壳聚糖助凝对PAC混凝过程的影响

中国环境科学2015，35(4)：1096-1102ChinaEnvironmentalScience壳聚糖助凝对PAC混凝过程的影响毛玉红，冯俊杰，常青，张涛，张鹏琦(兰州I交通大学环境与市政工程学院，甘肃兰州730070)摘要：以聚合氯化铝(PAC)为絮凝剂，壳聚糖(CTS)为助凝剂在Taylor-Couette反应器中进行混凝实验．采用粒子成像速度场仪(PIV)研究了不同内筒转速(水力学条件)下CTS助凝对PAC混凝过程中絮体形态和浊度的影响．结果表明，添加CTS后，相应的混凝效果都得到提高，但与单独使用PAC时产生的变化趋势一致，说明适宜的化学条件下，水力条件是制约混凝效果的关键因素；且添加助凝剂有助于降低混凝过程对流体力学条件的依赖性，提高混凝的稳定性．关键词：壳聚糖；PAC；助凝；Taylor-Couette涡流场：PIV中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1000—6923(2015)04—1096—07Influenceofchitosancoagulataidonthecoagulationprocessofpolyaluminumchloride．MAOYu-hong，FENGJunkie，CHANGQing。，ZHANGTao，ZHANGPeng-qi(SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering，LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou730070，China)．ChinaEnvironmentalScience，2015，35(4)：1096-1102Abstract：Thecoagulatingexperimentwithpolyaluminumchloride(PAC)usedascoagulantandchitosan(CTS)usedascoagulantaidwascarriedoutinTaylor-Couettereactor．Theinfluenceoftherotationspeedoftheinnercylinder(hydrauliccondition)ontheflocformandremovalofturbiditywerestudiedbyparticleimagevelocimetry(PIV)．TheresultsindicatedthattheefectofthecoagulationwithPACwasimprovedobviouslyafterCTSwasadded，anditschangetendencywasconsistentwiththatofaddingPAConly．Itwasimprovedthathydraulicconditionsisthekeyrestrictingfactorofthecoagulationeficiency；andaddingcoagulantaidishelpfultoreducethedependenceonthehydraulicconditionandimprovethestabilityofcoagulationprocess．Keywords：chitosan；polyaluminumchloride；coagulantaid；Taylor-Couetteflow；PIV壳聚糖是一种无毒、安全的天然有机化合物，其线型分子链上分布着大量的反应性基团羟基(一0H)和氨基(一NH2)，氨基容易质子化，在酸性溶液中会形成高电荷密度阳离子聚电解质【Jj，使分子链带上大量的正电荷，从而成为一种可溶性的聚电解质，投加到水中后能显示出良好的絮凝性能，起到电中和凝聚、吸附架桥、网捕卷扫等作用．在水处理中CTS不仅能卷扫水中微小颗粒物还能吸附臭味物质、色度和卤代烃等有害物质【2J．美国EPA已将CTS列为饮用水的净化剂，其在水处理混凝工艺中的应用越来越广泛．使用助凝剂提高混凝效果在国内外已有较长的研究历史，研究表明投加助凝剂后混凝所形成的絮体状态直接决定着混凝效果的好坏【21J，但良好的絮体在混凝流场中是如何形成的，什么样的水力学条件有利于助凝剂更好地发挥助凝作用，水力学条件与化学助凝之间的相互关系等却鲜见报道．本研究拟应用Taylor-Couette反应器进行可重现涡形态的涡絮凝实验，对影响CTS助凝效果的水力因素进行分析，进一步探索CTS助凝机理．1材料与方法1．1材料壳聚糖(脱乙酰度95％，相对分子量在100~10左右，浙江澳兴生物科技有限公司)，临用前配制成O．05g／L的CTS溶液：配制过程中用滴管加几滴lmol／L的盐酸促进壳聚糖充分溶解；聚合氯化铝(化学纯)，质量浓度10g／L，现用现配；高岭土(分析纯，天津市大茂化学试剂厂)；事先用高岭土和