脱脂废水处理方法范文
时间：2023-11-17 17:47:45
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篇1
关键词：乳化液废水 脱脂废水 破乳
常熟科弘材料科技有限公司生产线为镀锌、彩涂一体化作业，利用先进的进口设备与科学有效的管理方法生产镀锌板、耐腐蚀性铝锌板及彩涂板。全厂扩建完成后可生产成品150万吨，包括75万吨的热浸镀锌钢卷、15万吨的彩涂钢卷及年加工能力60万吨的裁剪中心。第一期为拥有六条裁切线，加工能力60万吨/年的裁剪中心。第二期为一条酸洗线年产能90万、一座轧延机年产能30万吨、一条热浸镀锌线年产能30万吨、一条彩涂线年产能15万吨。第三期增加两条轧延线年设计产能各30万吨、两条热浸镀锌线年产能各30万吨。在生产过程中会产生大量酸洗废水、脱脂废水、乳化液废水及废油、含铬废水，同时厂区还有生活污水产生，外排时会造成水体严重污染。由于生产规模扩大，生产废水量增加，原有废水处理系统已不能满足现有处理负荷。该项目设计要求对前期核定的污染总量不得增加，必须实施减量，出水指标达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，为今后废水回用做好准备。因场地有限，污水处理设施须在原地改造，建成后处理设施不得占用现有通道。
一、废水水质和设计水量
乳化液废水及废油水来源于三条轧延线乳化液、一期裁切厂含油废水，主要含有的污染因子有油脂、乳化液。排放量：二期乳化液废水40m3/d、废油20m3/M；三期乳化液废水20m3/d、废油10m3/M。脱脂废水来源于镀锌线脱脂废水、彩涂线调制废水及制程废水，主要含有的污染因子有COD、SS和石油类。排放量：二期脱脂废水120m3/d（最大量500m3/d）；三期脱脂废水336m3/d（最大量700m3/d）；公用制程废水100m3/d。设计水量确定乳化液废水为60m3/d，脱脂废水为700m3/d，考虑该厂今后的发展及水量波动情况，工程设计处理总水量为900m3/d。
二、工艺流程
（一）工艺确定
1.脱脂废水处理工艺确定。脱脂废水中含有油脂及少量乳化液，pH>10，且废水水温较高。因为有油脂的存在，若加药处理直接采用加絮凝剂（PAC）+PAM+沉淀处理工艺将产生大量棉花状松散絮体上浮现象。如采用气浮设施进行泥水分离效果较佳，且负荷很大。但根据实验步骤及数据分析，实际操作过程中絮凝体有堵塞气浮释放头的现象，周期为15-20天，需要定期清洗检修，才能保证处理效果，从而使实际操作过程不便捷，增加了操控难度。针对以上问题，使絮体向下沉淀，既便于操控，又不需清洗检修设备，为最佳选择途径。要使絮体下沉可在脱脂废水中加入一定量的铁离子，既可改变絮体的形状，使絮体形成小而紧的絮凝体，同时考虑到该公司在生产中排放的酸洗废水中含有大量的铁离子，故在加药处理时加入酸洗废水脱脂废水中补充铁离子，节约了成本，实现了废酸液的综合利用。同时，处理效果与气浮相比提高了15%以上。因此，脱脂废水加药处理工艺确定为加酸洗废水+加碱微调+加絮凝剂（PAC）+PAM+沉淀+生化处理工艺。
2.乳化液废水处理工艺确定。乳化液可以简单地认为是油和水所组成的稳定而均匀的胶体物质，其中乳化液中的乳化油为分散相，水为连续相。废乳化液除具有一般含油废水的危害外，由于表面活性剂的作用，机械油高度分散在水中，动植物、水生生物更易吸收，而且表面活性剂本身对生物也有害。随工业科技的进步，乳化液中的乳化油分子量越来越小，乳化剂的成分越来越复杂，这给废水处理的破乳带来了一定的难度。常用的破乳方法有化学破乳、药剂电解、活性炭吸附或超滤（或反渗透）、盐析法、凝聚法、酸化法、复合法等。根据该厂乳化液水质的实际情况，经实验对比各种破乳方法后，确定采用复合药剂破乳法。
3.生化处理工艺的确定。乳化液、脱脂废水加药处理后COD浓度较高，需进一步生化处理。生化处理方式采用好氧+接触氧化+气浮组合。因乳化液经破乳处理后COD去除率到85%，但废水中COD含量还是相对较高，对后续生化处理有一定的抑制作用，故先进入厌氧池（UASB），有利于后续生化处理。生化处理系统由好氧活性污泥池、二沉池和接触氧化池组成。一级好氧活性污泥池中安装曝气装置，池中放置活性污泥，活性污泥在充氧的条件下，以废水中的有机物为养料，不断进行新陈代谢，以降解废水中的有机物。好氧活性污泥池中的废水中含有大量的活性污泥，因此，在好氧活性污泥池后设计二沉池，废水在二沉池中进行泥水分离，活性污泥积聚在污泥斗内，通过污泥回流泵定量回流至一级好氧活性污泥池中，以增加污泥浓度，提高有机物去除率。二沉池上清液进入二级接触氧化池，接触氧化池内设置填料，填料淹没在废水中，填料上长满生物膜，废水与生物膜接触过程中，废水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜，部分原有老化的生物膜脱落，悬浮生长在水中，生物膜自长自落。接触氧化池出水进入气浮池进行物化处理，利用溶气水上浮原理，黏附废水中的细小悬浮物，上浮到气浮池表面，由刮渣机定期自动刮入污泥斗内，排入污泥池内进行污泥处理。气浮池出水进入排放水池，达标排放。剩余污泥排放至污泥池，浓缩后经泵送入板框压滤机压滤，泥饼外运。
（二）工艺流程（见附图）
三、处理效果
经环境监测站监测，废水经处理后，水质排如下：COD84.8mg/L，SS56mg/L，石油类0.27mg/L，Cr6+0.38mg/L，总铬1.42mg/L，氨氮4.8mg/L，总磷0.23mg/L。处理后排放水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准排入园区污水处理厂，同时也为企业进一步实施废水回用提供了可能。
四、结语
该设计方案经过系统调试和正常运行具有以下特点：（1）采用复合药剂破乳法，破乳效率高，效果好；（2）占地面积小，结构紧凑；（3）抗冲击能力强，能适应水质水量波动；（4）投资小：（5）处理系统的控制环节点采用自控装置，自动化程度高，操作简便。
参考文献：
[1] 易宁，胡伟．钢铁企业冷轧厂乳化液废水的几种处理方法[J]．冶金动力，2004(5).
[2] 吴克明，张承舟，刘红，陈丹.高浓度含油乳化液废水的复合絮凝气浮处理[J].化学工程师.2005(2).
篇2
关键词：制革废水 生化处理 活性污泥法 SBR法
制革工业废水是一种对水源生态环境严重污染的废水。它的生化需氧量高，悬浮物多，带有色泽及臭味，并含有硫化物、铬、植物鞣剂及酚类合成鞣剂等有害物质，是一种较难治理的工业废水。我国制革工厂目前有500多家(不包括乡镇企业)，以生产猪、羊、牛皮产品为主。猪皮生产占80％，每年生产猪皮6000-8000(万张)，牛皮800-900(万张)，羊皮2000-3000(万张)。制革行业每年排放废水7000万吨，约占全国工业废水总排放量的0.3％。据调查统计，目前只有30％的制革企业不同程度的简单处理了废水，其余的70％产生的废水未经任何处理，自然排放。对环境造成严重污染，对生态带来破坏[9]。
制革工艺主要包括腌制、浸灰（回软、脱脂、脱毛）、鞣制、以及后整理工序。大多数的废物和污染物是在湿加工过程（浸灰、鞣制）产生。我国大多数制革厂采用石灰脱毛和铬鞣技术，少数制革厂采用酶脱毛和铬鞣技术。
制革废水的处理方法，可归纳为物理方法、化学方法和生物处理方法。文献中介绍的生化处理方法适用于大中型制革厂的废水治理。本文比较了几种常用的生化法在处理制革废水中的应用，建议采用SBR法作为处理制革废水的工艺，具有其实用性和先进性。
一、制革工业废水的产生及特点
制革工业排放的废水特点是有机污染浓度高，悬浮物质多，水量大，废水成份复杂，其中含有有毒物质硫与铬。按照生产工艺过程制革工业废水由七部分组成：高浓度氯化物的原皮洗涤水和酸浸水、含石灰，硫化钠的强碱性脱毛浸灰废水、含三价铬的兰色铬鞣废水、含丹宁和没食子酸的茶褐色植鞣废水、含油脂及其皂化物的脱脂废水、加脂染色废水、各工段冲洗废水。其中，以脱脂废水，脱毛浸灰废水、铬鞣废水污染最为严重。
1．脱脂废水：我国猪皮生产占制革生产的80％，在猪皮生产的脱脂废水中，油脂含量高达10000(mg／L)，CODcr20000(mg／L)。油脂废水占总废水4％，但油脂废水的耗氧负荷却占到总负荷的30-40％。
2．脱水浸灰废水：脱毛浸灰废水是硫化物的污染源。废水CODcr20000-40000(mg/L)，BOD54000(mg/L)，硫化钠1200-1500(mg/L)，pH为12，脱毛浸灰废水占总废水的10％，而耗氧负荷占总负荷40％。
