铝交联累托石2f壳聚糖复合絮凝剂制备及应用的研究

摘要我国的水资源短缺和水环境污染己成为制约我国国民经济和社会发展的重要因素，研究、开发并应用高效低耗、安全无毒、无二次污染的水处理剂已成为废水处理领域中急待解决的重要课题，其中絮凝剂是最重要、最常用的水处理剂，不断地研究和开发新的能够满足工业和生活污水处理的新型高效水处理絮凝剂一直是水处理及环保界所关心的热门课题。本文对C F P A C ( 复铁聚合氯化铝) 、铝交联累托石和C T S ( 壳聚糖) 复合絮凝剂用于石化废水和造纸废水的处理进行了细致深入的试验与研究。无机絮凝剂C F P A c 、铝交联累托石主要起吸附作用，而壳聚糖主要起吸附桥连作用，将细小的絮粒凝结在一起形成更大更致密的絮体，并使聚合度和凝聚力大大增强，从而使其沉降速度和吸附效率大大提高，起到优于单一絮凝剂的絮凝效果。研究过程可以分为两个部分。第一部分主要是铝交联累托石制备方法的研究。探讨了铝交联剂制备方法、累托石悬浊液浓度、铝交联剂的用量( 投料比) 、交联反应温度、交联反应时间等各因素对其制备的影响规律，确定了铝交联改性的最佳工艺条件；进行了与天然累托石的性能比较；运用红外光谱、x 射线衍射对所制铝交联累托石进行了表征。结果表明：铝交联剂对累托石的交联改性并没有改变累托石的分子结构，只是与层间的阳离子进行了交换，使累托石的二维通道撑得更大，其层间距从2 3 5 B i n 扩大到2 6 6 n m ·提高了韬交戢簟托石的比表面积、离予交换容量和微孔孔径。铝交联后的累托石与单一的天然累托石相比，C O D c 。( 化学需氧量) 的去除率提高了3 8 9 5 ，S s ( 固体悬浮颗粒物) 的去除率提高了1 2 9 1 ，成本也有所降低。第二部分是铝交联累托石壳聚糖复合絮凝剂在石化废水、造纸废水中的应用研究。确定了铝交联累托石壳聚糖复合絮凝剂处理石化废水、造纸废水的最佳配方和投加顺序，考察了r , H 值、反应温度、搅拌速率、搅拌时间、沉降时川对絮凝效果的影响规律，获得复合絮凝剂处理石化废水、造纸废水的最佳配方和工艺条件。结果表明：此复合絮凝剂在废水处理中显现出优越的絮凝效果。i e 在处理石化废水时性能优于青l l I 石化厂的复合絮凝剂，C O D c ，承ls s 的去除半分别提商丁2 8 7 5 和8 2 9 ，处理成本下降了4 6 6 3 ：且远低予我国日村平均2 8 0 元( 屯废水) 的石化废水处理成本；其在处理造纸废水时，可完全达到武汉晨鸣纸业集团所提出的：药剂成本控制在0 5 元( 吨废水) 以内、C O D c r 去除率在2 5 以上的气浮工段改进要求，初步显现出该复合絮凝剂在工业污水处理中的独特作用及明显的经济与环境效益。关键宇：铝交联累托石，壳聚糖，复合絮凝剂，铝交联剂，废水处理A b s t r a c tT h ei s s u eo fw a t e rr e s o u r c es h o r t a g ea n dw a t e re n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o no fO U rc o u n t r yh a sb e e nt h ei m p o r t a n tf a c t o r so fr e s t r i c t i n gn a t i o n a le c o n o m i ca n ds o c i a ld e v e l o p m e n to fo u rc o u n t r y S t u d y i n gd e v e l o p i n ga n da p p l y i n gh i 【g h e re f f e c t 、l o w e rc o s t 、s a f ea n dn o n ·s e c o n d a r yp o l l u t i o nw a t e rt r e a t m e n tc h e m i c a lh a sb e e nt h ei m p o r t a n ts u b j e c tw a s t e w a t e rt r e a t m e n tf i e l de x p e c t su r g e n t l yt ob es o l v e d F l o c c u l a n ti st h em o s ti m p o r t a n ta n df r e q u e n t l yu s e dw a t e rt r e a t m e n tc h e m i c a l C o n s t a n t l ys t u d y i n ga n dd e v e l o p i n gn e w - s t y l e 、h i g h e re f f e c tw a t e rt r e a t m e n tf l o c c u l a n t ，w h i c hc a nm e e tt h ed e m a n do fi n d u s t r ya n ds a n i t a r ys e w a g ed i s p o s a l ，i st h ef o c u st h ew a t e rt r e a t m e n ta n de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nc i r c l eh a v eb e e nc a r i n ga b o u ta nt h et i m e I nt h i sp a p e ran e wc o m p o s i t ef l o c e u l a n t ( a t t a i n e db a s e do nC F ·P A C 、A 1 一p i l l a r