阳离子淀粉对含锰（Ⅶ）废水的絮凝性能研究

以淀粉为原料,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为阳离子醚化剂,采用湿法制备阳离子淀粉。考察了pH、絮凝剂用量、絮凝时间和絮凝温度等因素对絮凝效果的影响。阳离子淀粉对含锰（Ⅶ）废水的絮凝工艺条件为：pH 5～6,絮凝剂用量0.4 g,絮凝时间2.0 h,絮凝温度40℃。在上述条件下,阳离子淀粉对含锰（Ⅶ）模拟废水的絮凝率可达90.2%。     

疏水缔合阳离子淀粉絮凝剂的制备及其絮凝性能的研究

[目的]制备新型的疏水缔合阳离子淀粉絮凝剂,研究其絮凝性能。[方法]以淀粉为原料,丙烯酰胺,乙酸乙烯酯为单体,过硫酸钾为引发剂,少量乙醇为互溶剂,甲醛和二甲胺为阳离子化试剂,通过接枝聚合反应获得聚合产物,通过mannich反应进行阳离子化,制备新型的疏水缔合阳离子淀粉絮凝剂。并测定接枝率和胺化度,最后进行絮凝效果试验。[结果]新型疏水缔合阳离子淀粉絮凝剂的最佳合成工艺条件为:单体质量比为1∶3,引发剂用量为1.25%(单体),反应温度为60℃,反应时间为4 h,疏水单体比例为10%;mannich反应的最佳条件为:酰胺-甲醛-二甲胺的比例为1∶1∶1.5,反应温度为60℃,反应时间为2 h。[结论]该絮凝剂具有良好的絮凝效果。     

木质素磺酸盐复配絮凝剂的研究

[目的]探索木质素磺酸盐综合利用的新途径。[方法]制备木质素磺酸盐与丙烯酰胺的接枝共聚物（LA）,并以此对垃圾渗滤液进行絮凝处理,通过试验找到合成LA的最佳工艺条件和处理垃圾渗滤液的最佳投料量。[结果]木质素磺酸盐与丙烯酰胺的最佳共聚条件是反应温度50℃,固含量15%,反应时间6 h,丙烯酰胺与木质素磺酸盐质量比为3∶1。改性木质素磺酸盐与聚合FeC l3复合对垃圾渗滤液絮凝效果较好,COD去除率可达74%,且该复合絮凝剂对温度适应性强。[结论]LA与聚合FeC l3复合对垃圾渗滤液进行絮凝处理,效果较好,其絮凝效果优于单独使用任何其中一种絮凝剂。     

水溶性壳聚糖接枝共聚物的合成及其性能研究

[目的]合成水溶性壳聚糖接枝共聚物并研究其性能。[方法]以过硫酸铵为引发剂,以丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）为接枝改性单体,采用水溶液聚合法制备了改性壳聚糖接枝共聚物,并考察了各因素对接枝共聚反应的影响。[结果]选用脱乙酰度为86%的壳聚糖为原料,采用先投加AM后加DMC的加料顺序,在聚合温度为50℃、引发剂过硫酸铵质量百分浓度为0.08%、反应时间为3.5 h的条件下,接枝共聚反应的单体转化率、接枝率和阳离子度较高。采用FT-IR和XRD对接枝共聚物壳聚糖-AM-DMC进行了表征。当共聚物投加量为0.3 mg/L时,对造纸废水的絮凝效果明显,可使废水的透光率达到99%,CODCr达到9 mg/L。[结论]为进一步开发应用壳聚糖奠定了基础。     

改性木薯淀粉絮凝剂的制备与结构表征及其絮凝性能研究

[目的]研究改性木薯淀粉絮凝剂的制备与结构表征及其絮凝性能。[方法]在氮气保护下,以过硫酸铵-亚硫酸氢钠[（NH4）2S2O8-NaHSO3]为引发体系,采用正交试验研究了木薯淀粉与丙烯酰胺接枝共聚制备絮凝剂的条件,用红外光谱对共聚物结构进行了表征,并测定了该絮凝剂的絮凝性能。[结果]改性木薯淀粉絮凝剂的最佳制备条件为：反应温度40℃,合成时间3h,引发剂用量为5mmol/L,淀粉与单体质量比为1∶2.5;该絮凝剂适合在中性和酸性条件下使用。[结论]该絮凝剂投药量少,沉降速度快,受pH值影响小,是一种较理想的絮凝剂。     