3．铬鞣废水：铬鞣废水是三价铬的污染源。铬鞣过程，铬盐的附着率60％-70％，即有30％-40％的铬盐进入废水。铬鞣度水Cr3＋3000-4000(mg/L)，CODcr10000(mg/L)，BOD52000mg/l。
制革厂的各路废水集中后，称为制革综合废水。综合废水也是高浓度的有机废水，水质一般为pH＝8-10，SS2000-3000(mg/L)，BOD5500-2000(mg/L)，Cr3+60-100(mg/L)。S2-100-200(mg/L)，C1-200(mg/L)。
二、几种常用制革工业废水生化处理方式及特点
制革废水经过适当预处理废水中的硫化物、铬等对生化有抑制物质均可以降至要求以内，BOD／COD值约在0.35~0.40左右，生物降解性较好。因此生物处理技术广泛用于制革废水处理。
1．传统活性污泥法：活性污泥法创建于1917年，是利用河川自净原理的人工强化高效处理工艺，已成为有机性污水生物处理的主体。在制革废水的处理中，活性污泥法的应用是相当普遍的，如西德的Wam制革污水处理厂、Lonis Sonwe-izer皮革厂，日本“室”皮革株式会社，国内北京东风制革厂、常州皮革厂、哈尔滨制革厂等采用活性污泥法，该法对生化需氧量去除率在90％以上，化学需氧量在60％-80％之间。色度在50％-90％之间，硫化物在85％-98％之间。传统活性物泥法处理效率高，适用于处理要求高二水质相对稳定的污水，但它要求进水浓度尤其是有抑制物浓度不能高，而制革废水中的硫化物及铬在超过一定浓度时对生化有抑制，同时它不适应冲击负荷，需要高的动力和基建费用。[7]
2．氧化沟：氧化沟法是活性污泥法的一种变种。氧化沟处理制革废水，处理效果稳定，操作管理简单，运行成本较低，日益受到人们的重视， 氧化沟有多种池型：CARROUSEL型、Orbel型、双沟型、三沟型。江苏南京制革厂、浙江海宁制革厂、湖北十堰制革厂等均采用氧化沟技术，该法对有机物去除率BOD5在95％以上，CODcr在95％，硫化物在99％-100％，悬浮固体75％左右，石油类99％以上。[7]
3．接触氧化：接触氧化法是介于活性污泥法与生物膜法之间的生物处理方法。接触氧化法具有较强的耐冲击负荷能力，污泥生成量少，无污泥膨胀，易维护管理，如设计不当，容易产生堵塞。广东江门制革厂，扬州制革厂，采用此法。该法对有机物去除率BOD5在95％左右，COD在92％左右。硫化物在98％左右。[7]
4．双层生物滤池：双层生物滤池是新开发的一种生物处理技术，它省去生物处理过程中必不可少的二次沉淀池。该法结构简单，高负荷运行。江苏吴江制革厂采用此法。该法对各种污染物的去除率：悬浮固体95％，生化需氧量98％，化学需氧量90％，三价铬96％以上，硫化物96％。[7]
四、SBR法在制革污水处理中的应用
SBR法全称为间隙式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process），是在单一的反应器中，按时间顺序进行进水、反应（曝气）、沉淀、出水、待机（闲置）等基本操作，从污水流入开始到待机时间结束为一个周期，这种周期周而复始，从而达到污水处理的目的。
1、SBR生化处理法特点[4]
1）构筑物少，可省去初沉池；无二沉池和污泥回流系统。与其它生化处理法相
比，基建和运行费用低，维护管理方便；
2）SBR的进水工序均化了污水逐时变化的水质、水量，一般不需设置调节池；
3）SBR工艺在时间上是理想的推流过程，在空间上是完全混合式，因此耐冲击负荷；
4）污泥的SVI值较低，一般不会发生污泥膨胀；
5）运行方式灵活，可同时实现对氮磷的去除；
6）SBR工艺的沉淀过程是在静止的状态下进行，处理水质优于连续式活性污泥法；
7）运行操作、参数控制易实施自动化管理。
2．SBR法应用于制革废水处理的工程实践
江山制革厂是专业生产猪皮革的企业，2000年生产猪皮近300万张，是江山市重点骨干企业。企业于2000年4月委托我院对原有污水处理设施进行重新设计、改造和调试工作。经多方调查研究，总结国内外制革污水处理的成功经验，利用企业已有污水处理设施，对系统进行重新设计，设计处理能力3000m3/d，处理进水CODCr为2600mg/L，生化处理系统主体采用SBR法，。于2001年8月由衢州市环境保护局主持通过验收。
1）处理系统流程
前工段制革废水先经机械格栅除去碎皮毛、皮屑等杂物后，与后工段染色废水混合后，进入初沉池，除去大量的麸糠等悬浮物后自流入预曝调节池进行水质水量调节，并脱除一部分的硫化物。然后经一级加药气浮装置除去大部分悬浮物、总铬后进入SBR池进行好氧生化处理，通过好氧细菌的新陈代谢作用除去大部分有机污染物后，出水经滗水器达标排放。
2）SBR反应池工艺参数
SBR反应池平面尺寸30×16×4.5m，分成2格，总深4.5米，有效水深4m，有效容积3840m3，停留时间30h；配TSE150型罗茨风机两台，单台风量：36.3m3/min·台，风压：5mH2O；反应池底布置ZH-80微孔曝气管200套，风量：3~4m3/m.h，服务面积：~0.5m2/套；设SHB-500型滗水器两台，单台滗水量500m3/h，有效滗水深度1m，最大滗水深度1.2m，堰口长3m；单池运行周期8h，周期进水量500 m3/周期，进水约4h，分曝气6h，沉淀1h，排水闲置1h。控制SV%在25%~30%左右，SVI100左右，DO为2~4mg/L左右。由于企业要求，SBR池采用手动方式运行。
3）处理效果
系统设计进水CODCr2600 mg/L，硫化物80mg/L，总铬80mg/L，实际平均进水
CODCr4040 mg/L，硫化物51.5mg/L，总铬28.59mg/L，最高时CODCr6580 mg/L，硫化物173mg/L，总铬85.5mg/L；SBR反应器设计进水CODCr800~900 mg/L，实际平均进水CODCr2240mg/L，最高达3350mg/L。调试完成后，系统运行稳定，出水各项指标均达到GB8978-96《污水综合排放标准》二级标准要求，处理效果高，对CODCr、S2-、SS、总铬的去除率分别为93.3%、99.0%、90.3%、99.4%。
4）技术经济指标
在不计折旧、管理费用下处理每吨水直接费用为1.02元/m3，处理吨水用电0.96度/m3。扣除预处理可节省费用每吨水直接费用为0.8元/m3，处理吨水用电0.8度/m3。
五、结论
1．与其它生化处理方法相比，SBR法具有生化处理的一般优点；
2．SBR法适用于制革废水处理；，
3．应用SBR法处理制革污水，可以节约工程基建投资，降低处理费用，同时易于实现自动控制，方便维护管理；
参考文献
1．成都大学等编《制革化学及工艺学》轻工出版社，1982
2．江山恒昌皮革有限公司污水处理工程竣工验收及报告
3．哈尔滨建筑工程学院主编《排水工程》下册，中国建筑工业出版社，1994
4．孙力平等主编《污水处理新工艺与设计计算实例》，科学出版社，2001.5
5．吴浩汀著《南京制革厂的污水处理技术[1990]》、《浙江江富邦皮革有限公司废水处理工程[1994]》、《浙江海宁制革总厂废水处理工程[1998]》
6．M.Bosnic， J.Buljan与R.P.Daniels《制革污水中污染物分析及各国排放标准》2000.11
7．刘立伟《制革工业废水治理技术现状分析》1992
篇3
关键词：喷漆废水 处理 工艺流程
中图分类号：X8 78 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（b）-0-01
1 喷漆废水的处理工艺
1.1 混凝-Fenton化学氧化法处理喷漆废水的工艺
原废水―混凝―过滤―氧化―中和―过滤―出水
在对废水进行处理的工艺中最普遍的方法就是混凝沉淀法，这种方法主要是针对不同的COD体系，让混凝COD去除率不断上升，因此需要选择合适且质量好的混凝剂，以及创造出最好的运行条件。对混凝剂的投放需严格控制，因为投放的药量不同会影响到混凝剂吸附在颗粒上的形态，另外水的pH值、颗粒浓度、水的流动情况等也需注意。氧化阶段主要是采用强的氧化剂来氧化分解污染物，这是纯粹的化学处理方法，这里用的氧化剂是过氧化氢和亚铁离子的结合即Fenton，这是一种氧化能力相当强的氧化剂，用它主要来氧化难以生物降解和氧化能力低的污染物。
1.2 磷化油漆废水的物化处理的工艺流程
废水―调节池―提升泵―涡流反应器―斜管沉淀池―气浮池―砂滤罐