e dr e c t o r i t ea n dc h i t o s a n ) a p p l t e dt ot r e a tw i t hp e t r o c h e m i c a lw a s t e w a t e ra n dp a p e r m a k i n gw a s t e w a t e rt r e a t m e n th a st e s t e da n di n v e s t i g a t e dc a r e f u l l ya n dd e e p l 剪I n o r g a n i cf l o c c u l a n tC F P A C 、A l - p i U a r e dr e c t o r i t ea c ta ss o r p t i o nm o s t l y ；M e a n w h i l eo r g a n i cf l o c c u l a n tc h J t o s a na c t sa st h ea d s o r p t i o nb r i d g em a i n l y C h i t o s a nc o a g u l a t e sf i n ef l o c c it o g e t h e ri n t ol a g e r 、i m p a c tf l o c c u l e sa n dg r e a t l ys t r e n g t h e n st h ep o l y m e r i z a t i o nd e g r e ea n dc o a c e r v a t i o nf o r c e T h es e d i m e n t a t i o nr a t ea n da d s o r p t i o ne f f i c i e n c yr i s eg r e m l y S ot h ef l o c c u l a t l o ne 燃c i a n e yo ft h i sc o m p o s i t ef l o c c u l a n ti ss u p e r i o rt ot h es i n g l eo n e n ec o u r s eo fs t u d y i n gc a nb ed i v i d e di n t ot w op a r t s T h ef i r s tp a r ti sa b o u tt h ep r e p a r a t i o no fA 1 一p i l l a r e dr e c t o r i t e T h ee f f e c to fp r e p a r a t i o nm e t h o do fA 1 一p i l l a r e da g e n t 、r e c t o r i t es u s p e n d i n gc o n c e n t r a t i o n 、A I - p i l l a r e da g e n td o s a g e 、p i l l a r i n gr e a c t i n gt e m p e r a t u r e 、p i l l a r i n gr e a c t i n gt i m ea r ei n v e s t i g a t e d ；T h eo p t i m u mp r o c e s sc o n d i t i o ni sd e t e r m i n e d T h ec a p a b i l i t ，h a sc o m p a r e dw i t ht h en a t u r er e c t o r i t e I ti sc h a r a c t e r i z e db yX ·r a yD i f f r a c t i o na n di n f r a r e ds p e c t r u m T h er e s u l ts h o w s ：A I p i l l a r e da g e n ti s n tc h a n g et h em o l e c u l a rs t r u c t u r eo fr e c t o r i t e ，j u S te x c h a n g et h ec a t i o n so fl a y e r s ，w h i c he n l a r g e st h et w o d i m e n s i o n a lc h a n n e l so fr e c t o r i t e 、W h o s el e v e Id i s t a n c ei n c r e a s e sf r o m2 5 5 n mt o2 6 6 n m R a t i os u r f a c ea r e a 、t h ei o n i ce x c h a n g ec a p a c i t ya n dt h ep o r ea p e r t u r ea r ei n c r e a s e d C o m p a r e dw i t ht h en a t u r er e c t o r i t e ，t h ee f f i c i e n c yo fe l i m i n a t i n gC O D c ra n dS So fA l p i l l a r e dr e c t o r i t ea r e3 8 9 5 a n d1 2 9 1 h i g h e rt h a nt h o s eb yn a t u r a lr e c t o r i t er e s p e c t i v e l y , a n dt h ec o s ti sr e d u c