℃条件下,对制革染色加脂废液中CODCr、SS、总Cr、色度和浊度的去除率分别为87.00%、96.58%、95.72%、99.30%和97.99%。对CODCr、色度的去除能力强,总Cr达到车间排放标准。本文回收利用发生絮凝反应后产生的絮体,经处理后做坯革填充剂回用到染色加脂阶段。实验结果表明,絮体填充后的坯革质地柔软丰满,坯革厚度、拉伸强度、撕裂强度和断裂伸长率分别提升9.57%、197.20%、15.20%和24.72%。絮体得到有效回用。同时将絮凝处理后的制革染色加脂废液上清液回用到染色加脂工段,作为工艺用水,实验结果表明回用上清液生产的坯革各项性能正常,说明上清液可循环利用。

关键词：配合物絮凝剂;絮凝法预处理;阳离子角蛋白;硫酸铝;制革染色加脂废液;回收利用

学科专业：环境工程

摘要

ABSTRACT

1 前言

1.1 课题的背景与意义

1.1.1 制革染色加脂废液主要水质特征及预处理意义

1.1.2 研究意义

1.2 制革染色加脂废液处理的研究现状

1.2.1 生物吸附法

1.2.2 膜分离法

1.2.3 絮凝法

1.2.4 高级氧化法

1.2.5 电化学法

1.2.6 絮凝法+吸附法

1.2.7 絮凝法+膜分离法

1.3 絮凝法处理含染料废水的研究现状

1.4 絮凝法处理低铬浓度废水的研究现状

1.5 课题研究内容

2 实验部分

2.1 实验仪器与试剂

2.1.1 实验仪器

2.1.2 实验试剂

2.2 技术线路

2.3 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物絮凝剂的制备

2.3.1 水解角蛋白的制备

2.3.2 阳离子角蛋白的制备

2.3.3 聚硫酸铝的制备

2.3.4 配合物絮凝剂的配制

2.4 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物絮凝剂的分析测定

2.4.1 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物的水溶性测定

2.4.2 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物的分子量测定

2.4.3 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物的FT-IR表征

2.4.4 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物的DSC-TG表征

2.4.5 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物的Zeta电位测定

2.4.6 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物的阳离子度测定

2.5 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物对染色加脂废液的絮凝

2.5.1 絮凝方法

2.5.2 絮体的收集与处理

2.5.3 上清液的收集

2.6 絮凝过程中主要水质指标的测定

2.6.1 化学需氧量的测定

2.6.2 色度的测定

2.6.3 浊度的测定

2.6.4 总铬的测定

2.6.5 悬浮物的测定

2.6.6 Zeta电位的测定

2.6.7 絮体量的测定

2.6.8 单组分模拟废液中污染物的测定

2.7 絮体的扫描电镜分析与再利用

2.7.1 絮体扫描电镜分析

2.7.2 絮体在坯革填充中的应用

2.7.3 干坯革性能测试

2.8 上清液在制革染色加脂中的回用

3 结果与讨论

3.1 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物的基本性质与结构

3.1.1 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物的水溶性

3.1.2 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物的分子量

3.1.3 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物的FT-IR的特征

3.1.4 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物的DSC-TG的特征

3.1.5 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物的Zeta电位和阳离子度

3.2 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物对制革染色加脂废液的絮凝作用

3.2.1 投加量对絮凝效果的影响

3.2.2 pH值对絮凝效果的影响

3.2.3 絮凝时间对絮凝效果的影响

3.2.4 温度对絮凝效果的影响

3.2.5 废液水质与最佳絮凝条件下的出水水质

3.2.6 絮凝机理

3.3 阳离子角蛋白聚硫酸铝配合物对制革染色加脂废液中主要组分的絮凝率

3.3.1 对染料的絮凝率

3.3.2 对芳香族合成鞣剂和氨基树脂鞣剂的絮凝率

3.3.3 对蛋白填充剂的絮凝率

3.3.4 对栲胶的絮凝率

3.4 絮体的特征及对坯革的填充作用

3.4.1 絮体的状态

3.4.2 絮体的SEM特征

3.4.3 絮体对坯革的增厚作用

3.4.4 絮体对坯革抗张强度和断裂伸长率的影响

3.4.5 絮体对坯革柔软度和丰满度的影响

3.4.6 絮体填充革的纤维结构

3.5 上清液的再利用效果

4 结论与展望

4.1 本文主要结论

4.2 创新点

4.3 展望

致谢

参考文献