废水在调节池中发生化学反应，池中主要投的药是CaCl2、絮凝剂、Na2CO3、PAM、PCA，这些都是调节池中的pH值，加药后采用压缩空气搅拌，这样不但能使絮凝体矾花快速生成且变成磷酸盐沉淀，还能使乳化类的石油破裂。等这些反应完成后废水就会进入涡流反应器，接着絮凝体会变成大点的矾花，其余的的废水会通过反应器流到斜管沉淀池，在沉淀池中使磷酸盐沉淀，SS、COD就被除去。进入到气浮池，这主要是用射流气浮来除去悬浮物、表面活性剂等。这些工序以后水已经相对清洁了，但要对废水进行回收，固要用砂滤罐再进行过滤，从而达到回收标准。
1.3 加压生化-混凝气浮法处理喷漆废水的工艺流程
混凝―气浮―加压曝气反应器―混凝沉淀―出水
在处理污水之前先根据不同的出水水质利用电泳除去废水中的悬浮物，接着使用脱脂、表调废水以及酸洗来调节水的pH值，为进入加压曝气反应器做准备，加压曝气反应器中主要是降解COD，经过一系列处理后，出水就可以和磷酸盐废水混合，从而沉淀除磷达到污水排放标准。
加压曝气生化反应器中还可以对喷漆废水中的有机物进行生物处理，这就是指在对废水中的有机物进行处理时，可以利用微生物的新陈代谢产生的物质来进行生生物化学反应，这样就可以将有机物分解为CO2、H2O等无毒物质，达到废水处理的目标。
1.4 酸碱中和-石灰助凝-PAC混凝-沉淀工艺的工艺流程
废水调节池―二级pH值调节池―混合槽（加石灰）―反应槽（PCA、PAM）―斜板沉淀池―排水
这种工艺主要是进行化学反应，在酸性废水中加入苛性钠、石灰等碱性中和剂；在碱性废水中加入盐酸、硫酸等酸性中和剂。在接下来的程序中用石灰来加速凝结，在这中间pH值的调节是十分重要的。在处理酸碱中和反应时都是用二级调节法，这样不但可以控制好pH值，还可以为以后的Al3+混凝沉淀打基础。
1.5 混凝沉淀―水解酸化―好氧生化联合处理的工艺流程
调节池―混凝―水解酸化―好氧生化池
实践证明水解酸化―好氧生化联合处理方法对喷漆废水的处理有着十分明显的效果。这种工艺主要是利用酸化的作用将大分子转化为小分子，这样就能提高废水的处理效果，这些环节中最重要的就是水解酸化，一旦将水解酸化的作用发挥到极致，那么整个处理工艺就可以得到明显的改善。将废水进行水解酸化时可以利用水解酸化菌，特别是CODCr≤1000 mg/L的低浓度喷漆废水，在处理时就可以忽略混凝沉淀处理，从而直接进行酸化好氧这道工序，同样会达到排放标准。
1.6 混凝沉淀和氧化絮凝复合床法的工艺流程
废水―混凝―氧化絮凝复合床―生化处理―排水
这种处理喷漆废水的工艺是目前对废水中的杂物进行排除、净化的既经济又合理的处理方法。它具有投资少、高效、实用性强、不产生次生污染等多重特性，现在国内大多都是采用这种处理工艺。
这种工艺的主要工序就是氧化絮凝复合床，这种设备就是根据污染物组成来填充可以除去固体、液体等有害物质的专用材料，以及氧化剂、催化剂等辅助材料，并且要将这些材料有序、合理的布置在氧化絮凝复合床内。除此之外，氧化絮凝复合床还可以不断的产生一定的羟基自由基等物质，这样不但能去除许多有毒物质，还可以将难以生化降解的物质也除去，从而达到有效的净化废水的目的，这样的水就可以达到排放标准。
2 喷漆废水处理中出现的问题与对策
2.1 出现的问题
近些年国内才开始研究喷漆废水的处理，由于废水中的悬浮物多并且还有许多难以进行生物降解的有机物，故而到现在为止，国内的使用的方法不够理想，工艺上达不到经济合理，装置上不够先进，方法上没有完善。若是利用过生物降解法，虽然可以使废水达到排放标准，但是会遇到很多难题。首先处理设备精良且复杂，占用的场地大，这就初步造成投资大。其次就是处理的废水，这种方法除了对入口的水质有要求以外，还要求处理的水必须连贯且量大，然而国内的喷漆废水排放大都是间歇性的。若是采用物化法则会出现排放的水水质不稳定，运行后的维护费用高以及水量及水质的起伏大等问题。
2.2 对策
根据生产废水的多少将企业分为两种，即产生很多的生活污水和喷漆废水的企业和只产生单一喷漆废水的企业。对于前一种企业可以将生活污水和喷漆废水混合，先让这些废水自行发酵，这样既可以将很难进行生物降解的有机物稀释，进而削弱它们对生物降解的抑制，除此之外，还可以利用发酵产生的代谢物来进行生物分解。对于第二种企业通常都会综合使用各种污水处理工艺，因为单一的污水处理工艺例如：化学混凝沉淀、漆雾凝聚沉淀等处理工艺都不能使水的质量达到稳定的标准，除此之外，这些处理方法还对进水的水质有着严格的要求，这就使得处理工艺复杂繁琐。面对这种情况多采用解酸化―好氧生化联合处理、混凝沉淀及氧化絮凝水复合床等综合处理工艺来进行生物
处理。
3 结语
总的来说，在处理喷漆产生的废水时，要对症下药，选用合适的处理工艺。因为生产工艺不同，那么产生的废水的水质也不尽相同，因此在处理时选择的工艺组合也不相同，归根到底要选用什么样的废水处理工艺要根据以下因素：喷漆的类型、产品的特点及其产量、生产规模等。
参考文献
[1] 谭雨清，关晓辉，刘海宁，等.混凝-氧化法处理喷漆废水的应用研究[J].工业水处理， 2006，26（10）：75-76.
篇4
关键词：皮革加工废水；防治；策略
引 言：制革工业废水是一种较难治理的工业废水。据相关调查，目前只有30%的制革企业不同程度的简单处理了废水，其余的70%产生的废水未经任何处理，自然排放。对环境造成严重污染，对生态带来破坏。
1 皮革废水的特点
废水主要来源于鞣前准备，鞣制和其他湿加工工段。污染最重的是脱脂废水、浸灰脱毛废水、铬鞣废水，这3种废水约占总废水量的50%，但却包含了绝大部分的污染物，各种污染物占其总量的质量分数为：CODcr80%，BOD575%，SS70%，硫化物93%，氯化钠50%，铬化合物95%。
制革废水的特点表现在以下几方面：①水质水量波动大；②可生化性好；③悬浮物浓度高，易腐败，产生污染量大；④废水含S2-和铬等有毒化合物。
2 皮革废水处理工艺的选择
2.1 制革原料及制革工艺
制革原料及生产工艺不同，对制革废水的水质影响很大。不同的制革废水，要选择不同的处理工艺，以期取得更好的处理效果。如制革废水中含有过高的盐类物质，选择耐盐性较强的低负荷活性污泥法，还是选择耐盐性较差的中负荷生物膜法，要权衡利弊后确定；如废水中含有大量的钙铁离子，采用纤维填料，初期运行效果很好，但长期运行，钙铁离子易粘附在纤维表面并结垢，使处理效果越来越差。如果经常更换填料又增加了企业负担，因而接触氧化工艺在此类制革废水处理中要慎用。
2.2 预处理工艺的选择
预处理的主要作用是去除尽可能多的SS、油类、铬离子和硫化物，降低有机物和有毒物质浓度，以确保后续生物处理的高效稳定运行。混凝沉淀和气浮是皮革废水常用的预处理方法。混凝沉淀，主要是通过向废水中投加NaOH、硫酸亚铁、PAC等药剂，使水中的硫化物和铬离子沉淀而去除；而气浮，主要是通过向水中投加破乳剂和絮凝剂，并通过微小气泡的上浮和粘附作用，使水中的油类物质和SS得到有效去除。
对于预处理工艺，需要结合后续生物处理工艺选择。在采用接触氧化法作为生物处理工艺时，对预处理的要求严格，如果预处理达不到预期目标，将会影响后续接触氧化法的处理效果，因而影响整个系统的运行稳定性。
2.3 废水处理方案
传统的制革废水处理技术是将各工序废水收集混合，一起纳入污水处理系统，但由于废水中含有大量的硫化物和铬离子，极易对微生物产生抑制作用。所以目前比较合理的是“原液单独处理、综合废水统一处理”的工艺路线，将浸灰废水、铬鞣废水、复鞣染色废水分别进行处理并回收有价值的资源，然后与其它废水混合统一处理。
3 皮革废水处理技术及创新策略
3.1 单项废水预处理技术
（1）浸灰废水处理与回用方案
酸化法回收硫化氢的工艺的原理是含硫废水中的硫化物在酸性条件下产生极易挥发的H2S气体，再用碱液进行吸收，生成硫化碱回用，其优点是可回收利用硫化钠。试验和理论分析表明，当含硫废水pH值调整至4-4.5的范围时，只要反应时间足够长，废水中硫化物可降至很低，废水中硫化物的去除率大于90%。工程实施中，为了尽可能分离出含硫废水中的H2S，整个酸化反应时间应大于6小时。废水处理过程中，为了防止H2S气体的外漏，应使吸收系统保持在负压状态，宜采用真空泵连续抽出H2S至吸收塔的方式。由于含硫废水中富含蛋白质，应通过固液分离方式将这些蛋白质回收，可直接将反应后的残渣泵入板框压滤机进行压滤脱水。
（2）铬鞣废水处理与回用方案
废铬液的循环利用是将铬鞣废液收集、检测和调整后，用于下批皮的鞣制或浸酸鞣制，如此循环可减少外排量及铬鞣剂的投加量（据报道，循环法可节约30%以上的铬鞣剂）。循环法包括直接循环利用法和浸酸/鞣制循环利用法，采用这种方法不仅能够充分利用铬鞣废液中的有用成份，节约化工原料，而且达到治理环境污染的目的。该技术与生产工艺联系密切，受原料、生产装备和产品等因素影响较大。循环法处理后的剩余废水如需外排，也应进行碱沉淀处理后作到车间或车间处理设施排放口前达标。
（3）复鞣染色废水预处理方案
