壳聚糖及其衍生物在工业污水处理中的研究及应用_田艳

壳聚糖及其衍生物在工业污水处理中的研究及应用田艳,张敏,程爱民(广西环境监测中心站,广西南宁530022)[摘要]介绍了近年来国内外壳聚糖及其衍生物在不同工业污水处理中的应用及相关机理。壳聚糖及其衍生物作为絮凝剂、金属离子的螯合剂以及有机物的吸附剂,在工业污水处理中有着相当广泛的应用,主要是絮凝和处理含重金属离子的工业废水,环境效益显著。壳聚糖及其衍生物是绿色的水处理剂,其未来发展的方向是合成性能更为优良的改性壳聚糖,与其他技术复合使用,并深入研究其对复杂工业废水的处理能力。[关键词]壳聚糖;絮凝;重金属;污水[中图分类号]X703.1[文献标识码]B[文章编号]1005-829X(2007)03-0007-03Abstract:Thedevelopmentandapplicationsofchitosananditsderivativesinthetreatmentofdifferentsourcesofindustrialwastewaterhavebeenreviewedinrecentyears.Chitosananditsderivativescanbeusedasflocculant,heavymetal-chelatingagentandadsorbentfororganics,whichofferwidespreadapplicationsinindustrialeffluenttreatment.Theyareappliedmostlytotheflocculationandtreatmentofindustrialwastewatercontainingheavymetalandareoftremendousenvironmentalbenefits.Chitosananditsderivativesaregreenreagentsanddegradableinnature.Itsfuturedevelopingtrendwillbetosynthesizebetterramifications,tocombinewithothertechniquesandtoinvestigatetheirtreatingeffectsforcomplexindustrialwastewater.Keywords:chitosan;flocculation;heavymetal;wastewaterResearchesandapplicationsofchitosananditsderivativestothetreatmentofindustrialwastewaterTianYan,ZhangMin,ChengAimin(GuangxiEnvironmentalMonitoringCenter,Nanning530022,China)第27卷第3期2007年3月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.27No.3Mar.,2007壳聚糖(1,4-二氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖)是从虾、蟹等甲壳纲动物中提取的一种天然碱性高分子多糖。壳聚糖具有原料丰富、无毒无味、价廉、可生物降解等优点,无二次污染,已大量用于污水处理,其开发应用在近30年来相当活跃。壳聚糖分子内的羟基、氨基使其具有优良的吸附、螯合、交联及架桥作用,可作为阳离子型絮凝剂、助凝剂、脱色剂、脱色助剂以及重金属离子的螯合剂、有机物的吸附剂。壳聚糖分子还可以进行酰化、羧基化、醚化、羟甲基化、氰基化等衍生化处理,以提高其在溶液中的稳定性及其对重金属的螯合性能,从而拓宽壳聚糖在工业污水处理中的应用范围。1作絮凝剂处理废水1.1处理纺织废水壳聚糖及其衍生物作为高分子絮凝剂广泛用于印染废水、制革污水、洗毛废水等纺织废水的处理。G.Crini〔1〕认为,壳聚糖对染料的吸附过程同时存在着离子交换、氢键吸引、物理吸附等相互作用,而且壳聚糖分子的化学结构、溶液的pH、盐的浓度、络合物的存在、不同染料分子的结构等因素也影响着吸附过程。壳聚糖对酸性及活性染料有着优良的吸附性能,但对碱性染料的吸附能力较低。N.Sakkayawong等〔2〕的研究显示,在酸性条件下,壳聚糖对活性染料的去除是通过其在酸性溶液中质子化形成的—NH3+基团与染料分子之间的静电吸引作用而实现的;而在碱性条件下,壳聚糖对活性染料的吸附则同时包含物理、化学作用。壳聚糖粒径越小,吸附容量越高,以胶束使用时的吸附容量约是以片状使用时的3~4倍,其交联胶束最大吸附容量可达2498mg/g。最大吸附容量随着温度的升高而增加。刘秉涛等〔3〕以羧甲基壳聚糖作为絮凝剂处理可溶性染料废水和印染废水,在pH为3时处理效果较好。7将壳聚糖与二缩三乙二醇(TRG)、戊二醛制得的聚氨基葡糖超滤膜〔4〕,经NaO