甲壳素类絮凝剂
甲壳素是自然界中仅次于纤维素的第二大类可再生的天 然有机高分子化合物。自19世纪初叶发现以来,人们逐渐认 识到甲壳素是一种极有前途的天然高分子化合物,是一种可 再生的高分子物质。较常用的是壳聚糖,它是甲壳素脱乙酰 化的产物。由于壳聚糖类物质中含有胺基和羟基两种活性基 团,可以与重金属发生螯合反应,具有络合金属离子的性质, 也能吸附悬浮物和有机物,用作废水处理絮凝剂是十分有效 的。20世纪60年代以来,甲壳素的研究、生产及其衍生物的 应用变得十分活跃。
壳聚糖类絮凝剂:壳聚糖类作为一个线性聚合物,当它在 酸性介质中溶解以后,随着氨基质子化即表现出阳离子聚电 解质的性质,对重金属有螯合吸附作用。Arthur Felse P[18]在 《壳聚糖及其衍生物的应用》一文中提到,有人用乙酰化壳聚 糖去除实验室废水中的甲基橙。实验结果表明:取代度越高、 链越长,吸附性能明显提高。因此,壬酰壳聚糖比乙酰化壳 聚糖有更优良的絮凝性能。方忻兰等用海虾、蟹壳为原 料制取壳聚糖,并将其螯合作用用于含有蛋白质染色废水和 电镀废水中,CODcr的去除率达到85%以上。张佩芳[20]采用 脱乙酰甲壳素对含有高淀粉类物质的废水进行处理,结果表 明:絮凝速度快,COD的去除率达到60% ~70%,且絮凝物可 作饲料使用,不但解决了凝结物去向,而且也增加了收入,降 低了成本。李琼等研究了壳聚糖对Cu2+的吸附性能,考察 了Cu2+浓度、壳聚糖用量、吸附时间以及体系中的pH值不同 等条件下壳聚糖对废水中Cu2+的吸附效果,结果表明:0.8% 的壳聚糖用量为0.4 mol,吸附时间为30 min,pH=5.5~6.5, Cu2+的去除率为98.3%。 羧甲基壳聚糖类絮凝剂:羧甲基壳聚糖是由壳聚糖经醚 化反应制得的。当壳聚糖经羧甲基化后,在水中具有良好的 水溶性,是一种新型高分子絮凝剂。程刚等[22]通过甲壳素和 氯乙酸反应引入羧甲基制成絮凝剂,并将其用于对工业废水, 如印染废水、食品废水、洗瓶废水等的处理,实验结果表明:对 印染废水的色度去除率在95%以上,对印染废水和食品废水 的COD去除率达到70%以上。施晓文等以保护氨基的壳 聚糖微球经氧氯丙烷交联得到的不溶于酸的吸附剂与氯乙酸 在碱性条件下反应,合成了羧甲基壳聚糖树脂,并用于对 Pb2+的吸附实验,结果表明:比壳聚糖提高了70%。
壳聚糖季铵盐类絮凝剂:甲壳素的脱乙酰化衍生物——— 壳聚糖属于阳离子型絮凝剂,但其电中和能力较弱。冯玉杰 等[24]针对酒精废水中的悬浮颗粒和胶体多数都带负电荷的 特点,制备了一种季胺盐改性的壳聚糖阳离子絮凝剂,用此絮 凝剂对金玉公司的酒精废水进行了实验研究,结果表明: GTCC的絮凝效果明显优于壳聚糖。以黑龙江省肇东华润金 玉酒精厂清糟液作为研究对象,当GTCC投加量为3 mg/L(用 量仅为壳聚糖的1/20左右)时,CODCr的去除率可达到25%, 浊度去除率达78%。初步分析表明,壳聚糖季胺盐因为具有 很强的电中和能力,所以其絮凝效果良好。叶筠等将改性 合成壳聚糖用于炼油废水的絮凝处理,实验结果表明:其投药 量少,除浊效率高;对絮凝后的上清液进行硫酸盐还原菌检 测,有较好的杀菌作用,并在此基础上提出了壳聚糖季铵盐絮 凝—杀菌共同作用的机理。
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