复鞣染色区分流出来的复鞣染色废水经过格栅处理后，通过专用管道自然流入到复鞣染色废水池中，再泵入反应池中，通过加碱搅拌反应，生产氢氧化铬沉淀，再泵入沉淀池中，静置沉淀分离铬泥，将上清液排入上清液池中，沉淀进行压滤得到铬泥。得到的铬泥送到铬鞣剂回收单元处理。
3.2 综合废水处理技术
（1）生化处理工艺
①预处理系统：制革废水中含有较多的柔软剂、渗透剂和表面活性剂等高分子化合物，这些物质比较难以生物降解。在生物处理前，用臭氧来氧化废水，将这些高分子有机物转变成低分子形式，甚至是容易消化的简单的生物机体，从而提高生物的可降解性。在生物处理前先进行水解酸化，将废水m（BOD5/m（CODcr）的值由0.2提高到0.4以上，极大的提高废水的可生物降解性，为好氧生化处理提供有利条件。
②生物处理系统：制革废水属于高浓度有机废水，适宜于进行生物处理。目前用于处理制革废水的比较成熟的工艺是氧化沟、SBR和生物接触氧化法。制革废水水量水质波动大，含有较高浓度的Cl-和SO42-，以及微生物难降解的有机物及铬和硫化物带来的毒性问题，因此生物处理工艺必须具备耐冲击负荷，且能适应高盐度对微生物产生的抑制作用，又能在较长时间内使难降解有机物得到降解和无机化。
（2）物化处理工艺
目前国内用于处理制革废水的物化处理法有投加混凝剂、内电解等技术。用混凝剂物化处理，设备简单、管理方便，并适合于间歇操作。内电解法对废水的处理是基于电化学反应的氧化还原和电池反应产物的絮凝及新生絮体的吸附等的协同作用。该工艺效果良好，CODcr，BOD5，SS总的去除率分别为88%，89%和95%。此工艺特别适合间歇生产的中小型制革企业，操作简便，运行稳定，脱色效果好，投资低，出水水质能够稳定达到二级排放标准。
3.3 典型工艺
（1）混凝沉淀+SBR法
首先采用物化法除去废水中的大量有毒物质和部分有机物，再经过SBR法生化降解可溶性有机物。用 SBR工艺处理制革废水，对水质变化的适应性好，耐负荷冲击能力强，尤其适合制革废水相对集中排放及水质多变的特点。而且，SBR处理工艺投资较省，运行成本较一般活性污泥法低。
（2）气浮+接触氧化法
采用涡凹气浮+二段接触氧化工艺，不仅使处理后的废水达到排放要求，提高了处理能力和效果，而且回收了80%以上的Cr3+，使处理后的废水部分回用。在涡凹气浮的基础上，使用串联气浮工艺，使对污染物的去除率大幅增加，同时采用串联气浮工艺操作也起到了2次气浮的效果。采用涡凹气浮+二段接触氧化工艺，在进水COD 3647 mg/ L时，出水COD浓度可稳定在77 mg/L左右。
4 结束语
综上所述，虽然从目前来看，制革废水的处理技术已经有了很大突破，但各种工艺仍然存在各种缺陷，相信随着科学技术的发展，会有更多效果好且经济可行的处理技术及工艺被研究出来，从而推动制革废水处理技术的发展。
参考文献：
篇5
钢铁企业的污（废水）由于污染物成分复杂，在进行反渗透脱盐处理时，若只采用常规水处理工艺(如：中和、生化处理、混凝、澄清、介质过滤等)作为反渗透的预处理，往往无法满足反渗透系统的进水水质要求，造成反渗透装置的快速污堵及频繁清洗。在常规水处理工艺的基础上结合超滤处理工艺作为反渗透的预处理，则能够大大降低反渗透装置的污堵速度及清洗频率，保证反渗透系统的长期、稳定运行，为钢铁企业提供可替代新鲜水、锅炉用水、工业工艺用水的高品质回用水在钢铁、冶炼和机加工等行业的诸多流程中（冷轧、热轧、金属加工、酸浸、抛光等）都会产生大量的含油废水。传统的处理方法（化学破乳法、充气浮选法以及各种重力分离法等）无法有效除油，产生大量难以处理的废油污泥，不但不能达到污水排放标准、还具有处理工艺冗长，处理成本高，占地面积大等缺点。乳化油废水成分非常复杂，主要含有矿物油、乳化剂、表面活性剂等，特别是油和油脂的含量很高，油份不但以微米和亚微米级大小的粒子存在，性质十分稳定，且含有很高的COD，直接排放会给环境带来严重的污染。
由于含油废水具有抗混凝性，传统典型化学方法在处理油水分离上往往无能为力。凯发研发的专利膜产品与高效的膜分离处理技术，有效解决了含油废水的分离难题。该技术能将乳化油强制截流，回收油、脱膜液和洗涤剂，出水经过进一步处理后达到排放或回用要求，甚至油、脱膜液和洗涤剂都可回收和循环使用。
膜分离技术作为一种新型、高效的分离技术，近年来取得了令人瞩目的飞速发展，已广泛应用于国民经济的各个领域。在节能减排、清洁生产和循环经济中发挥着重要作用，特别是在水资源利用和环境保护方面起着举足轻重的作用。
二、中水回用处理技术简介
中水回用处理技术按其机理可分为物理法、化学法、生物法等。中水回用技术通常需要多种处理技术的合理组合，即各种水处理方法结合起来深度处理污水，这是由于单一的某种水处理方法一般很难达到回用水水质的要求。目前，中水回用处理的基
本工艺有：
1、二级处理消毒；
2 、二级处理过滤消毒；
3、二级处理混凝沉淀(澄清、气浮) 过滤消毒；
4、二级处理微滤/超滤消毒。
当对回用水水质有更高要求时，可选用其它处理工艺，即在深度处理中增加活性炭吸附、臭氧-活性炭、脱氨、离子交换、纳滤、反渗透等单元技术中一种或几种组合。
目前，中水回用处理技术的发展趋势是采用集成膜系统(Integrated Membrane System，IMS)[2，3]，即将微滤 (MF) 、超滤 (UF) 、纳滤 (NF) 和反渗透(RO) 等组合起来。IMS系统具有可靠性高、对原水的水质变化不敏感、操作费用低且均为商品化组件式装置的特点，并已在不同行业的中水回用中得到了广泛的应用。
三、中水回用案例介绍
1、膜分离技术在钢铁行业中水回用中的应用
钢铁行业是水资源消耗巨大的产业，除少数钢铁企业外，普遍存在着废水排放量大，废水循环利用率低，吨钢新水耗量居高不下的现象。日照钢铁控股集团有限公司是一家集烧结、炼铁、炼钢、轧材于一体并配套齐全的特大型钢铁联合企业。其中水回用项目是将经综合污水处理厂处理后 (混凝+高密度沉淀池+V型滤池) 的工业废水，利用双膜法(UF+RO) 进行深度处理，从而达到回用的目的。日照钢铁中水回用项目设计的主要进水水质如表1所示：日照钢铁中水回用项目设计反渗透总产水量为420m3/h。其工艺流程如下所示：原水池超滤进水泵自清洗过滤器超滤膜系统超滤产水池RO进水泵保安过滤器RO膜系统RO产水日照钢铁中水回用系统包括了两个阶段的处理过程。第一阶段为超滤，Kristal超滤膜装置的出水性能稳定：SDI值 ≤2、浊度≤0.1NTU，将给后续的反渗透装置提供很好的进水水质，从而保证反渗透系统的长期稳定运行。第二阶段为反渗透，主要作用是去除水中大部分离子，系统脱盐率大于96%，保证出水满足回用要求。
2、膜分离技术在有色金属行业中水回用中的应用
为了避免再次发生环境污染事故，同时减轻企业生产对环境的污染，实现生产废水零排放，韶关冶炼厂决定实施废水回用工程。通过该项目的实施，可进一步提高工业水的重复利用率，降低新水耗量与废水排放量。韶关冶炼厂生产废水采用石灰+硫酸铁两段化学混凝沉淀法处理后达标排放。经现场水质监测和垢样判别研究，韶关冶炼厂废水处理后的水属结垢型水质，其结垢趋势严重。根据韶关冶炼厂历年资料及2006年2月复产后至7月的监测数据，处理后工业废水的典型水质如表2所示：根据进水水质的特点和产水要求，选择纳滤作为主脱盐工艺，可以降低能耗，达到所需要的脱盐率。本工程采用如下的工艺流程：处理后的生产废水原水泵多介质过滤器超滤超滤产水箱纳滤进水泵纳滤除盐水箱。中水回用膜处理系统设计总规模为800m3/h，一期建设规模200m3/h。土建按总规模一次建设，一期工程车间布置与公用设施配置考虑与二期建设的衔接。韶关冶炼厂中水回用膜处理系统自2007年9月投入使用以来，已正常运行近三年。系统运行至今，经受住了复杂多变的冶炼废水水质的考验，尤其是稳定优质的Kristal超滤膜出水，保障了后续纳滤的平稳安全运行，降低了系统运行成本。其产水达到韶关冶炼厂工业循环水的水质要求：系统脱盐率≥80%，其中Ca2+<100mg/l，SO42-<100mg/l，电导率<250μs/cm。
3、陶瓷膜分离技术在钢铁、冶炼的含油废水中的应用
