饰品之家讯：随着我国经济的发展和人们环保意识的增强，国家对废水排放标准也愈趋严格〔1〕。纺织工业废水是对水环境污染构成严重威胁的工业污染源之一，其中以印染废水最为严重，近年来，由于化纤的发展和印染后整理技术的进步，PVA浆料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，给废水处理增加了难度〔2〕。因此，印染废水的脱色愈来愈受到人们的重视。目前，染料废水脱色处理的方法主要有吸附法、混凝沉淀法、氧化法、电化学法及生化法等，但至今人们还没有找到一种既经济又有效的处理方法〔3〕。本实验综合利用废弃兔毛蛋白原料，用碱法溶解兔毛制成一种环保型兔毛蛋白脱色剂，研究了废弃兔毛蛋白脱色剂在印染废水脱色中的应用，将废弃蛋白资源进行有效利用，变废为宝，节约资源，具有很好的现实意义。
·实验材料及仪器实验材料、药品废弃兔毛取自陕西省西安市某养殖厂；活性艳红K-2BP，由上海染料厂提供；化学试剂（氢氧化钠、尿素、盐酸等，均为分析纯）由天津市化学助剂三厂提供。
仪器型电子恒温水浴锅（北京科伟永兴仪器有限公司）；722型光栅分光光度计（金坛市环保仪器厂）；FA1004电子天平（上海良平仪器仪表有限公司）；PHS-3C型精密酸度计（上海雷磁仪器厂）；D60-2F磁力搅拌器（江苏金坛市江南仪器厂）等。
实验方法模拟印染废水的配制准确称取活性艳红K-2BP为1.0004 g，用1000mL容量瓶定容，配成活性艳红K-2BP模拟废水。
废弃兔毛蛋白脱色剂的制备准确称取废弃兔毛1.0000 g16份，洗净、晾干，用碱法溶解后将溶液过滤除去废渣，滤液冷却后用稀盐酸调节pH值至中性，最后定容到100 mL容量瓶，作为脱色助剂备用（最好现配现用）。未溶解完的兔毛经过滤、晾干后，用以计算出溶解的兔毛量。然后以废水脱色率为评价指标，优选出废弃兔毛蛋白脱色剂的碱法溶解条件。
角蛋白质的溶解方法有多种，本实验采用碱法溶解废弃兔毛，影响兔毛溶解的因素主要有碱浓度、助剂用量、温度、水解时间、压力等。为使该工艺条件便于操作，故在常压下进行，选用正交实验的方法，选定A:温度，B:碱质量浓度，C：水解时间，D：尿素用量为影响因素，每一个影响因素选取4个水平值。
模拟印染废水的脱色配制活性艳红K-2BP模拟废水，染料质量浓度为50 mg/L，将一定量脱色剂投入模拟印染废水中，室温（25℃）下用磁力搅拌器快速搅拌一定时间，絮凝沉降，静置过滤。
脱色率的测定用分光光度计测定脱色过滤液在最大吸收波长处的吸光度，按下式计算脱色剂的脱色率（R）：R=（1-mAi/nA0）×100%，式中：Ai—絮凝脱色后上层清液在最大吸收波长处稀释m倍数后的吸光度；A0—模拟废水在最大吸收波长处的稀释n倍数后的吸光度。
·结果与讨论废弃兔毛蛋白脱色剂的制备按照表1正交实验方案进行实验〔4〕，实验结果见表1，结果分析见表2。
从表2中的极差（R）分析看出，影响脱色率的最显著因素为碱质量浓度，其次是温度、时间、尿素这些因素。在此条件下重复实验，碱法溶解兔毛的最佳工艺条件是：B4D1A4C2，即：10 g/L NaOH，4 g/L尿素，溶解温度95℃，溶解时间60 min。
废弃兔毛蛋白脱色剂的脱色效果兔毛蛋白脱色剂用量优选在室温（25℃）下，将不同量的兔毛蛋白脱色剂（20～1000 mg/L）投入到活性艳红K-2BP模拟废水中，调节pH值为2.0，脱色一定时间，研究兔毛蛋白脱色剂用量对模拟废水脱色性能的影响，结果如图1所示。
