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印染废水色度深、颜色多变,是一类难处理的工业废水。对印染废水的处理,目前普遍采用的处理方法是化学絮凝与生化工程结合的方法。因此,絮凝剂在印染废水处理过程中起着十分关键的作用。壳聚糖与传统的化学絮凝剂相比,具有投加量少,沉降速度快,去除效率高,污泥易处理,无二次污染等特点。壳聚糖因其独特的分子结构,对许多类型的染料废水具有良好的絮凝作用。
首先,研究了壳聚糖相对分子质量对壳聚糖絮凝性能的影响,结果表明:相对分子质量为46万壳聚糖的絮凝性能最优。通过红外光谱分析证明,在降解反应前后,壳聚糖的分子结构并未发生大的改变。
其次,壳聚糖与硫酸镁复配了一种新型、高效的脱色剂CM;以高岭土模拟水样为处理对象,对CM的混凝性能进行了研究,并与聚合氯化铝(PAC)、三氯化铁(FeCl3)、壳聚糖(CTS)、硫酸镁(MgSO4)进行了混凝除浊对比试验;对CM在模拟废水、染色废水、漂染废水和印染废水处理中的应用进行了研究。
研究结果如下:
(1)采用双氧水氧化法制备不同相对分子质量的壳聚糖,通过不同相对分子质量壳聚糖混凝除浊效果的比较,得出具有最佳混凝效果的壳聚糖的相对分子质量为46万,其具体降解工艺为:双氧水质量分数0.05%,乙酸质量分数2.0%,壳聚糖质量分数4%,反应时间10min,排除双氧水时,将pH提高到12.0,时间延长为2h。由于降解过程中产生大量的醋酸钠,若得到无杂质的壳聚糖,需去除醋酸钠。醋酸钠的去除采用离心-透析的方法,通过三氯化铁沉淀法检测得出降解壳聚糖粉末中醋酸钠被全部去除。
(2)高岭土模拟悬浊水混凝试验结果表明:壳聚糖最佳分子量为46万,壳聚糖与硫酸镁配比为1:1,最佳pH值为10.0。当复合絮凝剂CM、PAC、FeCl3、CTS、MgSO4的投加量均为0.03g/L时,CM、PAC、FeCl3、CTS、MgSO4的浊度去除率分别为90.39%、76.80%、75.33%、73.82%、76.85%。由此可见,在投加量相同的情况下,复合絮凝剂CM的混凝除浊效果最好,优于其他四种絮凝剂。
(3)CM在模拟废水处理中,最佳pH=11~12,投加量为0.04~0.05g,沉淀时间30min,脱色率为92.58%,COD去除率为80.59%。
(4)CM在染色废水处理中,最佳pH为11.0,投加量为0.09,壳聚糖与硫酸镁配比为1:2,脱色率为89.25%,COD去除率为86.75%。
(5)CM在漂染废水处理中,最佳pH为10.0,投加量为0.07g,壳聚糖与硫酸镁配比为1:2,脱色率为86.64%,COD去除率为88.26%。
(6)CM在印染废水处理中,最佳pH为11.0,投加量为0.09g,壳聚糖与硫酸镁配比为1:2。
(7)当CM、CTS、MgSO4、PAC投加量为0.09g/L时,CM、CTS、MgSO4、PAC对印染废水的脱色率分别为87.79%、59.62%、75.74%、77.31%;COD去除率分别为91.49%、89.06%、90.58%、92.07%。由此可知,CM的脱色率比PAC高11.27个百分点;COD的去除率比PAC低1.44个百分点。但是CM具有用量少,对印染废水脱色率高的特点,从环境保护的角度来看,CM对环境无污染,是一种绿色环保型絮凝剂。