冶金企业在轧钢过程中产生大量的含油废水，其来源大致有：从酸洗线上排出的酸性废水；钢材表面的活化处理或钝化后排出的含盐、含金属离子的废水；钢轧制过程中为了消除冷轧产生的热变形，需采用乳化液（乳化液主要是由 2～10%的矿物油或植物油、阴离子型或非离子型的乳化剂和水组成）进行冷却和，由此而产生的冷轧乳化液废水；冷却带钢在松卷退火前均要用碱性溶液脱脂，产生碱性含油废水；冷轧不锈钢的生产过程中，退火、酸洗、冷轧、修磨、抛光、平整、切割等工序中或连续或间断地排放出含油含脂的轧制乳化废液；热轧和硅钢厂也都存在乳化液废水排放问题。这些废水中以冷轧乳化液废水处理最为困难，一般的含油废水处理方法如气浮法、吸附法、生化法、化学法等，都难以得到理想的处理效果。凯发采用自己的专利膜产品与高效的膜分离处理技术，有效解决了含油废水的分离难题。该技术能将乳化油强制截流，回收油、脱膜液和洗涤剂，出水经过进一步处理后达到排放或回用要求，甚至油、脱膜液和洗涤剂都可回收和循环使用。陶瓷膜处理冷轧乳化液废水的工艺介绍：冷轧乳化液废水进入原水池，经过适当预处理后，由供料泵送给陶瓷膜组件，陶瓷膜组件的操作方式采用内外循环式流动方式，由循环泵提供膜面流速，由供料泵提供系统操作压力，通过供料泵流量来调节系统的浓缩倍数。膜组件处理后的浓液回到回收槽，渗透液作为生活杂用水送到指定点。技术特点：陶瓷膜具有耐腐蚀、机械强度高、孔径分布窄、使用寿命长等突出优点，已经引起了国内外的广泛注意，并在许多领域得到了应用。陶瓷膜处理含油废水操作稳定，通量较高，出水水质好，油含量小于10ppm，乳化油/水分离效果能够达到100%。陶瓷膜设备占地面积小，正常工作时不消耗化学药剂也不产生新的污泥，回收油质量比较好，在含油废水处理领域已日益显示出极强的竞争力。油截留率高，出水含油量小于10ppm，达到环保要求；经过浓缩后可回收大量有价值的油；耐酸碱及氧化性物质，耐微生物侵蚀，使用寿命长；采用错流过滤，耐污染，可维持高通量过滤；无需使用昂贵的破乳剂、絮凝剂，运行成本低；膜清洗周期长，清洗通量恢复效果好且稳定；可实现PLC自动控制，劳动强度低，节省人力成本；易损件少，设备维护简单，维修费用低。案例：杭州正和环保有限公司以及南方航空于2007年7月18日至2007年8月4日在湖南株洲及浙江杭州进行了HYFLUX陶瓷膜过滤乳化油实验。原液为含油废水，含机械油脂、表面活性剂等，陶瓷膜采用InoCep40nm陶瓷膜，膜内外径为3/4mm，试验结果及分析如下：
1、操作压力超过3.0bar会导致滤液浑浊，并且通量会急剧下降。浓缩倍数过高也会导致滤液浑浊。
2、通量的变化较复杂，主要原因是每批次料液温度等差别较大。但也可以看出第四批通量明显较其它几批高是因为第四批初始温度较高。
3、第五批截留率下降是因为料液经运输到杭州后并经过多次实验发生变化，小分子物质增多导致。
4、可以看出随着浓缩倍数的增加，浓缩液COD显著增加，而滤出液COD增加缓慢。从截留率上所表现的就是截留率显著升高。
5、结合该乳化液的成分可以推测出Hyflux陶瓷膜对产生大量COD的小油滴有较强的截留效果，而对其它溶解油、分散剂及表面活性剂等小分子物质造成的COD不截留。因此造成浓缩液COD显著上升而滤出液COD基本不变的现象。
四、结论
目前以集成膜系统 (MF/UF+NF/RO) 为核心的中水回用系统，已成功应用于多个行业，系统运行稳定可靠，发挥了巨大的环境和经济效益，是值得推广的重要技术。
1、采用膜分离技术的中水回用系统，其产水视水质情况可做循环水的补水、锅炉、冷轧酸洗、漂洗等生产工艺的用水，具有节能、环保等特点。
2、超滤出水水质好，水质稳定且基本不受原水水质变化的影响。超滤能有效去除水中的颗粒、悬浮物、胶体、细菌、病毒等，是一种可靠的水处理技术；既可直接用于中水的生产，也可作为反渗透的预处理，与常规预处理相比可大大降低反渗透进水的SDI值，延长反渗透装置的使用寿命。
3、集成膜系统体现了高自动化、高集约化、高环境友好性的特点，有效提高了水循环的利用率，降低各行业的新水耗量，在节能降耗、清洁生产和循环经济中发挥着重要作用。
篇6
关键词：PTA装置；三废处理；综合利用；清洁生产
炼油与化工行业是公认的资源消耗与环境污染“大户”，其中，苯二甲酸（PTA）装置是消耗能源的主要部分，同时排出的废弃物较多。PTA装置在操作上有着一定难度，且有更为复杂的操作工艺与流程，实现清洁生产的难度较大，需要集中从内部管理、装置改造、资源综合利用几方面加强与优化。
1.PTA生产工艺流程
二甲苯是PTA装置的重要原料，溶剂为醋酸，生产TA浆料的过程为氧化反应器内二甲苯与压缩空气发生反应，然后通过一整个流程，包括结晶、过滤与干燥后产生TA，然后让生成的TA混合于水，形成混合物，加热分解后将其输送到氢反应器内，再通过结晶与过滤等基本步骤将PT酸杂质滤过出去，干燥后可以得到PTA。
2.三废处理方法
2.1废水
工业生产排放的废水与设备运行产生的费用、地面冲洗废水、雨水均是PTA排放的废水。其中，雨水大部分排放至雨水井中，而剩余的废水则由污水处理长处理，通常输入水量为8595.42t/h左右，输出量为8465.47t/h。改造方法为：优化氧化单元，对氧化单元优先操作，对氧化生成的水优先使用，比如，将氧化配制的催化剂用水与残渣混合后改造为氧化HD-702生成水，可以将废水排放量减少，经过这一改造后，废水排放量减少了3t/h[1]。精制装置与氧化装置作业过程中也会产生很多的污水，氧化单元与泵密封水总计40t/h。可以采取的改造方法为：清污分流氧化工艺的碱洗母液管与母液过滤机、污水冷却塔、薄膜蒸发器、浆料泵，现场的清水与生产污水需要分开，并将清水与蒸汽冷凝水引入到雨水井内；同时对碱用量严格控制，尽量减少用水量。对双端面密封设备进行技术升级与改造，可以将密封回水引入到回水系统内。通过以上的技术改造，全部废水均经过了统一的处理，废水处理率达到100%，废水处理的合格率为100%[2]。
2.2废气
氧化吸收塔尾气与活性炭吸附单元排放出的气体、脱水塔塔顶的尾气均是常见的废气，以上这些废气均经过酸性去除后最终排放至大气中。洗涤器尾气经过脱离水洗涤将固体有机物去除了，剩余的蒸汽则被排放到了大气中。母固单元尾气与精制干燥的尾气均经固体粉尘去除后排入到大气中。可以采用活性炭吸附废气中的有害物质，然后再排入到大气中。通过采用这一方法，气体排放达标率为70105.41万m3，净化效率达到98.5%[3]。
2.3废渣
对回收工艺与技术进行改造，目的是将固体废渣的排放量减少，PTA氧化单元有残渣与残液，回收薄膜蒸发器单元产生的残渣，同时对DMT与增塑剂产品进行回收，不仅可以减少污染，还能实现废渣的循环利用。
3.资源综合利用
3.1使用醋酸甲酯回收装置
HD-702气、液相与活性炭吸收的有机相中包含了可以回收的醋酸甲酯， HD-702经冷凝器冷却后再次利用常压洗涤塔HT-702进行水洗，可以将吸收到的液相贮罐与泵送至脱酯塔中进行精馏处理。经活性炭吸收的有机物质经过塔顶蒸馏出后也放置到成品贮罐内，此次的醋酸甲酯回收装置的应用非常成功，将废水中的CODcr进一步降低了，经过活性炭处理，后进行脱脂处理CODcr的处理量达到了2t/h左后，每日的CODcr排放量达到了1526kg[4]。
3.2将物耗与能耗降低
当前，醋酸甲酯的回收装置可以充分回收醋酸甲酯含量为3500kg，且纯度达到了90%以上，将回收到的醋酸甲酯重新输松到氧化反应器中。将母固系统运行基本达到了稳定状态后，固体料可以全部进行氧化，这样可以使污水中的固体含量降低，从而使pX的单位损耗量减少3～5kg/t。
4.生产工艺设备改造
对PTA装置进行技术工艺改造，主要包含了：改造结晶甘油密封系统，增加了中压氮管线，同时对送料系统JF-501IC进行改进，对蒸汽系统JD-905加旁路，对回流进行改造，优化HT-507塔，在PTA单元风送系统增设增压器，同时应用了新的旁路与回流设备，应用HC-601风机气密封，增加JM-401D下料冲洗的应用。除了以上设备改造措施意外，还最新应用了FI-1702临时流量计，对冲洗酸回路系统改造，同时改造氧化反应器搅拌机齿轮箱降温，以上改造设备花费费用为30.5万元，取得了显著的运行效果[5]。通过对氧化反应器的改造与对搅拌机的底部回流改造，不仅将反应器的转化率提高了，更使物资损耗减少，间反应产物的回收率提高，降低了整体的物资损耗，经过检验，达到了预期O计目标与要求。
结束语：本文主要对PTA生产工艺流程、三废处理方法、资源综合利用过程、与技术设备改造进行了分析，表现了要想实现PTA装置的清洁生产与可持续利用，就必须对应用到的设备与工艺进行改造与优化，制定年度审核方案，对每一年的“三废”量进行比对，从而进一步做出整改，通过以上整改措施，废水、废气与废渣的排放量逐年减少，实现了低耗、环保，经济效益与社会效益实现了最大化。
参考文献
[1]李晓红，丁毅，张雁秋等.PTA装置的清洁生产[J].环境工程，2010，24（6）：83-84.
[2]李海潮，谢福岭.PTA装置清洁生产工作初探[J].化工环保，2010，24（z1）：412-414.
[3]裴蓓，朱国强，曹超等.PTA工艺节能减排潜力研究[J].聚酯工业，2012，25（3）：1-7.
