光催化-微生物直接耦合技术处理桉木化机浆废水的研究

针对造纸行业中桉木化机浆废水难处理、排放量较大、有机污染负荷较高、成分复杂等问题。以TiO₂-聚氨酯海绵为光催化载体,活性污泥为生物种源,单独光催化和单独活性污泥以及光催化生物间接耦合作对照,在可见光下构建了光催化-微生物直接耦合体系(ICPB);对ICPB处理桉木化机浆废水进行了工艺优化,探讨了ICPB技术处理桉木化机浆废水的可行性。结果表明,ICPB体系最佳工艺条件为：载体填充率5%,pH=7,曝气量0.6 L·min^-1, NH₄Cl添加量为54.1 mg·L^-1, Na₂HPO₄·12H₂O添加量为55.1 mg·L^-1,反应时间为10 h;处理前后的常规水质指标和GC-MS结果显示,ICPB体系具有较好的降解性能和矿化能力。     

对甲苯磺酸预处理对纳米纤维素膜性能的影响

利用两步对甲苯磺酸（p-TsOH）预处理选择性分离蔗渣中的半纤维素和木质素,并对p-TsOH预处理的剩余固体和商业级漂白蔗渣浆进行高压均质处理,获得2种纤维素纳米纤丝（LCNF和BCNF）;然后对LCNF和BCNF进行真空抽滤及热压（T）处理,制得不同的纳米纤维素膜（LCNF膜、BCNF膜、T-LCNF膜和T-BCNF膜）。结果表明,p-TsOH预处理后残留的木质素有利于CNF的制备和分散,且可提高CNF滤水性能,使其成膜性大幅提升;此外,木质素的存在可显著提高CNF膜的疏水性,但对其力学性能有一定阻碍作用;通过热压作用可实现木质素的热熔和再分布,改变CNF膜的结构,使其拉伸强度大幅提高（166.7 MPa）的同时具有良好的疏水性。     

碳掺杂氮化碳光催化活化过硫酸盐处理AOX的研究

本研究采用葡萄糖和三聚氰胺为原料,通过一步共热解法成功制备了碳掺杂石墨相氮化碳(Glucose-g-C₃N₄);采用紫外-可见漫反射光谱(DRS)和荧光光谱(PL)分析Glucose-g-C₃N₄的光吸收性能和电子-空穴对分离能力;并利用Glucose-g-C₃N₄光催化处理可吸附有机卤化物(AOX)的模拟物4-氯苯酚(4-CP)。结果表明,相较于石墨相氮化碳(g-C₃N₄),Glucose-g-C₃N₄的可见光吸收性能提高和电子-空穴对复合率降低;在模拟太阳光照射下反应120 min、过硫酸盐(PDS)用量0.5 mmol/L、Glucose-g-C₃N₄投加量0.5 g/L、4-CP质量浓度10 mg/L的条件下,Glucose-g-C₃N₄表现出最佳的光催化活性,4-CP的降解...     

半纤维素含量对蔗渣纤维基膜结构和性能的影响

目的 为了更好地了解甘蔗渣半纤维素在加工过程中与原纤化纤维之间的化学反应性,并为甘蔗木聚糖生物聚合物在材料和产品中的应用创造可能性。方法 以甘蔗渣纤维为原料,通过机械法制备原纤化纤维,采用NaOH对纤维素进行处理。通过纳米粒度仪(FLA)、激光粒度仪(LPS)、接触角测试仪(CA)、水蒸气透过率测试仪(WVTR)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)等手段对原纤化纤维悬浮液和纤维基薄膜进行表征。研究处理后纤维素悬浮液的组成、粒径与电荷量,以及纤维基薄膜的表观形貌、纤维结构和性能的变化。结果 经质量分数大于10%的NaOH处理后,半纤维质量分数降低约6%,纤维素的结晶区发生变化,纤维悬浮液的稳定性大幅度降低。当半纤维素质量分数大于20%时,原纤化纤维薄膜具有优异的水蒸气阻隔性能及疏水性能,接触角为94°±4°。结论 蔗渣中的半纤维素与原纤化纤维之间的相互作用及半纤维素侧基取代反应对纤维素材料的组成、结构和性能有重要影响。     

基于不同蒸煮技术的硫酸盐木浆制浆过程碳排放研究

本研究构建了制浆生产过程碳排放量与碳排放强度计算模型,并对DDS间歇蒸煮、卡米尔和横管连蒸系统3种典型蒸煮技术进行了分析。结果表明,DDS间歇蒸煮技术的碳排放强度低于卡米尔和横管连蒸系统,且3种典型蒸煮技术均为“零碳”技术,均存在一定减碳能力,其中基于DDS间歇置换蒸煮的制浆系统减碳量（1531.48 kgCO₂e/adt）强于卡米尔（1141.77 kgCO₂e/adt）和横管连蒸（924.52 kgCO₂e/adt）。碱回收系统所产生的能源满足蒸煮、洗筛和漂白等制浆全过程;制浆过程蒸煮和碱回收系统的碳排放量占比分别为26.78%、65.85%,是挖掘减碳能力的主要对象。     

