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殼聚糖去除水體濁度效果研究

2025年03月21日 08:18:08      來(lái)源:上海豐臨電子科技有限公司 >> 進(jìn)入該公司展臺(tái)      閱讀量:15

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  【摘 要】殼聚糖是從蝦殼、蟹殼中提取的一種氨基多糖,氨基的存在決定了它在水處理、造紙、食品工業(yè)等方面的性。本論文針對(duì)殼聚糖在水處理過(guò)程中的絮凝效果進(jìn)行了一系列的研究。通過(guò)殼聚糖與硫酸鋁(Al2SO4)和聚鐵(PAC)的對(duì)比和復(fù)配研究,表明殼聚糖是一種絮凝效果較好的新型環(huán)保絮凝劑。

  【關(guān)鍵詞】殼聚糖;絮凝;濁度

  甲殼素[1-3]是一種與纖維素結(jié)構(gòu)類(lèi)似的生物高聚物,是許多低等動(dòng)物,特別是蝦蟹和昆蟲(chóng)等外殼的重要成分。殼聚糖又叫脫乙酰甲殼質(zhì),是甲殼素用濃堿處理后脫去乙?;玫降漠a(chǎn)物。通常甲殼素的脫乙酰度超過(guò)70%時(shí)就叫殼聚糖。當(dāng)前,水廠中廣泛使用鋁鹽絮凝劑,研究表明飲用水中鋁離子過(guò)量會(huì)對(duì)人體造成極大的危害,因此尋找鋁鹽絮凝劑的替代絮凝劑成了當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。殼聚糖是一種天然高分子絮凝劑,具有安全、無(wú)毒、來(lái)源廣、可降解這些顯著的優(yōu)勢(shì),目前越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

  1 實(shí)驗(yàn)部分

  1.1 殼聚糖的配制:

  準(zhǔn)確稱取不同黏度的殼聚糖1.000克,放入100ml容量瓶中,并加入1ml冰醋酸和少量去離子水,待殼聚糖溶解后定容至100ml,配制成1%(10mg/ml)溶液。

  1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

  可編程智能型攪拌儀;濁度儀(wgz-100,上海精科)

  1.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

  取一定濁度的原水分別加入500ml燒杯中,分別在杯中加入不同絮凝劑。放入攪拌器中,按照120轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?分鐘、30轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘進(jìn)行攪拌。攪拌完成后取出燒杯,靜置30分鐘后取上層清液測(cè)定濁度。

  2 結(jié)果與討論

  2.1 不同黏度殼聚糖的凝絮效果研究

  表1 殼聚糖凝絮效果

  注:原水濁度31.30NTU.

  由表1可看到:相同黏度的殼聚糖,濃度越高,處理后水體的濁度越低,在濃度為4ppm之后趨于平緩,再提高濃度對(duì)水體濁度的影響不明顯。不同濃度的殼聚糖,在3ppm之前是1000黏度的效果比較好。但是在3ppm之后,黏度1000mpa.s的殼聚糖的凝絮效果反而不如黏度500mpa.s的殼聚糖。這是由于分子量越大的分子因?yàn)檎加懈蟮目臻g,所以更加容易吸附周?chē)碾s質(zhì)和粒子。另外一個(gè)因素就是單位體積中分子的摩爾量。這也同時(shí)限制著上一個(gè)因素。

  2.2 復(fù)配試劑的凝絮效果研究結(jié)果與討論

  實(shí)驗(yàn)采用殼聚糖與聚鐵進(jìn)行了復(fù)配實(shí)驗(yàn)研究,所用的殼聚糖是實(shí)驗(yàn)中的黏度為500Mpa.s的殼聚糖。聚鐵的有效濃度采用產(chǎn)品的推薦值12ppm。下表(表2)即為復(fù)配試劑在不同的濃度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

  表2 (殼聚糖+聚鐵)凝絮效果結(jié)果

  注:原水濁度32.76NTU.

  由表2中得出結(jié)論:殼聚糖+聚鐵凝絮效果非常好。在殼聚糖濃度為1-2ppm時(shí)濁度快速下降,但在濃度2-4ppm時(shí)開(kāi)始趨于平穩(wěn)。殼聚糖+聚鐵濃度為:3ppm+9ppm,處理后源水濁度為1.05NTU,濁度去除率高達(dá)96.79%??紤]到成本和生產(chǎn)要求,復(fù)配殼聚糖+聚鐵的濃度為2ppm殼聚糖+9ppm聚鐵,此時(shí)的去濁度率為90.68%。

  2.3 影響因素分析

  表3 不同pH下殼聚糖的效果

  注:原水濁度34.21NTU.

  不論是處理生活用水還是工業(yè)用水,在所有的外在影響因素中,pH值的影響是較大的。由表3可以看到:pH對(duì)凈水劑的絮凝效果影響非常的大,可以相差4-5倍的數(shù)值。殼聚糖及聚鐵耐酸性都比較好,水處于弱酸性(pH約為6)時(shí),殼聚糖及聚鐵的效果都達(dá)到高峰。但是這兩種絮凝劑的耐堿性較差。因此,原水在pH為弱酸性的條件下,絮凝效果會(huì)更好。

  2.4 不同攪拌條件和沉淀時(shí)間對(duì)凝絮效果影響

  在實(shí)際的生產(chǎn)中,攪拌速度及沉淀時(shí)間對(duì)絮凝效果也有較大影響,實(shí)驗(yàn)研究了100rad/min-120rad/min-140rad/min-160rad/min的不同攪拌速度條件下及15min-30min-45min-60min的不同的沉淀時(shí)間對(duì)于凝絮效果的影響。實(shí)驗(yàn)表明:不同的攪拌速度對(duì)絮凝影響很小。而沉淀的時(shí)間對(duì)于其影響稍大,但是,在30分鐘即可滿足水質(zhì)要求。

  3 結(jié)論

  (1)殼聚糖單獨(dú)使用時(shí),黏度為500Mpa.s的殼聚糖是絮凝的,使用濃度為4ppm。

  (2)殼聚糖與聚鐵復(fù)合使用好于殼聚糖單獨(dú)使用的絮凝效果。殼聚糖+聚鐵的投加濃度為2ppm+9ppm,去除濁度率為90.68%。

  (3)殼聚糖適合于中性偏酸性的原水的處理。攪拌條件和沉淀時(shí)間對(duì)于凝絮劑效果的影響不大。

  【參考文獻(xiàn)】

  [1]劉之杰,徐剛.殼聚糖對(duì)地表水中污染物的凈化作用[J].環(huán)境污染與防治,2004,26(5):338-340.

  [2]高溪,劉靜.殼聚糖的制備及其在水處理中的應(yīng)用[J].化工科技市場(chǎng),2008,31(5):9-13.

  [3]周永國(guó),齊印閣,楊越冬.脫乙酰甲殼質(zhì)回收處理含銅廢水[J].河北大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版),1994,14(2):30-33.

  [責(zé)任編輯:王楠]

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