廢新聞紙回用過程中陰離子雜質(zhì)的溶出機制與生物處理研究.pdf

1、本文以美國8＃廢紙為原料，對其回用過程中產(chǎn)生的陰離子雜質(zhì)進行了較為系統(tǒng)的研究。首先研究了在制漿和漂白條件下陰離子雜質(zhì)的溶出機制，利用氣相色譜(GC)對廢新聞紙回用過程中產(chǎn)生的溶解性物質(zhì)中的碳水化合物進行了定性定量分析；其次是研究了果膠酶對果膠模型物的降解作用，最后探討了陰離子雜質(zhì)對紙漿性能的影響。 廢新聞紙碎漿過程中氫氧化鈉、過氧化氫的用量與碎漿時間都對陰離子雜質(zhì)的溶出有影響，能夠促進碎漿過程中產(chǎn)生的溶解性物質(zhì)(DS)，如碳水化

2、合物、溶解性木素等釋放到漿水體系中。隨著氫氧化鈉、過氧化氫用量和碎漿時間的增加，釋放的DS也隨之增加，主要表現(xiàn)為陽離子需要量(CD)、電導(dǎo)率、吸光度的增加。通過GC分析溶出的碳水化合物組分，定量確定了九種成分分別為：木糖、甘露糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、4-O-甲基葡萄糖醛酸、鼠李糖、葡萄糖醛酸，其中以聚木糖釋放量最多。與未添加氫氧化鈉、過氧化氫相比，單純堿性條件下，碳水化合物釋放量從16.22mg/L增加到32.18mg

3、/L，而加入過氧化氫，碳水化合物釋放量增加到43.77mg/L。碎漿過程中氫氧化鈉對碳水化合物溶出的影響比過氧化氫更加明顯。 堿性過氧化氫漂白是一個進一步釋放DS的過程。隨著氫氧化鈉、過氧化氫用量的增加以及漂白溫度的升高，CD值、電導(dǎo)率顯著增加。木素也由于氧化降解作用大量溶解到漿水體系中表現(xiàn)為吸光度的顯著增加。利用GC定性定量分析漂白過程中溶出的碳水化合物，結(jié)果表明，碳水化合物的溶出總量隨之顯著增加。溶出的9種聚糖組分與碎漿過程

4、中的碳水化合物組分相同，其中釋放最多的是木聚糖，再次是半乳糖醛酸。 與未添加氫氧化鈉和過氧化氫相比，單純氫氧化鈉作用下碳水化合物總量由17.72mg/L增加到84.38mg/L，各組分溶出含量均相應(yīng)增加。可以推斷單純堿性條件下，聚半乳糖葡萄糖甘露糖發(fā)生脫乙酰基反應(yīng)，聚半乳糖醛酸木糖、4-O-甲基葡萄糖醛酸阿拉伯糖木糖發(fā)生脫除反應(yīng)，木素-碳水化合物間的酯鍵斷裂從而促進碳水化合物溶出。堿性過氧化氫條件下，進一步促進了碳水化合物的溶出

5、，溶出的碳水化合物總量比單純堿性條件下增加一倍，由84.38mg/L增加到169.69mg/L。半乳糖醛酸大量溶出，可能是由于果膠酸的β-消除反應(yīng)使糖苷鍵斷裂導(dǎo)致半乳糖醛酸溶出增多。 采用果膠酯酶分別處理果膠模型物與DS，結(jié)果表明，酶處理后，DS與果膠模型物的陽離子需要量均明顯降低。采用氣相凝膠滲透色譜(GPC)分別對不同酶用量和酶作用時間的果膠模型物溶液進行分子量分布測定，隨著酶用量的增加，降解后的果膠溶液相對分子量降低。酶作

6、用時間增加，果膠模型物相對分子量顯著下降。說明果膠酯酶對果膠模型物發(fā)生降解作用，使其分子降低。果膠模型物分子減小，其與陽離子聚合物的鍵合作用降低，可能是降解后的果膠模型物陽離子需要量顯著降低的主要原因。 通過陰離子雜質(zhì)對紙漿性能的影響研究，結(jié)果表明，溶出的大量陰離子雜質(zhì)不但降低了紙漿白度與強度性能，陽離子助劑的助留助濾作用也有影響。采用果膠酯酶處理廢新聞紙脫墨漿，紙漿陽離子需要量降低、濾水性能得到改善，陽離子助劑CPAM的助留助