[01135930]电镀废水深度处理及快速检测技术开发及应用

基于2项浙江省科技厅公益技术项目、3项市厅级科研项目和1项成果转化项目,历时6年从基础研究到产业化实施,项目取得了以下成果： （1）复合型生物絮凝剂的制备及其在含金属离子废水处理中的应用 获得高性能微生物ZJXU1285,开发出基于秸秆发酵的复合型生物絮凝剂制备技术。该复合型生物絮凝剂的主要成分有糖蛋白、粘多糖、蛋白质、DNA等高分子化合物,功能性基团包括氨基、羧基、羟某等亲水活性基团;絮凝剂表面凹凸不平,微生物改性后有大量的微孔道,有丰富和发达的蜂窝孔隙结构,提供足够的吸附空间,给金属离子提供较多的吸附位;絮凝剂吸附金属离子后表面新的晶体产生,能谱分析检测到了金属元素,说明金属盐类晶体的形成也是复合型生物絮凝剂除铬的原理之一。 （2）氨基石墨烯材料开发及其在痕量金属离子固相萃取中的应用 以石墨粉为原料,经过浓硫酸、硝酸钠、高锰酸钾等预氧化、冰浴中氧化、洗涤、超声、离心等过程,制得氧化石墨烯（GO）;然后以乙二胺和氧化石墨烯为原料,N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）和1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）为偶联剂合成制备氨基石墨烯（GO-NH2）。检测结果表明,胺基基团被成功引入到GO上,GO-NH2在持有GO特性（诸如比表面积大、吸附性等）的同时,新引入的胺基基团可发挥金属螯合做为固相萃取的作用。通过有机功能化改性可以改善和提高石墨烯的分散性和选择性,GO-NH2的分散性比GO更好,有利于GO-NH2与重金属离子结合形成稳定的配位化合物。GO-NH2的表面粗糙,边缘卷曲,片层略小,比表面积增大更利于吸附结合重金属离子。 （3）碳量子点荧光光度分析检测痕量铬的方法研究 以生物质基碳水化合物乳糖（甘露糖）和柠檬酸铵为原料,开发出一步水热法合成制备荧光性能优异的碳量子点新方法。制备得到的荧光碳量子点,富碳、氮杂、具有良好的水溶性,电镜显示粒子大小均匀,成椭圆形球体的碳纳米材料。粒径6~8nm,有明显得晶格条纹约为0.36nm。大约每4个碳量子点会聚集成一个大的碳簇,团簇粒径约为30*40nm。碳簇大小均匀,稳定,超声分散不会打破稳定结构。该荧光量子点具有荧光不依赖激发的独特荧光性,荧光性能稳定,荧光量子产率为17.6%。表征结果证实碳量子点富有的不饱和键,可与如重金属离子发生反应,大量的羟基使其具有良好的亲水性,可用于检测重金属离子。以290nm至340nm激发,碳量子点的荧光发射峰保持不变,均在430nm左右出现最大发射峰,表明该量子点具有荧光不依赖激发的独特荧光性。在pH6.5的磷酸缓冲溶液中,荧光发射强度最大,猝灭反应30min基本达到平衡。 （4）电镀废水深度处理技术研究及应用 在项目前期研究基础上,与嘉兴市中法金属表面处理有限公司合作开发了电镀废水三级深度处理技术方案。 一级处理-碱处理法：电镀原废水用石灰或氢氧化钠进行一级处理,生产成本低,污染量少,是常规处理技术,可以实现绝大部分的金属离子去除。 二级处理-复合型生物絮凝剂法：利用项目自制的生物复合絮凝剂对部分不能达到排放标准的废水进行二级处理。生物复合絮凝剂的用量为0.1-0.5公斤/吨废水,一般情况下,嘉兴市中法金属表面处理有限公司的废水经过二级处理后的各种金属离子浓度均会低于0.5mg/L以下。 三级处理-固相萃取法：自主研发的氨基石墨烯高效选择性作用,可以实现对废水中痕量金属离子的脱除。 根据需要,可以将以上三级处理方法进行自由组合,如“一级处理+二级处理”,“一级处理+三级处理”等。