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            殼聚糖去除水體濁度效果研究

            來源:http://www.madelainejordan.com/ 作者:余氯檢測儀 時間:2018-10-11

              【摘 要】殼聚糖是從蝦殼、蟹殼中提取的一種氨基多糖,氨基的存在決定了它在水處理、造紙、食品工業等方面獨特的優越性。本論文針對殼聚糖在水處理過程中的絮凝效果進行了一系列的研究。通過殼聚糖與硫酸鋁(Al2SO4)和聚鐵(PAC)的對比和復配研究,表明殼聚糖是一種絮凝效果較好的新型環保絮凝劑。

              【關鍵詞】殼聚糖;絮凝;濁度

              甲殼素[1-3]是一種與纖維素結構類似的生物高聚物,是許多低等動物,特別是蝦蟹和昆蟲等外殼的重要成分。殼聚糖又叫脫乙酰甲殼質,是甲殼素用濃堿處理后脫去乙?;玫降漠a物。通常甲殼素的脫乙酰度超過70%時就叫殼聚糖。當前,水廠中廣泛使用鋁鹽絮凝劑,研究表明飲用水中鋁離子過量會對人體造成極大的危害,因此尋找鋁鹽絮凝劑的替代絮凝劑成了當前迫切需要解決的問題。殼聚糖是一種天然高分子絮凝劑,具有安全、無毒、來源廣、完全可降解這些顯著的優勢,目前越來越受到人們的關注。

              1 實驗部分

              1.1 殼聚糖的配制:

              準確稱取不同黏度的殼聚糖1.000克,放入100ml容量瓶中,并加入1ml冰醋酸和少量去離子水,待殼聚糖完全溶解后定容至100ml,配制成1%(10mg/ml)溶液。

              1.2 實驗儀器

              可編程智能型攪拌儀;濁度儀(wgz-100,上海精科)

              1.3 實驗過程

              取一定濁度的原水分別加入500ml燒杯中,分別在杯中加入不同絮凝劑。放入攪拌器中,按照120轉/分攪拌1分鐘、30轉/分攪拌10分鐘進行攪拌。攪拌完成后取出燒杯,靜置30分鐘后取上層清液測定濁度。

              2 結果與討論

              2.1 不同黏度殼聚糖的凝絮效果研究

              表1 殼聚糖凝絮效果

              注:原水濁度31.30NTU.

              由表1可看到:相同黏度的殼聚糖,濃度越高,處理后水體的濁度越低,在濃度為4ppm之后趨于平緩,再提高濃度對水體濁度的影響不明顯。不同濃度的殼聚糖,在3ppm之前是1000黏度的效果比較好。但是在3ppm之后,黏度1000mpa.s的殼聚糖的凝絮效果反而不如黏度500mpa.s的殼聚糖。這是由于分子量越大的分子因為占有更大的空間,所以更加容易吸附周圍的雜質和粒子。另外一個因素就是單位體積中分子的摩爾量。這也同時限制著上一個因素。

              2.2 復配試劑的凝絮效果研究結果與討論

              實驗采用殼聚糖與聚鐵進行了復配實驗研究,所用的殼聚糖是實驗中效果最好的黏度為500Mpa.s的殼聚糖。聚鐵的最佳有效濃度采用產品的推薦值12ppm。下表(表2)即為復配試劑在不同的濃度下進行實驗的結果。

              表2 (殼聚糖+聚鐵)凝絮效果結果

              注:原水濁度32.76NTU.

              由表2中得出結論:殼聚糖+聚鐵凝絮效果非常好。在殼聚糖濃度為1-2ppm時濁度快速下降,但在濃度2-4ppm時開始趨于平穩。殼聚糖+聚鐵濃度為:3ppm+9ppm,處理后源水濁度為1.05NTU,濁度去除率高達96.79%??紤]到成本和生產要求,復配殼聚糖+聚鐵的最佳濃度為2ppm殼聚糖+9ppm聚鐵,此時的去濁度率為90.68%。

              2.3 影響因素分析

              表3 不同pH下殼聚糖的效果

              注:原水濁度34.21NTU.

              不論是處理生活用水還是工業用水,在所有的外在影響因素中,pH值的影響是較大的。由表3可以看到:pH對凈水劑的絮凝效果影響非常的大,可以相差4-5倍的數值。殼聚糖及聚鐵耐酸性都比較好,水處于弱酸性(pH約為6)時,殼聚糖及聚鐵的效果都達到高峰。但是這兩種絮凝劑的耐堿性較差。因此,原水在pH為弱酸性的條件下,絮凝效果會更好。

              2.4 不同攪拌條件和沉淀時間對凝絮效果影響

              在實際的生產中,攪拌速度及沉淀時間對絮凝效果也有較大影響,實驗研究了100rad/min-120rad/min-140rad/min-160rad/min的不同攪拌速度條件下及15min-30min-45min-60min的不同的沉淀時間對于凝絮效果的影響。實驗表明:不同的攪拌速度對絮凝影響很小。而沉淀的時間對于其影響稍大,但是,在30分鐘即可滿足水質要求。

              3 結論

              (1)殼聚糖單獨使用時,黏度為500Mpa.s的殼聚糖是絮凝效果最好的,最佳使用濃度為4ppm。

              (2)殼聚糖與聚鐵復合使用好于殼聚糖單獨使用的絮凝效果。殼聚糖+聚鐵的最佳投加濃度為2ppm+9ppm,去除濁度率為90.68%。

              (3)殼聚糖適合于中性偏酸性的原水的處理。攪拌條件和沉淀時間對于凝絮劑效果的影響不大。

              【參考文獻】

              [1]劉之杰,徐剛.殼聚糖對地表水中污染物的凈化作用[J].環境污染與防治,2004,26(5):338-340.

              [2]高溪,劉靜.殼聚糖的制備及其在水處理中的應用[J].化工科技市場,2008,31(5):9-13.

              [3]周永國,齊印閣,楊越冬.脫乙酰甲殼質回收處理含銅廢水[J].河北大學學報 (自然科學版),1994,14(2):30-33.

              [責任編輯:王楠]

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