壳聚糖对印染废水的絮凝作用和脱色效果 (1)

壳聚糖对印染废水的絮凝作用和脱色效果袁毅桦*赖兴华陈纯馨黄淑贤(佛山科学技术学院化学与化工系佛山528000)关键词壳聚糖,印染废水,絮凝作用,脱色作用中图分类号:O647.31999-09-05收稿,2000-01-05修回壳聚糖可作为阳离子型和阴离子型絮凝剂,对无机化合物、极性有机化合物、蛋白质等产生絮凝作用[1].壳聚糖无毒,对动、植物无害,用其作为絮凝剂的污泥可作肥料.在环境保护方面具有广阔的应用前景.本文报道直接用壳聚糖对印染厂废水处理的絮凝和脱色效果研究.壳聚糖自制,广东省佛山市上朗针织漂染厂印染废水,上海分析仪器厂722光栅分光光度计,可调多联搅拌器.结果与讨论絮凝效果的测定参照美国材料与试验协会(ASTM)有关标准[2,3].取印染废液1000mL,快速搅拌约1min,降低转速至约20～60r/min进行慢速搅拌,记录首次观测到絮团形成的时间.慢速搅拌20min,移去搅拌浆,并观测絮团的沉降.记录絮团相对尺寸和大量絮团沉降到烧杯底所需要的时间.静置沉降20min后果,记录在烧杯底的絮团沉积层的厚度和外观.结果见表1.表1结果表明,壳聚糖作为絮凝剂,随着脱乙酰度的增大,首次观测到絮团形成的时间和大量絮团沉降时间均明显减少,絮团相对尺寸和沉积层的厚度明显增大.因此,壳聚糖作为絮凝剂,用脱乙酰度较高的效果较好.这与其分子结构有关.壳聚糖是线性高聚物,氨基排列在分子链上,脱乙酰度越高,氨基数目越多.这些氨基和质子结合带正电荷,通过静电吸引和吸附使废水中的粗细粒子凝聚成大絮凝体而沉降.Tab.1Effectofdeacetylationdegreeofchitosanontheflocculation*Deacetylationdegree/%66839096Flocculationtime/s60402010SizeofflocculatefinerfinebigbiggerSettingtime/s40030016060Thicknessofsediment/mm10152225*Fastrotation(120r/min)1min;Slowrotation(30r/min)20min.在1000mL废水中,分别加入不同量的壳聚糖醋酸溶液(脱乙酰度为96%),按上述方法,对絮凝效果进行测定,结果见表2.表2结果表明,壳聚糖用量增加,首次观测到絮团形成的时Tab.2Influenceofchitosandosage*Chitosanacetate/mL581015202530Flocculationtime/s4015108653SizeofflocculatefinebigbiggerbiggerbiggerbiggerbiggerSettingtime/s2008060120150180200Thicknessofsediment/mm10152022222323*SeeTab.1第17卷第2期应用化学Vol.17No.22000年4月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYApr.2000间明显减少,沉积层的厚度明显增大.但絮团沉降时间随壳聚糖用量增加而减少后又随着用量的增加而增长,这可能是因为壳聚糖本身也是絮状物,过多加入反应而效果不好.因此壳聚糖用量过多或过少都对絮凝效果不利.在此试验中,取壳聚糖醋酸溶液1.0%效果最佳.用分光光度计测得废水量最大吸收波长为320nm,测定其吸光度A0.取在上述步骤中加入1.0%壳聚糖醋酸溶液处理后的上清液,调pH值,测其吸光度A,用Z=[(A0-A)/A0]×100%计算脱色率,A0、A分别为废水在脱色前、后的吸光度.当pH为2,4,6,8,10时,印染废水的脱色率(%)为70,85,90,62,60.结果表明,pH值为4～6时对其脱色吸附作用效果较好.在酸性条件下,壳聚糖的氨基显示阳离子性质,在偏碱性条件下,显示非离子性质.用不同絮凝剂,分别加到1000mL的印染废液中,充分摇匀后,调节其pH值为6,测出沉降时间.沉淀完全后,取出澄清液,测出脱色率,结果见表3.结果表明,壳聚糖单独作为絮凝剂,沉降时间较长.壳聚糖配以无机高分子聚合物作絮凝剂,有较好的絮凝效果和脱色效果.尤其是与碱式氯化铝混合使用,沉降时间明显加快,且脱色效果较好.Tab.3ComparisonofflocculatingeffectsofchitosanandothercompoundsCompoundSettingtime/sDecoloration/%1%Chitosan60901.2mol/LFeSO4+15%NaOH30342.7mol/LAl(OH)xCl3-x+15%NaOH20661.2mol/LFeSO4+2.7mol/LAl(OH)xCl3-x+15%NaOH25