奶牛场高浓度污水的絮凝预处理效果研究

为了解决奶牛场高浓度污水深度处理难度大的问题,开展了化学絮凝预处理效果研究的试验。选用聚合氯化铝（PAC）和3种离子型的聚丙烯酰胺（PAM）作为絮凝剂,通过对絮凝处理后上清液体积、化学需氧量（COD）和浊度的检测和分析,比较了PAM单独使用以及PAC与PAM复合使用的絮凝效果。结果表明：单独投加PAM比PAC与PAM复合使用的处理效果好,且PAM的离子型对高浓度奶牛场污水处理中COD和浊度的去除率有显著影响。当非离子型聚丙烯酰胺的浓度为1 g/L、投加量为2.5 mL时处理效果最好,出水的COD、氨氮质量浓度和总磷质量浓度分别为（12 892±2 354）mg/L、（462±53）mg/L和（31±3）mg/L,相应的去除率分别可达69.48%±4.10%、13.11%±8.59%和85.05%±1.27%,此时的经济成本为0.05元/m3。采用非离子型聚丙烯酰胺对高浓度奶牛场污水进行预处理是可行的,能够有效降低奶牛场污水中的有机物和悬浮物,减轻后续处理工艺的负荷,研究结果可为奶牛场高浓度污水化学絮凝预处理方法的应用提供科学依据。     

玉米秸秆纤维素提取工艺优化

[目的]优化提取玉米秸秆纤维素的最佳工艺条件。[方法]采用氢氧化钠-醋酸-亚氯酸钠法提取玉米秸秆纤维素,并用硝酸乙醇法测定纤维素含量。利用单因素试验探讨原料用量、提取时间以及提取温度等因素对产品纤维素含量的影响,并利用正交试验优化工艺条件。[结果]提取玉米秸秆纤维素的最佳工艺条件为:提取过程中,搅拌速度为500 r/min;半纤维素脱除过程中,称取5 g秸秆粉末,NaOH溶液质量分数为9%,提取温度T_1为60℃,提取时间t_1为120 min,将产物洗涤烘干;木质素脱除过程中,取上述产物进行试验,亚氯酸钠用量为1.5 g,醋酸用量为10 m L,提取温度T_2为70℃,提取时间t_2为60 min,将产物洗涤烘干得到纤维素。在此最优工艺条件下,产品纤维素纯度平均可达81.45%,最高可达82.29%,而且经红外分析可发现半纤维素和木质素已基本被去除。[结论]该工艺研究可为玉米秸秆纤维素的批量生产提供理论指导。     

1株微生物絮凝剂产生菌培养条件优化及污泥调理研究

从中国矿业大学南湖污水处理厂的浓缩污泥中筛选出1株高效的微生物絮凝剂产生菌MN2,对其培养条件进行优化,并将其产生的微生物絮凝剂作为污泥絮凝脱水剂对污水处理厂的剩余污泥进行调理。试验结果表明,MN2产生絮凝剂的最佳培养条件是:发酵培养基初始pH值为7,发酵培养温度为30℃,培养时间为36 h,摇床转速为140 r/min。对剩余污泥进行调理的最佳工艺参数为:微生物絮凝剂的最佳投加体积比为3%,浓度为1%的CaCl2溶液的最佳投加体积比为4%,最适pH值为7.0,调理后污泥饼的含水率由原先的97%降到88.4%。     

高效微生物絮凝剂产生菌XNJ1的筛选与絮凝条件优化

从江苏苏州某污水处理厂的活性污泥中初筛分离出21株产絮凝剂的微生物菌株,复筛得到1株具有较高絮凝活性的絮凝剂产生菌,将其命名为XNJ1。通过16S rRNA基因序列同源性分析并结合生理生化特征分析,将菌株XNJ1鉴定为居幼虫普罗威登斯菌属(Providencia sp.)。试验结果表明,菌株XNJ1对高岭土悬浮液的最佳絮凝生长条件为:碳源为葡萄糖,氮源为尿素,pH值7.0～8.0,温度30℃左右,培养时间48 h。在最佳絮凝条件下,2%絮凝剂投加量对4%的高岭土悬浮液的絮凝率达到82.4%。上述研究结果表明:菌株XNJ1具有较好的生物絮凝研究价值和应用前景。     

