壳聚糖复合絮凝剂的絮凝机理研究

第28卷第3期化学工业与工程技术Vol.28No.32007年6月JournalofChemicalIndustry&EngineeringJun.,2007收稿日期:2006-12-29作者简介:汤义兰(1982-),女,湖北荆州人,研究生在读,研究方向为环境污染的治理。E-mail:tangyilan@163.com改性累托石/壳聚糖复合絮凝剂的絮凝机理研究汤义兰,陈吉春,曾德方(武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北武汉430070)摘要:介绍了铝交联改性累托石的制备方法及处理石化废水的效果。结果表明,质量分数为3%的改性累托石复配絮凝剂对石化废水的COD去除率可达到91.27%。对改性前后的累托石进行的X-衍射及红外光谱分析表明,改性累托石层间距从2.55nm扩大到了2.66nm,这是改性累托石复配絮凝剂絮凝效果有效提高的机理所在。关键词:改性累托石;壳聚糖;絮凝机理中图分类号:X52文献标识码:A文章编号:1006-7906(2007)03-0011-04Studyontheflocculationmechanismofmodifiedrectorite/chitosancompositeflocculantTangYilan,ChenJichun,ZengDefang(WuhanUniversityofScienceandTechnology,ResourceandEnvironmentCollege,Wuhan430070,China)Abstract:ThepreparationmethodofAl-pillaredrectoriteanditseffecttreatingthepetrochemicalwastewaterisintroduced.Thetreatmentresultshowsthatthe3%ofmassfractionofmodifiedrectoritehasthebestCODremoveeffectanditsefficiencyofeliminatingCODattainsto91.27%.ThestructureofmodifiedrectoriteisstudiedbyXradiationandinfraredspectrum.Theresultshowsthatthelayerdistanceofmodifiedrectoriceincreasesfrom2.55nmto2.66nm,whichbringstheimprovementofflocculationef-ficiency.Keywords:Modifiedrectorite;Chitosan;Flocculationmechanismmechaism水处理絮凝剂最早使用铁、铝的无机盐类及聚盐类。由于无机絮凝剂的使用受pH值变化影响较大,生成的絮体易碎,处理后的水中仍含有较高浓度的金属离子,同时产生大量的含金属污泥,需要进一步的复杂处理步骤。为此,人们开发出一些有机絮凝剂(主要是PAM系列的合成高分子有机物)来弥补无机絮凝剂的不足。但有机絮凝剂仍有不可避免的缺陷,主要体现在它对絮凝的胶体表现出很大的选择性,絮凝后的上清夜清澈程度较差,本身不易被生物降解而影响后续处理,最令人担忧的是有机合成高分子絮凝剂是否有长期毒性、致癌性、致突变性等还没有结论[1]。因此,一些发达国家(如日本、美国等)都已禁止在饮用水的处理中使用上述的有机高分子絮凝剂。壳聚糖正是以其天然、无毒、对人体健康无任何损害的特性,在水处理的应用中作为合成有机絮凝剂的有效替代品占据了特殊位置[2,3]。本试验在综合考虑上述因素的基础上,为降低有机絮凝剂的用量,使之与硅酸盐系天然矿物之累托石复合应用,既利用了累托石的吸附功能,也应用了有机物的电中和及架桥作用。1试验原料及方法1.1试验原料及仪器设备试验原料与试剂:累托石(湖北)、壳聚糖、多聚磷酸钠、MgO、NaOH、AlCl3、CTS、CF-PAC,其中,试剂均为市售分析纯产品。仪器与设备:SC956试验搅拌器、高速分散机、pHS-2C数字酸度计、消解仪、烘箱等。化学工业与工程技术2007年第28卷第3期1.2试验方法1.2.1改性累托石的制备改性累托石的制备分3步进行[4,5]:a)将累托石制成1%(质量分数,下同)的悬浊液,依次加入多聚磷酸钠和MgO,分别占累托石的5%和0.5%,然后在高速分散机上以4000r/min的速度分散2h,制得改性累托石悬浊液;b)在常温常压下,采用磁力搅拌,将0.4mol/L的NaOH溶液或Na2CO3溶液滴加至0.4mol/L的AlCl3溶液中,使其pH值为3.92,搅拌2h,静置1天,即制得铝交联剂备用;c)在常温常压并不断搅拌过程中,将铝交联剂按4.0mmol/L的比例