羧甲基壳聚糖复合絮凝剂的制备及其应用研究_樊丽华

［基金项目］唐山市科学技术研究与发展计划项目（04364001-13）PreparationandapplicationofCMC-PFSCcompoundflocculantFanLihua，ChengJun（CollegeofChemicalEngineeringandBiologicalTechnology，HebeiPolytechnicUniversity，Tangshan063009，China）羧甲基壳聚糖复合絮凝剂的制备及其应用研究樊丽华，程俊（河北理工大学化工与生物技术学院，河北唐山063009）Abstract：AnovelCMC-PFSCflocculanthasbeensynthesizedwithcarboxymethylatedchitosan（CMC）andinor-ganicpolysilicateferricchloride（PFSC）asthemainrawmaterials.Itspreparationconditionsandreactionmecha-nismarestudied.Itisappliedasflocculanttothepretreatmentofseawaterdesalination.Theresultsshowthatthiscompoundflocculantischaracterizedbylowdosage，betterflocculatingcapacityandmildreactionconditionsetc.CMC-PFSCflocculantcanremarkablylowertheseawaterturbidityandCODpollutionindex.Therefore，theappli-cationprospectsinthefieldofwatertreatmentareextensive.Keywords：flocculant；seawater；turbidity；carboxymethylatedchitosan［摘要］以羧甲基壳聚糖（CMC）和无机聚硅酸氯化铁（PFSC）为主要原料合成了一种新型絮凝剂CMC-PFSC，研究了其制备反应条件及反应机理。将其应用于海水淡化预处理，结果表明：这种复合型絮凝剂具有投加药量少、处理效果好、反应条件温和等特点，可显著降低海水的浊度、COD等污染指标，在水处理领域具有广阔的应用前景。［关键词］絮凝剂；海水；浊度；羧甲基壳聚糖［中图分类号］TQ314.253[文献标识码]B［文章编号]1005-829X（2009）12-0028-03目前我国水资源严重短缺，海水淡化是解决淡水危机措施之一，其中最常见的方法有蒸馏法和膜分离法。由于海水中的硬度、总固溶物和其他杂质的含量均较高，因此海水在进入淡化装置之前必须经过絮凝处理〔1〕。关于海水淡化预处理絮凝剂的研究，国内外最常用的是氯化铁，而由于其投加量大，COD去除不明显，逐渐被新型絮凝剂所代替。衣守志等〔2〕研制了新型海水絮凝剂聚硅酸氯化铁（PFSC），与传统的絮凝剂相比，PFSC具有投加量少、处理效果好等优点〔3-4〕。单独使用无机铁系絮凝剂，存在着铁离子残留和COD去除率低等问题。与单一絮凝剂相比，有机-无机复合型絮凝剂具有良好的除浊和除COD的性能〔5-6〕，既利用有机高分子的桥联作用，又利用无机絮凝剂的电中和力强的特性。壳聚糖是一种天然有机高分子絮凝剂，对壳聚糖进行羧甲基改性〔7-9〕，将羧甲基壳聚糖与无机絮凝剂复合，对其在海水淡化预处理的研究少见报道。笔者以壳聚糖进行羧甲基化改性处理后制得的羧甲基壳聚糖（CMC）与聚硅酸氯化铁（PFSC）为原料，研究开发了一种无毒、高效环保的复合型絮凝剂。1实验部分1.1仪器与试剂仪器：WGZ-1型浊度仪；pHS-3D型数字酸度计；JJ-1型定时电动搅拌器；SHB-3循环水式多用真空泵；FA1104N型电子天平（精度0.0001g）。试剂：壳聚糖，工业品，青岛海普生物技术有限公司，脱乙酰度85%；聚硅酸氯化铁，自制；其他试剂均为分析纯。1.2羧甲基壳聚糖的制备将一定量的壳聚糖均匀分散在装有异丁醇的三口烧瓶中；将一定浓度的NaOH溶液分几次加入到三口烧瓶中，加完后在室温下继续搅拌一定时间，得到反应物淤浆；将一定量的固体氯乙酸，在搅拌状态第29卷第12期2009年12月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol．29No．12Dec.，200928——工业水处理2009－12，29（12）56524844403632282420246810121416182022DS=0.57DS=1.01DS=1.21DS=1.34DS=1.43COD去除率/%羧甲基壳聚糠投加质量浓度/（mg·L-1）图4DS