响应面优化玉米秸秆纤维素提取工艺

[目的]应用响应面法优化玉米秸秆纤维素的提取工艺。[方法]以玉米秸秆为原料,采用酸碱水浴提取玉米秸秆纤维素,通过单因素试验,分别考察不同的酸、液固比、浸提液pH和提取时间对玉米秸秆纤维素得率的影响,并应用响应面法分析液固比、浸提液pH和提取时间对响应值的影响,确定玉米秸秆纤维素的最佳提取工艺。[结果]由单因素试验和响应面试验得知,影响玉米秸秆纤维素得率的工艺因素依次为浸提液pH〉提取时间〉液固比。将由响应面法优化的工艺与实际操作相结合,最终确定的最佳提取工艺条件为：液固比20∶1 ml/g,浸提液pH 12,提取时间76 min。在此条件下玉米秸秆纤维素的得率为（55.25±0.15）%。[结论]该研究为玉米秸秆的深入研究及其在食品领域中工业化生产创造了一定的条件。     

聚丙烯酰胺接枝淀粉絮凝剂净水试验研究

[目的]为了探讨聚丙烯酰胺改性后聚丙烯酰胺接枝淀粉絮凝剂的絮凝性能。[方法]通过对高浊度水样、低浊度水样以及生活污水的絮凝试验,讨论合成PAM-g-St(Ⅰ)、PAM-g-St(Ⅱ)和CPAM-g-St(Ⅲ)与硫酸铝复配使用时的絮凝效果。[结果]3种合成絮凝剂的絮凝效果对高、低浊度水样浊度的去除率均可达99%,对生活污水浊度的去除率为70%～92%,对COD的去除率为56%～69%。[结论]PAM-g-St(Ⅰ)、PAM-g-St(Ⅱ)和CPAM-g-St(Ⅲ)对水源水的絮凝性能优于PAM,但对生活污水的絮凝效果不太理想。     

生物絮凝剂产生菌的筛选及絮凝活性研究

从活性污泥中经过初筛复筛得到了一株絮凝率为94.3%的絮凝剂产生菌。对该菌株所产的生物絮凝剂单因素试验结果表明,最佳絮凝条件为:静置时间为3~5 min,生物絮凝剂投加量为2 mL,温度为20℃,pH为7~8、CaCl_2加入量为0.5 mL。对该菌株所产生物絮凝剂的正交试验结果表明,最佳絮凝条件为:发酵液投入量为3 m L、CaCl_2投加量为1 mL,pH为7。同时该絮凝菌在对污水的实际处理中有较好的效果,对COD及NH_3-N去除率分别达到62.35%和61.67%,并且可提高活性污泥沉降性能及脱水率,脱水率可达42%。     

利用糯米淀粉废水制备微生物絮凝剂研究

[目的]研究絮凝剂产生菌A-6利用糯米淀粉废水制备微生物絮凝剂的絮凝特性,为絮凝剂的低成本生产提供材料和糯米淀粉的清洁生产奠定基础。[方法]以絮凝剂产生菌A-6为试验菌种,探索絮凝剂合成的最佳条件。[结果]A-6菌最佳培养条件为COD4 000 mg/L,NaNO31.0 g/L,培养48 h,培养温度38℃;最佳絮凝条件为在1 L高岭土水中投加1～5 ml微生物絮凝剂,pH值为5时,絮凝率达95%;由A-6菌株合成的微生物絮凝剂对造纸废水和糯米废水COD的去除率最高分别可达93%和70%。[结论]利用糯米淀粉废水制备微生物絮凝剂大大降低了絮凝剂的生产成本。     

稻草秸秆硫酸水解研究

[目的]优化稻草秸秆浓硫酸水解法的条件。[方法]在单因素试验的基础上,固定稻草秸秆粒度为20~40目,以液固比（V/W）、硫酸质量分数、反应温度和反应时间4个因素进行正交试验。[结果]4个因素对稻草秸秆水解率的影响程度为：硫酸质量分数〉液固比〉反应温度〉反应时间。稻草秸秆的最佳水解条件为：硫酸质量分数70%,液固比（V/W）12∶1,反应温度70℃,反应时间为3 h。在此条件下,稻草秸秆水解率达77%以上。[结论]该研究为综合开发利用稻草秸秆奠定了基础。     

ZnCl2催化纤维素液化的初步研究

以微晶纤维素为研究对象,Lewis酸ZnCl2为催化剂,系统考察反应温度、反应时间、氢气压力、ZnCl2用量等对催化液化效果的影响。结果表明：随着反应温度的升高、反应时间的延长、氢气压力的升高、氯化锌用量的增加,纤维素的转化率均有提高;反应温度为320℃、反应时间30min、氢气压力2MPa,催化剂（氯化锌）10％时,纤维素催化液化效果最佳,其转化率可达92．0％。     