篇7
蛋白质主要存在于大豆中，大豆蛋白质含量几乎是肉、蛋、鱼的二倍。而且大豆所含的蛋白质中人体“必需氨基酸”含量充足、组分齐全，属于“优质蛋白质”。
利用豆腐黄浆水生产有保健功能休闲食品
项目简介：该产品系利用废弃物深加工而成，成本低，技术性附加值高，且适于小规模生产，资金周转率高，基于我国市场上各种休闲食品虽多，但能量普遍偏高，不适于健康要求，故低能量的休闲食品市场看好，加之现国内尚无既是低能量的，又有特殊保健因子的同类产品，估计毛利率在30%以上，也可将该产品申请为保健食品，收益可更高。
大豆异黄酮提取纯化技术
项目简介：该项目以大豆胚芽为主原料，经过萃取、工业色谱纯化技术，生产高纯度大豆异黄酮。将异黄酮含量提高至40～90%（视市场需要定）。产值2.5亿元；大豆胚芽4800吨（干基）；溶剂300吨（耗损量）；吸附剂10吨；循环冷却水200吨/时； 动力电200KVA；水蒸汽（0.6MPa）6吨/时；车间厂房1600平方米；设备投资800万元。
大豆及豆粕深加工技术
项目简介：该项目以大豆分离蛋白或豆粕为原料，通过有控制的酶解，生产高质量的大豆多肽。该产品可用作营养疗效食品（具有降血脂、降血压和快速补充营养功能）和运动食品的功能性配料成分。以大豆或豆粕为原料，通过微生物发酵，生产具有抑制病原菌、调节肠道微生态环境、增强免疫力及促进动物快速生长等功能的多效生物饲料添加剂产品。该品不仅天然、安全、高效、多功能，而且具有活菌含量高，耐热、耐酸碱、易保存等特性，可替代或部分替代饲料中的抗生素。
由大豆粉末磷脂提取磷脂酰胆碱方法
项目简介：该发明公开了属于化学医药产品提取技术的一种由大豆粉末磷脂提取磷脂酰胆碱的方法，是采用乙腈与低碳醇的混合溶剂对大豆粉末磷脂进行多级逆流浸提，并将各级提取液在真空中除去溶剂的工艺方法，获得含磷脂酰胆碱为70％以上的产品，一般收率达70％以上。该方法工艺简单、设备投资小、适合于工业大生产。
纳米级大豆膳食纤维
项目简介：该项目研制的纳米级大豆膳食纤维是物理改性的精制纤维素，应用纳米技术改性纤维素的超微结构，使之具有多种独特的功能，在多种食品和饮料行业中具有广泛的应用。
该产品是高溶解性的膳食纤维；高持水性；极低的粘度；耐酸、耐热和耐盐；优良的蛋白质稳定性；极佳的乳化性。该产品可用于稳定剂、品质改良剂、脂肪替代品、保健食品原料。
利用生物修饰技术制取功能性大豆蛋白
项目简介：该研究利用植物蛋白酶、动物蛋白酶对蛋白进行水解，从中寻求能够将大豆分离蛋白性能改变的最佳蛋白酶的种类和水解技术，为其改性蛋白的特性研究及产品开发奠定基础。最终开发产品植物奶粉蛋白质含量30%以上；乳品专用大豆分离蛋白含量在80%以上，NSI值在80%以上：抗氧性肽，分子量小于1000，相对抗氧化力1.0以上，注射型分离蛋白85%以上。
大豆种衣剂
项目简介：该产品是根据大豆生长发育特点而研制的种子包衣剂， 内含大豆生长所必需的Zn、Mo等多种微量元素和杀虫剂．杀菌剂及成膜剂，具有增加营养，防治病虫等功效，可促进苗期大豆根系生长发育，增加大豆根瘤数量，尤其适用于重迎茬大豆。该剂为粉剂，便于运输和储藏。每包种衣剂加入200毫升热水搅拌至无结块为止，冷却后倒入15公斤种子，拌匀，然后放阴处摊开晾干，待播种。拌后的种子不可食用或喂牲畜。
全脂大豆完全脱腥蛋白粉制备方法
项目简介：该项目运用独特的工艺方法较彻底地钝化了胰蛋白酶抑制剂、脂肪氧化酶、血球凝集素和致甲状腺肿素的活性，使大豆较理想地克服了大豆所固有抗营养性、致甲状腺肿大、肠胃不适、胀气和豆腥苦涩味等五大副作用，从根本上克服了当前流行的脱腥技术所生产的蛋白粉只能做食品添加剂的弊病，在国内外首次实现了大豆完全脱腥。
大豆乳清废水处理方法
项目简介：该发明涉及一种大豆乳清废水处理方法，并且从大豆乳清废水中提取低聚糖和蛋白。大豆乳清废水是指在以低温脱脂豆粕为原料生产大豆分离蛋白过程中，豆粕经碱溶、酸沉、离心分离提取蛋白后产生的有机废水，其中含有蛋白、低聚糖等类物质，COD为1800～20000mg/L，生化处理投资大，而且浪费了资源。该技术方案运用多级膜分离方式对大豆乳清水进行处理，可提取大豆低聚糖和蛋白形成产品，增加企业经济效益，处理后的水可循环使用，无污水排放，不需建污水处理装置，节约水资源。
大豆植物油提取磷脂
项目简介：该产品涉及一种运用膜分离技术改造大豆植物油提取工艺，提取高品质大豆磷脂的方法，适用于大豆植物油加工行业。该技术方案提取的磷脂为高品质大豆粉末磷脂和大豆溶血磷脂，其应用价值大大高于传统方法生产的大豆浓缩磷脂。该方法提供的油脂精炼工艺比传统工艺路线减少了碱炼脱酸工序，避免了大量碱炼废水的产生，既降低了炼油成本，又消除了炼油废水的一个重要污染源。该方法提炼的大豆成品油，因其中的磷脂已基本提取，可明显提高成品油的品质和保质期。
提取大豆分离蛋白的方法
项目简介：该产品涉及一种提取大豆分离蛋白的方法，特别涉及一种运用无机陶瓷膜技术提取大豆分离蛋白的新方法。大豆蛋白质具有良好的营养功能，能够补充人体必需的能量，增强人体免疫力，对防治心脏病、糖尿病、癌症等疾病具有一定的效果，大豆分离蛋白的蛋白质含量不低于90%，是纯度最高的大豆蛋白制品。该技术方案取消了传统工艺中的酸沉工序，提高了产品质量，减少盐酸使用量，降低了生产成本，提高了蛋白的收率，可达到95%以上。由于取消酸沉工序，改善了大豆乳清水的处理条件，便于提取其中的低聚糖等产品。
大豆功能因子连续提取工艺
项目简介：传统工艺生产浓缩蛋白产品单一、生产成本高；功能因子不能分开，影响产品质量；污水排放量大。该工艺使用低级醇类用于萃取非蛋白成份；用膜技术浓缩低聚糖；等电点分离大豆核酸；反渗透浓缩治理废水；双溶剂分离大豆低聚糖、异黄酮；喷雾干燥。一条生产线上连续提取浓缩蛋白、大豆低聚糖、异黄酮、皂甙、核酸等功能因子；异黄酮纯度＞80%，皂甙纯度＞80%，低聚糖纯度＞40%，核酸纯度＞30%，蛋白含量＞70%；污水零排放。
高效因氛大豆基因工程根瘤菌HN32的构建和应用
项目简介：本成果以慢生型大豆极瘤菌22-10为受体，采用构建供体首基因文库－三亲本杂交－植物筛选的技术路线，将来自快生型大豆极瘤菌B52的3.7kB增效基因导入22-10，并通过盆栽试验从获得的转移接合子中筛选出增效菌株HN32。该菌株在小区试验中较受体菌增产7.8%，比不接种对照增产16.8%。在扩大的31个小区试验中平均比受体亩增产7%。经在黑龙江、广西和四川等地进行的大面积推广应用试验，结果表明HN32具有明显的增产效果和应用前景。
从大豆豆粕／胚芽／乳清废液中提取活性天然产物工艺
项目简介：该项目在充分与民间资本和设备合作的基础上，成功的开发出了大豆天然活性产品联产工艺。用该工艺生产的天然活性产品，成本低，质量明显高于目前市售产品。而且在此基础上，可进一步生产市场亟须的高端精细产品(大豆异黄酮甙元和染料木素单体)。项目工艺通过对豆粕或胚芽或乳清液的提取制备大豆异黄酮，之后利用生产异黄酮的下脚料生产大豆皂甙和低聚糖。大豆异黄酮甙元为通过水解大豆异黄酮而获得。染料木素是通过分离从甙元混合物中制备。
混合型大豆干酪加工关键技术研究
项目简介：该项目筛选了适用于混合乳的发酵剂菌株，确定了牛乳和豆浆的配合比例及凝结混合乳的特定酶，研究了混合型干酪成熟过程中发生的变化。项目确定了混合乳中豆浆的最佳添加量。将豆浆的添加量控制在0、10%、15%、20%、25%、30%，按照契达干酪的制作方法加工混合型干酪，并测定干酪的营养成分、产率及感观指标。观察了菌株发酵混合乳的凝乳性能，检测了菌株发酵不同基质凝乳的酸度、粘度、双乙酰、胞外多糖和pH4.6可溶性氮含量，结果表明，发酵基质不同时，菌株的发酵特性也不同。确定了适于凝结混合乳的凝乳酶的种类和添加量。探讨了混合型干酪在成熟期间的质构特性和蛋白质含量变化。
大豆新品种长农22号
项目简介：该品种籽粒圆形，种皮浅黄色、微光、脐浅黄色、百粒重18～20克，褐斑虫食率低，外观品质优良。籽粒脂肪含量19.25%，蛋白含量39.11%。属中晚熟品种。预计推广10万公顷以上，每公顷平均2998公斤，比吉林30增产9.0%，每公斤大豆2.5元计算：该品种推广后，将比老品种大豆增产2580万公斤，农民增加收入0.65亿元人民币。
大豆功能因子研究
项目简介：该项目以高温(或低温)豆粕为原料，在一条生产线上，连续提取大豆皂甙、异黄酮、核酸、低聚糖、浓缩蛋白的生产新技术中试鉴定。在一条生产线上连续提取大豆皂甙、异黄酮、核酸、低聚糖、浓缩蛋白5种产品。效益大幅度提高，连续提取不仅使产品得率提高，而且使纯度提高。项目采用“逆向分离技术”，将高温豆粕中的蛋白质全部分离提取(蛋白质利用率＞98%)， 在国内、外，首次以豆粕为原料，提取出大豆核酸，并达到工业生产规模。