由图1可以看出，随着兔毛蛋白脱色剂用量从20 mg/L逐渐升高到1000 mg/L，曲线呈先升高后降低的趋势。兔毛蛋白脱色剂用量为20 mg/L时脱色率仅为35.7%，当用量为400 mg/L时脱色率最高达到95.6%，用量为1000 mg/L时，脱色率反而降低到73.4%。这是由于投加量低于100 mg/L时，废水中具有絮凝作用的兔毛蛋白脱色剂浓度低，与染料碰撞形成絮体的几率小，絮凝效果不明显；适量的兔毛蛋白脱色剂能与染料之间产生静电引力、氢键、范德华力和疏水作用，吸附染料或将染料包埋在胶团中，经吸附、絮凝、聚沉而达到去除废水中染料的目的。兔毛蛋白脱色剂浓度过高时，废水中过量的兔毛蛋白脱色剂会起到分散染料离子的作用，使兔毛蛋白脱色剂与染料离子形成的絮体太小或形成的絮体难以沉降，导致脱色率降低〔5〕。由实验确定兔毛蛋白脱色剂的最佳用量为400 mg/L。
脱色pH值对脱色率的影响在室温（25℃）下，将400 mg/L兔毛蛋白脱色剂投入到活性艳红K-2BP模拟废水中，调节pH值范围为1.0～10.0，脱色一定时间，研究兔毛脱色剂的脱色pH值对模拟废水脱色性能的影响，结果见图2。
由图2可知，兔毛蛋白脱色剂的脱色率在pH值小于4.0时脱色效果较好，均在90%以上，在pH值为3.0时，脱色率达到最高为95.3%，而在脱色pH值大于5.0时，脱色率均在15%以下，可见兔毛蛋白脱色剂的最佳脱色pH值范围为1.0～4.0。实验表明，由于兔毛脱色剂为蛋白质类脱色剂，在等电点以下，大分子链上含有较多质子化的氨基，能与阴离子染料之间产生静电引力，经吸附、絮凝、聚沉而达到去除废水中染料的目的。在脱色pH值大于5.0时，大分子链上羧基带有负电荷与阴离子染料之间存在静电斥力，使脱色率较低。
由此可见，单独使用兔毛蛋白助剂脱色，必须在强酸性下才能有良好的脱色效果。而印染厂排放的活性染料印染废水为碱性废水，用此脱色剂脱色会造成脱色成本提高，而且在此条件下脱色，对生产设备也有很强的腐蚀性。
脱色时间对脱色率的影响在室温（25℃）下，兔毛蛋白脱色剂用量为400mg/L，脱色pH值为3.0，改变脱色时间，研究兔毛蛋白脱色剂对模拟废水的脱色效果，结果见图3。
由图3可以看出，兔毛蛋白脱色剂脱色时间为5min时，脱色率在90%以上，随着脱色时间延长，脱色率并未发生大的变化，趋于稳定。由此可知兔毛蛋白脱色剂脱色速率较快，脱色时间大于5 min即可。
脱色温度对脱色率的影响兔毛蛋白脱色剂用量为400 mg/L，脱色pH值为3.0，脱色时间为5 min，改变脱色温度，研究兔毛蛋白脱色剂的脱色效果，结果见图4。
由图4可知，在室温（25℃）下兔毛蛋白脱色剂脱色效果最好。温度升高后，兔毛蛋白脱色剂对活性艳红K-2BP模拟废水的脱色率会有所降低。可见温度对脱色体系会产生一定的影响，使染料与兔毛蛋白脱色剂的絮凝沉淀物随温度的升高溶解度有所提高〔6〕。同时，考虑到实际操作中兔毛蛋白助剂对印染废水的脱色如果在较高或较低温度下进行，都会增加脱色成本，因此实际操作中选择在室温（25℃）下脱色即可。
·结论（1）利用正交实验优选的废弃兔毛蛋白脱色剂碱法溶解的最佳条件为：10 g/L NaOH，4 g/L尿素，溶解温度95℃，溶解时间60 min。
（2）废弃兔毛蛋白脱色剂对活性艳红K-2BP模拟废水脱色的最佳工艺条件为:兔毛蛋白脱色剂的用量为400 mg/L，脱色pH值为1.0～4.0，室温（25℃）下脱色5 min。
兔毛蛋白脱色剂碱法溶解工艺简单易行，成本低廉，对水溶性染料K-2BP的脱色具有很大的优势。唯一存在的缺点是兔毛蛋白脱色剂必须在强酸性条件下（脱色pH值为1.0～4.0）脱色。用此兔毛蛋白助剂脱色会造成脱色成本提高，而且在此条件下脱色，对生产设备也有很强的腐蚀性。因此，可以将兔毛蛋白脱色剂与无机、有机絮凝剂进行复配改性，以期克服单独使用兔毛蛋白脱色剂脱色的缺点。
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