4-甲基胍基丁酸的合成研究

以N-甲基吡咯烷酮、盐酸、二氧化硫脲为原料,经2步反应合成4-甲基胍基丁酸。第1步最佳合成条件为：n（N-甲基吡咯烷酮）：n（HCl10%）=1∶2.0,反应温度135℃,反应时间5h,此时中间体4-甲基氨基丁酸盐酸盐的收率为72.89%。第2步最佳合成条件为：n（4-甲基氨基丁酸盐酸盐）：n（二氧化硫脲）=1∶1.20、反应温度25℃、反应时间12h,此时目标产物的收率为82.68%。用傅立叶变换红外光谱、元素分析对中间体和目标产物进行了结构表征。     

造纸厂底泥中产絮凝剂菌株的筛选及其絮凝活性研究

采用常规细菌分离纯化方法,从造纸厂排污口底泥中采样,富集培养后分离得到5株有絮凝活性的细菌,其中菌株E1的絮凝除浊性能较强、稳定性最好。对E1絮凝活性的进一步研究表明,该絮凝剂的适宜投加量为2.0%,Ca2+的助凝效果较好,且具有较好的pH稳定性。通过测定菌株E1对高岭土悬浮液的絮凝活性,发现其对高岭土悬浮液的絮凝活性达到90.32%,产絮凝剂的最佳条件为pH8.0,温度40℃,180r/min摇床培养72h。     

微晶纤维素改性制备Cu~(2+)吸附材料的研究

以微晶纤维素为原料,通过接枝胺化反应制备一种对水体中Cu~(2+)具有较强去除能力的吸附材料,并采用FTIR、SEM、XRD和TG/DTG对其进行表征,模拟吸附水体中的重金属Cu~(2+)。结果表明:接枝聚合反应在微晶纤维素、引发剂、单体的质量比为100∶3.89∶175,反应温度为70℃、反应时间为3 h的条件下进行最佳,接枝率可达到91.44%。胺化反应在温度为60℃、时间为1 h的条件下进行,其效率可达到78.14%。微晶纤维素接枝胺化改性保留了间隙结构、降低了结晶度、提高了热稳定性。改性前后的微晶纤维素对Cu~(2+)的吸附量分别为1.50和83.07 mg·g~(-1)。微晶纤维素的接枝胺化改性改善了其与水体的可及度,增强了对Cu~(2+)的络合能力,大大提高了微晶纤维素对水体中重金属Cu~(2+)的吸附能力。     

阳离子型聚丙烯酰胺絮凝马铃薯深加工工艺蛋白废液的研究

[目的]研究阳离子型聚丙烯酰胺絮凝马铃薯深加工工艺蛋白废液的最佳条件。[方法]以3%聚丙烯酰胺为絮凝剂,研究不同温度、pH、絮凝剂用量、处理时间等对马铃薯深加工的废液絮凝效果的影响。[结果]每100 ml马铃薯深加工工艺蛋白废液,在3%聚丙烯酰胺用量为8 ml、pH为5.5、处理时间为36 h、温度为30℃条件下进行絮凝,有机污染物（CODCr）的沉降率可达53.69%。[结论]有机絮凝剂阳离子型聚丙烯酰胺能有效絮凝沉淀马铃薯深加工工艺蛋白废液中的大量有机污染物,达到用微生物净化去污需要的目标要求。     

聚合硫酸铝铁的制备与应用研究

[目的]研究聚合硫酸铝铁的制备和应用。[方法]采用3因素3水平L9（33）正交试验制备聚合硫酸铝铁（PAFS）,通过PAFS对含油废水浊度和色度的去除效果研究了PAFS的最佳合成条件和最佳处理条件,并通过与硫酸铁、硫酸铝和聚合氯化铝（PAC）絮凝效果的比较,对PAFS的性能进行评价。[结果]当Fe/Al摩尔比为3：5,pH值为3.5,熟化温度为65℃时,合成的产品性能最优,去浊率达94.55%,脱色率达96%,除油率达82.67%。当投加量为140mg/l,原水pH值为8时,PAFS处理效果最佳,去浊率达95.05%。相同条件下,PAFS的絮凝效果优于其他3种絮凝剂。[结论]为PAFS的合成和应用提供理论依据,对实际生产和含油污水的处理有一定经济效益。