木质素含量对纤维素纳米纤维热稳定性的影响

分别采用热水、绿液及漂白预处理以改变蔗渣和云杉纤维素纳米纤维的木质素含量,探究残余木质素含量对纤维素纳米纤维热稳定性能的影响。结果表明,经过热水预处理制备的蔗渣和云杉纤维素纳米纤维的木质素含量分别比经过绿液预处理制备的蔗渣和云杉纤维素纳米纤维高16.1%和8.9%,比经过漂白预处理制备的蔗渣和云杉纤维素纳米纤维的高22.7%和24.3%,半纤维素含量相对较低。经过热水预处理制备的蔗渣和云杉纤维素纳米纤维的热稳定性分别比经过漂白预处理制备的蔗渣和云杉纤维素纳米纤维的热稳定性提高了约4.3%和5.4%。     

顶空气相法测定木质素中甲氧基含量

本研究介绍了一种顶空气相色谱法快速测定木质素甲氧基含量的方法,并以12种木质素模型化合物验证该方法的准确性和可靠性。在密闭的顶空样品瓶中加入木质素样品和0.5 mL氢碘酸,130℃下反应30 min,随后注入柠檬酸钠溶液中和样品,通过HS-GC测定样品瓶中的碘甲烷含量。结果表明,丙酮抽提后云杉木粉(以Klason木质素计)甲氧基含量为4.6560 mmol/g,以滴定法作为对照测定甲氧基含量为4.6028 mmol/g,两者RSD值<1%。本方法简便、准确,具有较好的精准度,可用于有效测定木质素及相关物质中甲氧基的含量。     

金属-有机骨架负载磷钼酸处理漂白废水中AOX的研究

利用锆系金属有机骨架(UiO-66)负载磷钼酸(PMA)制备负载型催化剂(PMA@UiO-66),通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积和孔径分析仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)、X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对其结构进行了表征;分析了在H2O2的氧化作用下,负载型催化剂PMA@UiO-66对制浆漂白废水中可吸附有机卤化物(AOX)的去除效果,并研究了PMA@UiO-66的回用及其稳定性。结果表明,PMA成功负载在金属骨架上,且不会影响金属骨架UiO-66的晶体结构,PMA@UiO-66具有大的比表面积和孔径,有利于污染物进入活性位点;在PMA@UiO-66/H2O2的作用下,漂白废水中AOX和总有机碳(TOC)的去除率分别可达55.7%和60.0%;PMA@UiO-66具有良好的回用性和稳定性,循环4次之后AOX的去除率为51.8%且反应前后PMA@UiO-66的结构未发生变化。     

光催化-生物膜耦合体系的构建及其处理ECF漂白废水的研究

以蔗渣纤维素-TiO₂复合材料为载体,活性污泥混合白腐菌为生物种源,单独白腐菌和单独活性污泥为对照,在可见光下构建不同的光催化-生物膜耦合(ICPB)体系;探究不同ICPB体系在驯化过程中的理化特性和处理ECF漂白废水的效果。结果表明,活性污泥混合白腐菌构建的ICPB体系具有良好的理化特性,驯化完成后,混合液悬浮固体(MLSS)、污泥体积指数(SVI)和蛋白质/多糖(PN/PS)的值分别为6～8 g/L、60～85 mL/g和1.61,其对可吸附有机卤化物(AOX)、化学需氧量(COD_Cr)和溶解有机碳(DOC)的去除率分别为92%、77%和75%,优于单独白腐菌和单独活性污泥组。优势菌种的加入,有利于强化ICPB体系的降解效果,该研究为高效处理ECF漂白废水提供了一种新思路。     

OCC造纸废水中微细胶黏物及Ca2+协同去除的研究

废旧箱纸板（OCC）造纸废水回用过程中面临着微细胶黏物沉积和因Ca²⁺浓度过高引起的厌氧颗粒污泥钙化两大难题。本研究对比评估了电絮凝法、物理法、化学法、生物酶法对模拟OCC造纸废水的处理效果;结果表明,电絮凝法能够更好去除OCC造纸废水中的微细胶黏物和Ca²⁺。在此基础上研究了电絮凝处理的最佳条件：铝为阳极材料,电流密度、电极间距和反应时间的最佳处理条件分别为115 A/m²、5 cm和60 min。在最佳条件下,经电絮凝处理后得到的絮凝体中,Al³⁺和Ca²⁺的相对含量高于对照组,表明电絮凝法能有效去除OCC造纸废水中的微细胶黏物、COD和Ca²⁺,且该方法绿色无污染,符合可持续发展的要求。