甲殼素類絮凝劑
甲殼素是自然界中僅次于纖維素的第二大類可再生的天 然有機高分子化合物。自19世紀初葉發現以來,人們逐漸認 識到甲殼素是一種極有前途的天然高分子化合物,是一種可 再生的高分子物質。較常用的是殼聚糖,它是甲殼素脫乙酰 化的產物。由于殼聚糖類物質中含有胺基和羥基兩種活性基 團,可以與重金屬發生螯合反應,具有絡合金屬離子的性質, 也能吸附懸浮物和有機物,用作廢水處理絮凝劑是十分有效 的。20世紀60年代以來,甲殼素的研究、生產及其衍生物的 應用變得十分活躍。
殼聚糖類絮凝劑:殼聚糖類作為一個線性聚合物,當它在 酸性介質中溶解以后,隨著氨基質子化即表現出陽離子聚電 解質的性質,對重金屬有螯合吸附作用。Arthur Felse P[18]在 《殼聚糖及其衍生物的應用》一文中提到,有人用乙酰化殼聚 糖去除實驗室廢水中的甲基橙。實驗結果表明:取代度越高、 鏈越長,吸附性能明顯提高。因此,壬酰殼聚糖比乙酰化殼 聚糖有更優良的絮凝性能。方忻蘭等用海蝦、蟹殼為原 料制取殼聚糖,并將其螯合作用用于含有蛋白質染色廢水和 電鍍廢水中,CODcr的去除率達到85%以上。張佩芳[20]采用 脫乙酰甲殼素對含有高淀粉類物質的廢水進行處理,結果表 明:絮凝速度快,COD的去除率達到60% ~70%,且絮凝物可 作飼料使用,不但解決了凝結物去向,而且也增加了收入,降 低了成本。李瓊等研究了殼聚糖對Cu2+的吸附性能,考察 了Cu2+濃度、殼聚糖用量、吸附時間以及體系中的pH值不同 等條件下殼聚糖對廢水中Cu2+的吸附效果,結果表明:0.8% 的殼聚糖用量為0.4 mol,吸附時間為30 min,pH=5.5~6.5, Cu2+的去除率為98.3%。 羧甲基殼聚糖類絮凝劑:羧甲基殼聚糖是由殼聚糖經醚 化反應制得的。當殼聚糖經羧甲基化后,在水中具有良好的 水溶性,是一種新型高分子絮凝劑。程剛等[22]通過甲殼素和 氯乙酸反應引入羧甲基制成絮凝劑,并將其用于對工業廢水, 如印染廢水、食品廢水、洗瓶廢水等的處理,實驗結果表明:對 印染廢水的色度去除率在95%以上,對印染廢水和食品廢水 的COD去除率達到70%以上。施曉文等以保護氨基的殼 聚糖微球經氧氯丙烷交聯得到的不溶于酸的吸附劑與氯乙酸 在堿性條件下反應,合成了羧甲基殼聚糖樹脂,并用于對 Pb2+的吸附實驗,結果表明:比殼聚糖提高了70%。
殼聚糖季銨鹽類絮凝劑:甲殼素的脫乙酰化衍生物——— 殼聚糖屬于陽離子型絮凝劑,但其電中和能力較弱。馮玉杰 等[24]針對酒精廢水中的懸浮顆粒和膠體多數都帶負電荷的 特點,制備了一種季胺鹽改性的殼聚糖陽離子絮凝劑,用此絮 凝劑對金玉公司的酒精廢水進行了實驗研究,結果表明: GTCC的絮凝效果明顯優于殼聚糖。以黑龍江省肇東華潤金 玉酒精廠清糟液作為研究對象,當GTCC投加量為3 mg/L(用 量僅為殼聚糖的1/20左右)時,CODCr的去除率可達到25%, 濁度去除率達78%。初步分析表明,殼聚糖季胺鹽因為具有 很強的電中和能力,所以其絮凝效果良好。葉筠等將改性 合成殼聚糖用于煉油廢水的絮凝處理,實驗結果表明:其投藥 量少,除濁效率高;對絮凝后的上清液進行硫酸鹽還原菌檢 測,有較好的殺菌作用,并在此基礎上提出了殼聚糖季銨鹽絮 凝—殺菌共同作用的機理。
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