[發明專利]改性木質素的制備方法及其在廢水處理中的應用

有效

• 申請號: 201210462326.7
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102924728A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 王克勤;李洪兵;陳靜萍
• 申請（專利權）人: 湖南鴻鷹生物科技有限公司
• 主分類號: C08H7/00
• 分類號: C08H7/00;C02F9/04
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 楊斌

技術領域

本發明涉及一種木質素的制備及應用，尤其涉及一種改性木質素的制備及在廢水處理中的應用。

背景技術

全球用于造紙的植物骨架每年約有1億噸，其中木質素的含量僅次于纖維素，是第二大天然有機物。木質素是工業上唯一能從可再生資源中獲取的芳香族化合物，并且無毒、價廉，資源來源豐富。

目前，工業上產生的木質素尚未得到有效利用，是一種潛力巨大的可再生資源。例如，造紙工業排放的黑液含有大量木質素，在自然條件下難以降解，黑液中的木質素若不進行處理就直接排放，將造成嚴重的環境污染。從環境保護和可持續發展戰略出發，如果能對這些廢棄物中的木質素進行資源化開發，則能達到有效利用資源和治理紙漿黑液的雙重目的。

另外，生產淀粉糖化酶制劑中超濾的廢水是一種中高濃度的高蛋白有機廢水，隨著酶制劑工業的不斷發展，其廢水排放量也將持續攀升。為了避免對納污水體造成水質惡化，除了提高冷卻水的循環利用率以降低排放量外，還必須對廢水進行有效處理。現有的好氧生物處理對于低濃度的廢水有較高的COD去除率（可達90%），但是需要進行大量的投資和場地投放，且能耗較高，受外界環境（溫度等）影響較大；而厭氧生物處理的最大缺陷是出水CODcr的濃度仍然很高。因此，如何治理淀粉糖化酶的生產廢水，并實現環境效益和經濟效益的統一，這也成為本領域技術人員所面臨的技術難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種工藝簡單、經濟效益好、產品性能優異的改性木質素的制備方法，還相應提供一種工藝過程簡單、沉降快速、清除率高、蛋白質回收率高、環境污染少、成本低的改性木質素在廢水處理中的應用。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為一種改性木質素的制備方法，包括以下步驟：

（1）以造紙廠（特別是軟木造紙廠）產生的黑液廢水為原料，先用酸液調節所述黑液廢水的pH值至2～3，然后離心，去上清液，再用酸液洗滌離心后的沉淀物；

（2）將上述步驟（1）后的沉淀物溶于堿液中，再添加酸將pH值調節至2～3，然后離心，去上清液，再次用酸液反復洗滌離心后的沉淀物；

（3）將上述步驟（2）后的沉淀物用蒸餾水反復洗滌，最后經過干燥，得到棕褐色的粗提木質素；

（4）采用⁶⁰Co-γ對步驟（3）后的粗提木質素進行輻照處理，輻照劑量為1000kGy～2000kGy，劑量率為35?kGy/h～40?kGy/h；然后粉碎，得到改性木質素。

上述的改性木質素的制備方法，所述步驟（1）中，調節pH值用的酸液優選為濃度4mol/L～5mol/L的硫酸溶液，洗滌用的酸液優選為0.005mol/L～0.006mol/L的硫酸溶液。

上述的改性木質素的制備方法，所述步驟（2）中，所述堿液優選用1mol/L～3mol/L的NaOH溶液，調節pH值用的酸液和洗滌用的酸液均優選為0.005mol/L～0.006mol/L的硫酸溶液。

上述的改性木質素的制備方法，所述離心時的條件優選為3000?r/min～4000r/min的轉速離心至少5min。

上述的改性木質素的制備方法，所述步驟（3）中，干燥的條件優選為110℃～120℃干燥至少20h～24h。

作為一個總的技術構思，本發明還提供一種上述制備方法獲得的改性木質素在廢水處理中的應用，包括以下步驟：

取淀粉糖化酶制劑生產中產生的、且經過超濾后的高蛋白廢水（pH值優選為3.0～4.0），用堿液（優選為質量分數5%～10%的氫氧化鈉溶液）將所述高蛋白廢水的pH值調節至8.0～9.0，再將所述改性木質素投加到調pH值后的高蛋白廢水中，投加量為0.1g/L～0.3g/L，充分沉降后離心，然后進行固液分離，分離的液體經活性碳抽濾處理后用于淀粉糖化酶制劑生產中作為循環冷卻水，分離后的沉積物作為蛋白飼料使用。

上述的應用中，所述活性碳抽濾處理時的用量優選控制在0.35g/cm²～0.5g/cm²。

上述的應用中，所述充分沉降的時間至少為0.5h（優選為1h～2h）。

上述的應用中，所述改性木質素優選為粉碎至150～200目的改性木質素細粉。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

（1）本發明的方法充分利用了現有軟木造紙廠產生的黑液（工業廢液）資源，為黑液木素資源的回收再利用及可再生能源的開發提供了新的途徑；