【摘 要】
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在如今造纸工业蓬勃发展的背景下,造纸业对于造纸填料的需求量和功能性的要求都只增不减。使用填料的目的是为了最大程度代替纸浆中天然纤维原料,这对于环保和降低成本两方面都是十分有利的。但填料的大量使用会影响纸浆纤维的结合力,从而导致纸张品质下降,留着率降低,流入到纸机白水中的纤维和填料增多,不仅降低了资源利用率,还反而增大了废水处理的难度,对环境造成破坏。硅藻土由于其具有的特殊天然结构和理化特性,被发掘
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在如今造纸工业蓬勃发展的背景下,造纸业对于造纸填料的需求量和功能性的要求都只增不减。使用填料的目的是为了最大程度代替纸浆中天然纤维原料,这对于环保和降低成本两方面都是十分有利的。但填料的大量使用会影响纸浆纤维的结合力,从而导致纸张品质下降,留着率降低,流入到纸机白水中的纤维和填料增多,不仅降低了资源利用率,还反而增大了废水处理的难度,对环境造成破坏。硅藻土由于其具有的特殊天然结构和理化特性,被发掘为适用于造纸的新型填料,而且硅藻土储量丰富容易开采,应用硅藻土作为填料可以大大降低成本,带来可观的经济效益。本论文对硅藻土进行了原位沉淀修饰改性,经过改性后的硅藻土改变了表面的电负性,可以更好的与纸浆纤维结合,在提高留着率、优化纸机白水水质和改善纸张性能方面都优于未经改性的硅藻土。具体的研究内容如下:1.以硅藻土为基体,在Al3+/Mg2+的水溶液中滴加碱液,对硅藻土进行原位沉淀改性,考察了不同沉淀量改性硅藻土材料作为造纸填料时的效果。分别测试了各种条件下纸机白水的化学需氧量（COD）、氨氮、总磷以及浊度,纸张、纸浆和填料的留着率,纸张的白度、不透明度、撕裂度和耐破强度。实验结果表明,Al（OH）3和Mg（OH）2沉淀修饰量分别为4%和5%时效果最佳。分别用4%的Al（OH）3修饰的硅藻土和5%的Mg（OH）2修饰的硅藻土作填料造纸时,白水中COD数值分别比未经修饰的硅藻土作填料造纸产生的白水的COD数值降低了76%和68%,纸浆留着率提高到了98.04%和95.91%。纸张其他方面性能也有所提高。2.在最佳沉淀量的改性硅藻土条件下,进一步探究了在25%-45%的不同填料比下造纸产生的造纸废水各项水质参数、留着率和纸张性能,确定了Al（OH）3和Mg（OH）2两种沉淀剂修饰硅藻土的最佳的填料占比均为35%。最佳条件下白水中COD去除率分别最高可达80%和75%。3.在使用最佳沉淀量的改性硅藻土材料作为填料和最佳填料比的基础上,在制浆过程中原位复合阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）,并探究了0.2%、0.5%、1%、1.5%、2%的不同CPAM添加量对造纸废水水质参数、留着率和纸张性能的影响,确定了最佳的CPAM添加量为1%,分别被Al（OH）3和Mg（OH）2两种沉淀剂修饰的硅藻土作为填料制备纸张时,最佳条件下白水中COD最低可达到30.10 mg L-1和38.14 mg L-1,去除率进一步提高到87%和75%。CPAM的加入由于在填料与纸浆纤维间产生了架桥连结作用,加强了填料与纸浆纤维之间的结合力,也进一步使纸张的撕裂度和耐破强度的性能参数有所提高。
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