分子蒸馏法从大豆油脱臭馏出物中提取天然维生素
项目简介：该项目使用分子蒸馏法从大豆油脱臭馏出物中提取天然维生素。分子蒸馏是一种在高真空度条件下进行的高科技分离技术。由于在分子蒸馏过程中操作系统压力可达0.1Pa，混合物可以在远低于常压沸点的温度下分离，另外组分受热时间短，因此，该技术已成为分离目的产物最温和的分离方法，特别适合于分离低挥发度、高沸点、热敏性和具有生物活性的天然产物。工艺流程为大豆油脱臭馏出物脱除游离脂肪酸甲酯化中和分离甾醇脱除脂肪酸甲酯（生物柴油）浓缩的天然VE。从大豆油脱臭馏出物中提取天然维生素，不但可以大大提高经济效益，为市场提供急需的产品，还可出口国际市场。
药用辅料大豆磷脂
项目简介：该项目在CO_2超临界条件下液化溶解油脂，把蛋黄油和胆固醇分离出来。利用高速磁力剪切器配合乙醇溶剂，提取出大豆磷脂－其工艺水平国内首创，该技术正在申请发明专利。该工艺采用高速磁力剪切器打开了磷脂分子的间隙，加速了溶剂的渗透力，使粉碎和萃取同步进行，有效地缩短时间，降低能耗，提高产品提取率，与传统工艺相比，生产时间缩短了50倍。相比其他方法有效地降低有机溶剂乙醇的用量，降低了安全隐患。根据层析剂对粗磷脂的吸附性不同，进一步把PE、PI、PS等杂质分离，得到最终产品大豆磷脂，并且萃取率由传统的仅为3%提高到15%。
乳酸菌大豆植物蛋白饮料项目
项目简介：该产品是生物技术与大豆加工技术、发酵技术及饮料加工技术结合起来的一个综合产品，是微生物专家和食品制造专家多年潜心研究的结晶。通过多种组方、筛选、评价、研制、试产，在解决一系列技术难题后，该项目现已完全成熟，成功开发了益生菌功能性新饮料――乳酸菌大豆植物蛋白饮料系列产品。该饮料以大豆豆浆为原料，经过特殊高活力乳酸菌生物发酵技术和特殊的科学工艺流程研制而成，产品结构型式分活性和非活性两种：活性乳酸菌有搅拌型、凝固型及多种果味饮料型；非活性乳酸菌有清爽透明型和多种果味型。
大豆啤酒生产技术
项目简介：该项目产品大豆啤酒是用大豆酿制的以营养保健为特色的高档啤酒。产品以优质无污染豆粕、酒花和部分麦芽为主要原料，采用高新生物技术和独特工艺经发酵酿制而成。具有预防肥胖、不胀头、营养价值高等特点，自成系列，适合不同消费阶层的需要。大豆啤酒是啤酒史上的一项新发明，有广阔的发展前景。该项技术是将豆粕中的淀粉和蛋白质通过微生物发酵法分解而成的大豆啤酒的糖源和氮源，再按常规生产、制成有营养价值和保健功能的新型啤酒。
利用酱油渣生产大豆肽白酒技术
项目简介：该项目是以酱油渣生产大豆肽白酒项目。它除具有普通白酒的特点之外，还具有大豆肽的保健功能，口味柔和、酱香浓郁，该技术已获得国家专利。其加工过程，成功的运用了生物工程技术中的酶技术、发酵技术，解决了大豆富含大量蛋白质和脂肪的难题。其酒中含有普通白酒所不具备的短肽、多肽、低肽。脂肪分解为对人体有益的各种有机酸和酯，使其不仅含有硒、磷、钙、锌、铁、镁、钾、VA、VB、和异黄酮等多种微量元素、维生素等，而且增加了保健功能。大豆肽白酒酒度为38°～58°，口感香醇。其卫生和理化指标均达国家优级酒标准。
生长因子在大豆异黄酮预防骨质疏松中作用
项目简介：该研究用体外培养新生大鼠颅骨成骨细胞，用SP免疫组化方法测定成骨细胞中TGF-β1和TGF-βR1、TGF-βR2、IGF-1的表达情况。研究发现大豆异黄酮可显著地促进成骨细胞的增殖和分化，并促使成骨细胞形成矿化结节。大豆异黄酮可预防去卵巢大鼠骨钙、锌、铜丢失，预防骨质疏松。该课题深入研究大豆异黄酮预防绝经后骨质疏松的机理，尤其从细胞水平、分子水平研究三种骨生长因子在大豆异黄酮预防绝经后骨质疏松中的作用，对探讨大豆异黄酮预防绝经后骨质疏松的机理、指导合理膳食和预防绝经后妇女骨质疏松有重要的理论意义和社会效应。
高效固氮大豆基因工程根瘤菌HN32的构建和应用
项目简介：该成果以慢生型大豆根瘤菌22-10为受体，采用构建供体菌基因文库三亲本杂交植物筛选的技术路线，将来自快生型大豆根瘤菌B52的3.7kb增效基因导入22-10并通过盆栽试验从获得的转移接合子中筛选出增效菌株HN_32。该菌株在小区试验中较受体菌增产7.8%，比不接种对照增产16.8%。在扩大的31个小区试验中平均比受体菌增产7%。经在黑龙江、广西和四川等地进行的大面积推广应用试验结果表明HN_32具有明显的增产效果和应用前景。该成果已进入中试。在取得农业部基因工程安全委员会商品化的批准后，该成果在大豆主产区和新发展区有广阔的应用前景。
大豆杂种有时利用与优质超高产品种培育
项目简介：该项技术是利用吉林省农科院自主开发的大豆“三系”，即细胞质雄性不育系、保持系和恢复系，选育大豆杂交种，并利用切叶蜂传粉技术开发出“昆虫-环境植物三位一体综合调控”的高效、低成本制种技术，实现杂交大豆产业化。该研究获得中国和美国发明专利。传粉昆虫切叶蜂的繁殖是苜蓿制种田中进行的，在繁蜂的同时大大提高了苜蓿种子的产量，噶技术不仅降低了杂交种成本，也促进了我国苜蓿种业的发展。该项目成果包括大豆杂交种；育种及制种技术体系；切叶蜂繁殖及放蜂技术。其应用范围包括农业领域、苜蓿种业。
大豆优质高效抗逆关键技术研究
项目简介：该项目进行了生物/非生物逆境（干旱、水分和养分亏缺、病虫害等）影响大豆的机制和引起大豆产量和品质降低的原因研究；改变生境、提高作物抗逆信与水分和养分利用效率的栽培调控技术研究；调节内源激素、提高作物抗逆性与水分和养分利用效率的调节剂调控技术研究；优质、高效、低风险大豆调控栽培工程技术体系研究。其初步明确了干旱、水分和养分亏缺、病虫害等对大豆的影响机制和引起大豆产量和品质降低的原因；筛选出低污染除草剂、提出机械与低污染除草剂相结合的除草剂技术；提出了大豆病虫草害生物防治技术；初步建立了大豆质量保优控制体系。
大豆蛋白环保型胶粘剂生产技术
项目简介：该技术以大豆油脂生产的副产品脱脂豆粕为原料，利用高压高温碱解环流技术结合化学改性技术，及与其它高分子的共聚、共混改性技术，研制出环保型涂布印刷纸涂料胶粘剂和绿色复合板材粘接剂。该产品是环境友好产品。其中，板材粘接剂无甲醛等VOC释放，粉状，可直接加水调配，20%浓度时的粘度≤5000cp；阻水性相当于脲－甲醛树脂；防水性优于酚醛树脂；添加甲叉二异氰酸酯；粘合强度≥50 to 64 kg/cm^3。涂布印刷纸涂料胶粘剂可完全替代酪蛋白，粉状，强分散性，可直接加冷水调配，高含固量和流动性，50%浓度时的粘度≤300mPas，强快干性，70%浓度时涂层固体粘度≥20,000 mPas，直接和色素结合，吸附率超过50%，中度的水分滞留，平均涂层厚度≤5μ。
风味良好的大豆多肽生产方法
项目简介：酶促水解大豆蛋白生产大豆多肽是大豆深加工的一个重要方向，因为大豆多肽具有容易消化吸收，增强体力，降低血压、血脂，减肥，提高免疫力等功能，可以作为多种人群的保健食品。该项目采用固态发酵技术自行制备蛋白酶制剂，该蛋白酶与一般的商品蛋白酶相比，具有成本低廉，水解能力强，水解产物无苦味等特点，中试结果表明可工业化生产。以低温脱溶豆粕为原料，经碱溶酸沉以及酶解工艺，可获得DH高达42%的大豆肽，精制后可用于肠胃病人的疗效食品、运动员饮料的配制，目前医院采用的从美国进口的大豆多肽价格高达100多元/100克，日本的大豆多肽运动员饮料年销售额已高达30亿日元仍有上升趋势。此外这种多肽的粗制品具有适口性好、成本低廉的特点，可作为酸解蛋白的替代品用于酱油工业，也可用于饲料工业。
大豆蛋白可降解塑料生产技术
项目简介：该技术利用低温脱脂大豆粕为原料，生产大豆蛋白生物可降解塑料。
该技术主要通过加入改性剂、增塑剂、交联剂、填充剂、还原剂、剂、防腐剂、着色剂和其它助剂，使大豆蛋白塑料的机械特性和耐水性得到改善。主要性能指标方面，拉伸强度可达到4028g，伸长率达到57%，拉伸强度7.8MPa，冲击强度383MPa，断裂伸长率53.2%。成本、性能及可降解性方面的比较方面，以低温豆粕（蛋白质含量为55%）为原料，原料价格为2300元/吨，与淀粉塑料相比具有原料成本可比性。用低温脱脂豆粕制造的大豆蛋白塑料粒料成本将低于5000元/吨。在性能方面，大豆蛋白生物可降解塑料具有良好的机械特性，耐水性和贮藏稳定性。用模压方法制的大豆蛋白塑料在土壤中19天后60%被降解。
篇8
关键词：甲壳素生物炭质；Pb2+；吸附等温线；吸附动力学
中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）03-0549-04
电镀、油漆、印染、玻璃加工以及铅电池制造行业都会产生铅污染。铅具有很强的毒性，有潜在的致癌和毒害神经作用，进入水体后对水生生物和人类产生巨大危害[1]。欧盟、美国环境保护局以及世界卫生组织都规定饮用水以及作为饮用水源的地表水体中Pb2+含量应低于0.010 mg/L[2]。Pb2+不易被生物降解，不易随着环境的变迁发生迁移和转化。Pb2+参与食物链循环后在生物体内积累，破坏生物体正常生理代谢活动，危害人体健康。
