您现在的位置: 中国污水处理工程网 >> 污水处理技术 >> 正文

改性壳聚糖基絮凝剂—废水脱色

发布时间:2018-5-10 15:55:16  中国污水处理工程网

  壳聚糖分子中含有大量的氨基和羟基,能够有效地吸附印染废水中的染料和助剂等污染物,是印染废水处理过程中常见的绿色高分子絮凝剂。然而壳聚糖本身分子质量较低,适用pH范围较窄,因此作为污水处理的絮凝剂,常常需要对壳聚糖进行改性。大量研究表明,壳聚糖季铵盐和羧甲基化壳聚糖对印染废水的浊度、色度和COD去除效果较好。初庆娣在孙冰教授的指导下,利用微波辐射法制备一种二甲基二烯丙基氯化铵接枝的壳聚糖,当反应温度为55,微波功率为270W,二甲基二烯丙基氯化铵用量为20%时,所制备的改性壳聚糖中二甲基二烯丙基氯化铵的接枝率高达80%。作者分别利用所制备的改性壳聚糖和原料壳聚糖对模拟高岭土废水、生活污水和刚果红模拟的印染废水进行处理,发现改性的壳聚糖对高岭土废水浊度的去除率高达91.2%,对生活污水的COD去除率高达77.2%,对印染废水的脱色率高达84.9%,均优于原料壳聚糖的去除效果(高岭土废水浊度去除率82.3%;生活 污水的COD去除率68.4%;印染废水的脱色率75.8%)。且在不同温度和不同pH条件下,改性壳聚糖的絮凝效果均优于原料壳聚糖。胡巧开也利用微波辐射法制备了一种壳聚糖季铵盐,其中醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。

    实验表明,当3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵与壳聚糖用量比为1100/1,微波功率为360W,反应时间为4min时,所制备的壳聚糖季铵盐絮凝效果最佳。当印染废水pH为6~9时,脱色率均为大于90%,最高可达98.0%。彭亚娟等利用微波辐射法制备了一种羧甲基壳聚糖,并研究其对印染废水COD的去除效果。研究发现,当微波功率为500W时,所制备的羧甲基壳聚糖絮凝效果最佳,通过进一步调节印染废水的pH至6左右,印染废水的COD去除率提高至68.2%。与单一改性的壳聚糖相比,双重改性壳聚糖的絮凝效果更佳。范大和等利用季铵化羧甲基壳聚糖和羧甲基化壳聚糖季铵盐对丝绸印染废水进行处理,并与羧甲基化壳聚糖、壳聚糖季铵盐、聚氯化铝和聚丙烯酰胺进行对比。实验结果表明,经过双重改性所制备的季铵化羧甲基壳聚糖和羧甲基化壳聚糖季铵盐对丝绸印染废水的COD去除率最高,分别为68.5%和67.9%,而在相同的条件下,羧甲基化壳聚糖、壳聚糖季铵盐、聚氯化铝和聚丙烯酰胺处理的丝绸印染废水COD去除率仅为52.3%、57.1%、33.7%和45.2%。另外,在印染废水pH为2.0~8.0时,这种双重改性的壳聚糖絮凝效果均较好,相应印染废水的COD去除率为34.6%~68.4%。通过进一步调节絮凝剂的用量以及助凝剂和混凝剂的用量,可以将印染废水的COD去除率提高至82.3%。壳聚糖共聚物也常用作印染废水的絮凝剂,絮凝效果甚至优于羧甲基化壳聚糖和壳聚糖季铵盐。赖悦腾等制备了一种壳聚糖-海藻酸钠缩聚物,同时以活性艳兰X-BR、酸性大红3R和阳离子桃红FG染料分别作为单一组分模拟了印染废水,并利用所制备的壳聚糖-海藻酸钠缩聚物对印染废水进行了处理。结果表明,该絮凝剂对活性艳兰X-BR、酸性大红3R和阳离子桃红FG的脱色率分别高达95.1%、96.2%和86.1%,COD去除率分别为96.5%、95.4%和93.7%。通过改变絮凝剂用量和沉降时间,当印染废水pH为2.0~3.5时,浊度去除率高达80.0%~97.5%。谢思思等利用微波辐射法制备了一种丙烯酰胺接枝的壳聚糖共聚物,并利用红外光谱、差热扫描量热仪和热重分析仪对其结构和性能进行了分析。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

    利用所制备的改性壳聚糖对印染废水样品进行了处理,实验结果表明,当改性壳聚糖用量为200mg/L,溶液pH为7,沉降时间为20min时,印染废水中的COD去除率高达61.3%;而以未改性的壳聚糖作为絮凝剂时,壳聚糖用量需提高至300mg/L,且印染废水的COD去除率也仅为54.9%。另外,在对高岭土悬浊液进行絮凝处理时,也得到了类似的实验结果。改性壳聚糖用量为4.0mg/L,溶液pH为7,沉降时间为20min时,高岭土悬浊液的透光度可达92%以上;而以未改性的壳聚糖为絮凝剂时,壳聚糖用量需提高至5.0mg/L,且最终高岭土悬浊液的透光度也只能达到86%左右。而且,丙烯酰胺接枝的壳聚糖对pH的依赖性较小,在pH为5~11时均表现出了较好的絮凝效果。除对壳聚糖进行改性外,改变印染废水处理条件也可以有效提高壳聚糖的絮凝效果。李燕卿等发现在双氧水存在的条件下,壳聚糖对印染废水的脱色效果明显提升,其中对结晶紫、孔雀石绿、亚甲基蓝、二甲酚橙和中性红的脱色率就高达97.8%、99.5%、97.2%、96.3%和98.9%,并且在一定的双氧水用量下,降低壳聚糖用量,并不会影响印染废水的脱色率。不过,印染废水的pH及温度会在一定程度上影响壳聚糖的絮凝效果,当pH为7,处理温度为40时,壳聚糖的絮凝效果最佳。

  虽然调节印染废水的处理条件可以提高壳聚糖对印染废水浊度、色度及COD的去除效果,但终究受到壳聚糖本身特性的限制。利用接枝或共聚的方法对壳聚糖进行改性,不仅可以改善壳聚糖的絮凝效果,还可以降低其对印染废水处理条件的依赖性。相对羧甲基化改性和季铵盐化改性来说,共聚改性的壳聚糖对印染废水的絮凝效果更好,而相对单一改性的壳聚糖来说,双重改性和多重改性的壳聚糖絮凝效果更好。

相关推荐
技术工艺案例