・论文与综述・

仿酶絮凝法处理制浆造纸废水的应用研究

李　锦

,杨海涛

,谢益民

,帅兴华

,王　鹏

,王　松

(1.

山东轻工业学院轻化与环境工程学院

山东济南

250353 ;2.

华南理工大学资源科学与造纸工程学院

广东广州

510640)

[ 摘　要 ] 　造纸厂综合废水被仿酶体系处理后的 COD

去除率非常显著 ,通过对比铁系仿酶、

铜胺仿酶和铜

吡啶仿酶三种不同的仿酶体系 ,发现铁系仿酶 ( Fe

2CA) 体系处理效果最佳。研究表明 ,Fe2CA 体系处理废水的最

佳条件为 :用量 10g/ m

废水 ,原水 p H 值需调至中性 ,废水温度不低于 30 ℃。

[ 关键词 ] 　造纸废水 ;仿酶处理 ;铁系仿酶

　　目前 ,研究比较多的仿酶系统有 :金属卟啉配合

物 (包括铁卟啉配合物、

锰卟啉配合物 ) 和非卟啉金

属配合物 ,后者包括金属酞箐 ———含有 4 个异吲哚
啉环内具有四氮卟吩结构的化合物 ,其金属配合物
也可作为一类有效的仿生催化剂

[ 1 ]

; 希夫碱配合

物 —

——多数具有载氧功能 ,并使分子氧活化 ,因而可

作为氧化反应的催化剂 ,由水杨醛和乙二胺 ( salen)
缩合形成的希夫碱及其金属配合物 ,具有良好的生
物生理活性

[ 2 ]

; 铜

2胺配合物 ———能够在二氯甲烷存

在和室温条件下引起 4 种木素结构模型物的反应 ,
氧化的方式同漆酶的相似 ,铜

2胺配合物能够模仿漆

酶催化木素的氧化降解反应

[ 3 ]

; GIF 型仿酶氧化系

统 —

——Barton

[ 4 ]

所创 ,已成为一大类新的非卟啉仿酶

催化氧化体系。

铁系的仿酶系统有 :铁卟啉、

硫酸铁、

2ED TA 和

铁

2血红素 ,人们对铁卟啉系统已经做了大量研究

[ 5 ]

Wal ker 等人

[ 6 ,7 ]

在 H

存在的情况下对硫酸铁、Fe

ED TA 和 Fe

2血红素这三种仿过氧化物酶体系进行脱

木素选择性的评价 ,发现这三种仿酶体系均能在不同
程度上模拟木素过氧化物酶 ,能使木素和多糖发生缩
合反应和降解。其中缩合反应是仿酶絮凝的基础 ,该
反应可以使造纸厂废水中的水溶性难降解的多酚类化

合物 (主要为木素) 与多糖一起成为高分子量的疏水性
物质而析出或絮凝沉淀。

在制浆与洗、

选、

漂过程中及造纸工段所排放废水

的总和统称为综合废水。综合废水因造纸生产工艺、

产品的品种不同其污染负荷有很大的差异。一般

收稿日期

:2007 - 03 - 15

基金项目

国家自然科学基金

( 30471365

、

20674046)

、

教育部博士

点基金

(20020561022)

以及山东省中青年科学家奖励基金

(04BS05005)

作者简介

帅兴华

(1982 - ) ,

男

山东轻工业学院在读硕士研究生

主要研究方向

木素化学及造纸废水的研究。

中段废水的污染物可分为溶解性和胶体性物质。这部

分污染物是造纸废水中 BOD 、COD 、

色度污染负荷较

高的主要原因 ,且其中部分难以生物降解 ,因此比较彻
底地快速处理难度很大。有学者认为 ,综合废水中难
以处理的物质主要来自难降解的水溶性木素 ,由于仿
酶体系对木素有较强的氧化作用 ,故可以用来降解造
纸废水中的可溶性木素。

本研究比较了三类仿酶系统 ,即 Cu

2吡啶、Cu2胺

和 Fe

2CA 在降低废水 COD 方面的作用 ,尤其是采用

了更稳定、

高效的 Fe

2 +

2羧酸复合物 ( Fe2CA) ,模拟木

素过氧化物酶对造纸厂综合废水进行了快速絮凝处

理 ,并对 Fe

2CA 的用量、处理 p H 值、温度等条件的影

响进行了探讨。筛选出合适的仿酶处理体系 ,并对不
同的仿酶用量、

p H 值及反应温度对废水处理效果进

行研究对比 ,得到反应的最佳条件 ,为制定合适的仿酶
法处理废水工艺提供依据。

1 　实验

1. 1 　仪器及材料

实验仪器 :J H

212 型 COD 恒温加热器 ,空气泵 ,恒

温水浴锅 ,搅拌器。

材料 : 仿酶絮凝剂 , A PAM , 硫酸铝 ( 18 H

O ) ,

。

水样来源 :山东某造纸厂(亚铵法制浆) 的综合废水。

1. 2 　分析方法

COD 的测定采用国标 GB11914 - 89 标准方法

2 　结果与讨论

2. 1 　不同的仿酶体系对处理效果的影响

将 2000mL 废水置于 3000mL 的烧杯中 ,在水浴

中加热到 30 ℃左右 ,然后加入不同体系的仿酶络合

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仿酶絮凝法在处理制浆造纸废水的应用研究