传统处理Pb2+的方法包括化学沉淀、膜分离、离子交换和电解等，但这些方法普遍存在成本高、效率低、易产生二次污染等问题[3，4]。随着科学技术的发展，人们在重金属废水治理技术的基础上寻找各种合适的吸附材料，其中生物质材料是一种有效处理重金属废水的可再生资源[5-7]。
甲壳素又名甲壳质、几丁质，属于动物类生物质材料，是许多低等动物，特别是节肢动物，如虾、蟹和昆虫外壳的重要成分，同时也存在菌、藻类的细胞壁中，分布十分广泛，是地球上最丰富的天然高分子化合物之一[8]。本试验在高温及近真空条件下将廉价且丰富的废弃蟹壳加工成生物炭质，利用其表面孔隙结构及功能基团去除水体中的Pb2+，不会造成二次污染。同时讨论了溶液pH、Pb2+初始浓度和吸附时间对吸附性能的影响。该方法充分利用现有资源，降低了废水处理成本，为废弃物的综合利用开辟了新途径。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
原子吸收光谱仪（Analytikjena，AG AASnov AA 400），电子天平（Metler， ML 204），超纯水仪（Sartorius，Arium 611VF），101AS型电热鼓风干燥箱，自制管式炉热解反应器，气浴恒温振荡器（CHA-S），微孔滤膜（孔径为0.45 μm）及针头过滤器，pH计等。
废弃蟹壳，硝酸、氢氧化钠、硝酸铅皆为分析纯，高纯氮气（99.995%），试验用水为去离子水。
1.2 甲壳素生物炭质的制备及结构表征
称取20 g废弃蟹壳，加入30 mL 15%（m/V） 氢氧化钠溶液，煮沸40 min，将脱脂后的蟹壳用去离子水充分洗涤至中性，于80 ℃下烘干，碾碎过筛。管式炉热解反应器中预先通入氮气以排除残留空气，然后取一定量处理过的蟹壳粉末于管式炉中，升温至400 ℃，热解1 h，继续通入氮气冷却，室温下取出，计算所得产率为52.5%。甲壳素生物炭质的改性试验是在微沸条件下，选用不同浓度的酸碱浸泡30 min， 接着用去离子水反复洗涤至中性，过滤，80 ℃下烘干， 碾碎过筛，密封于棕色玻璃瓶中保存备用。
1.3 吸附试验
吸附试验采用经典的恒温振荡批处理法进行。取一定量的Pb2+溶液置于250 mL锥形瓶中，加入适量甲壳素生物炭质，调节 pH，以150 r/min恒温振荡一定时间，经滤膜过滤后采用原子吸收光谱仪（AAS）测定滤液中剩余的Pb2+含量，2次重复操作。空白试验表明容器器壁及滤膜的吸附影响可忽略不计。根据吸附前后溶液中Pb2+的浓度， 计算不同时刻甲壳素生物炭质的吸附量。
式中，qt为t时刻甲壳素生物炭质对Pb2+的吸附量（mg/g）；C0为Pb2+溶液的初始浓度（mg/L）；Ct为t时刻溶液中剩余的Pb2+浓度（mg/L）；V为溶液的体积（mL）；m为吸附质的用量（g）。
2 结果与分析
2.1 甲壳素生物炭质的红外吸收光谱
红外吸收光谱是鉴别材料表面官能团最直接而又有效的一种手段。大部分生物吸附材料在3 500～3 200 cm-1范围内有较强吸收，这主要是由N-H和O-H伸缩振动引起[9]。由图1可知，甲壳素生物炭质在3 409 cm-1和3 250 cm-1处有吸收，说明表面含有N-H和O-H结构，2 920 cm-1和2 850 cm-1处的吸收是由甲基和亚甲基中的C-H伸缩振动引起，1 625 cm-1和1 430 cm-1处的吸收则表明含有C=O官能团，所有这些红外吸收数据显示甲壳素生物炭质表面含有-NH、-OH、-C=O、R-CONH2等官能团，为其吸附Pb2+提供了潜在的吸附位点。
2.2 不同改性剂对吸附性能的影响
用体积分数分别为10%、1%的硝酸和0.1 mol/L NaOH对甲壳素生物炭质进行改性，分别取各种改性后的吸附质0.15 g，对100 mL 100 mg/L Pb2+溶液中的Pb2+进行吸附。结果表明，经0.1 mol/L NaOH改性的甲壳素生物炭质吸附效率最高，达90.47%，1 h内基本达到吸附平衡。而用1%硝酸改性后的吸附效率为65.69%，10%硝酸改性后的吸附效率仅为44.40%。因此，试验选用0.1 mol/L NaOH溶液作为甲壳素生物炭质的改性剂。
2.3 pH对NaOH改性的甲壳素生物炭质吸附Pb2+的影响
在不同pH条件下，考察了NaOH改性的甲壳素生物炭质对100 mL 100 mg/L Pb2+溶液中Pb2+的吸附性能。吸附质用量为0.15 g，在298 K、150 r/min下恒温振荡2 h，采用AAS测定吸附平衡后溶液中剩余的Pb2+浓度，计算平衡吸附量qe。从图2可以看出，随着溶液pH的升高，甲壳素生物炭质对Pb2+的吸附效果越好，这是由于酸性环境中H+与Pb2+竞争结合吸附剂表面的位点造成。过高的pH将导致Pb2+水解产生沉淀。试验选用最佳吸附pH 5.5。试验过程中发现吸附平衡后溶液的pH均高于初始pH，这可能是由于甲壳素生物炭质表面释放出碱性OH-，对酸有一定的缓冲作用所致。
2.4 吸附质用量优化
分别取0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.15、0.20和0.40 g甲壳素生物炭质置于100 mL 100 mg/L Pb2+溶液中，调节pH 5.5，在298 K、150 r/min下恒温振荡2 h，测定吸附平衡后溶液中Pb2+的浓度Ce。由图3可知，随着甲壳素生物炭质用量增加，对Pb2+的吸附量也增加，当吸附质用量为0.40 g时去除率达93.85%，这主要是由于吸附剂用量少时吸附位点数少造成。当吸附剂用量为0.15 g时，吸附效率为90.47%，综合考虑吸附剂用量和吸附效率，后续试验均选用0.15 g甲壳素生物炭质进行吸附。
2.5 吸附时间对Pb2+吸附的影响及吸附动力学
于100 mL 100 mg/L的Pb2+溶液中加入0.15 g甲壳素生物炭质，调节溶液pH 5.5，在298 K、150 r/min下振荡。测定不同时刻吸附剂对Pb2+的吸附量。如图4所示，甲壳素生物炭质对Pb2+的吸附过程分为2个阶段，第1阶段是反应开始的20 min内，吸附速率非常快，这主要是由于吸附剂表面多孔结构所致，属被动吸附。第2个阶段是吸附20 min后至1 h之间，吸附量随着时间的延长进一步增加，但吸附速率明显减慢，1 h后基本达到平衡。在这个阶段，Pb2+与甲壳素生物炭质表面的-NH、-OH、-C=O等功能基团结合，同时吸附质扩散阻力变大，从而导致吸附速率降低。据此可推测甲壳素生物炭质对Pb2+的吸附是表面孔结构以及表面基团综合作用的结果。
吸附动力学主要是用来描述吸附质吸附溶质速率的快慢。应用准一级和准二级动力学方程对试验数据进行拟合，发现Pb2+在甲壳素生物炭质上的吸附可以用准二级动力学方程很好地描述（R2为0.998 1），且理论计算所得的平衡吸附量（59.12 mg/g）与试验测得值（60.30 mg/g）基本吻合（表1），说明同时发生了物理吸附和化学吸附，吸附过程主要在生物炭质表面进行。
2.6 Pb2+初始浓度对吸附Pb2+的影响
在298 K、150 r/min、pH 5.5条件下，于100 mL不同浓度梯度Pb2+溶液（0，50，75，100，120，150， 180，200 mg/L）中分别加入0.15 g甲壳素生物炭质，振荡吸附2 h，使其充分反应。图5是根据Langmuir和Freundlich等温吸附方程对试验数据进行拟合曲线，拟合参数见表2。由表2可知，甲壳素生物炭质吸附Pb2+符合Langmuir吸附规律，即主要发生单分子层吸附，拟合决定系数达0.993 8，且理论计算的最大吸附量与试验值的相对偏差为4.19%。吸附剂对重金属离子的吸附性能取决于吸附质的结构、功能基团及表面积的大小，与其他未经处理的生物吸附材料相比，甲壳素生物炭质对铅吸附更具优势[10，11]。
3 结论
以价格低廉的废弃蟹壳为原料，热解制备甲壳素生物炭质，研究其对水体中重金属Pb2+的吸附性能。试验结果表明，pH、吸附时间、吸附质用量以及Pb2+初始浓度对吸附性能都有一定的影响。在考察的试验条件下，甲壳素生物炭质对Pb2+的平衡吸附量为60.30 mg/g，去除率达90.47%。吸附过程符合准二级动力学方程，表明同时发生了物理吸附和化学吸附，吸附过程主要在甲壳素生物炭质表面进行。等温吸附规律可用Langmuir模型描述，呈单分子层形式，吸附性能良好。
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