改性壳聚糖对印染废水的吸附与絮凝性能研究

论文摘要

印染废水色度深、COD高,是一类难处理的工业废水。化学絮凝法和物理吸附法是目前处理印染废水的二种经济又有效的方法。因此吸附剂和絮凝剂在印染废水中起着至关重要的作用。壳聚糖因其特有的分子结构,对多种类型废水的吸附、絮凝效果良好。本文用氯乙酸改性壳聚糖制备羧甲基壳聚糖,并研究了改性壳聚糖的吸附和絮凝性能,为新型吸附剂和絮凝剂的开发提供依据。本文采用物理吸附法与化学絮凝法处理印染废水。吸附剂与絮凝剂均通过氯乙酸改性壳聚糖制得。在制备改性壳聚糖吸附剂与絮凝剂的过程中,两者均通过单因素实验和正交优化实验确定了最优制备条件。本文还进行了对改性壳聚糖吸附剂与絮凝剂性能的研究。同时,利用FT-IR、UV-Vis设备对所制得的改性壳聚糖一羧甲基壳聚糖进行了表征。（1）分别用单因素、正交试验制备改性壳聚糖吸附剂,考察不同因素对羧甲基取代度（DS）的影响。实验还研究了改性壳聚糖对模拟印染废水亚甲基蓝的吸附性能,考察不同因素对脱色率的影响。结果表明:吸附最佳处理条件为:投加量为0.10g,pH为8.00,初始浓度为5mg/L时,脱色率达到86%。吸附过程更符合Freundlich等温吸附方程。吸附热力学表明:该反应为放热反应,吸附过程为化学吸附。吸附动力学表明:改性壳聚糖吸附过程遵循伪二级吸附动力学速率模型。（2）分别用传统方法和微波方法制备改性壳聚糖絮凝剂,考察不同因素对DS的影响。同时还研究了微波法制备改性壳聚糖的絮凝性能,考察不同因素对印染废水COD去除率、脱色率及浊度去除率的影响,并对微波法与传统法制备的改性壳聚糖絮凝剂的絮凝效果进行了比较,结果表明:微波方法对印染废水COD去除率达到66%,脱色率达84%,浊度去除率达到78%。传统方法对印染废水COD去除率达到57%,脱色率达72%,浊度去除率达到72%。微波法与传统法相比,大大缩短了反应时间,从而降低了成本。（3）通过FT-IR、UV-Vis对样品进行表征。FT-IR表征显示:改性壳聚糖羟基与氨基的分子间氢键遭到破坏,出现了羧甲基吸收峰,且DS越大、脱乙酰度越高的产物,羧甲基吸收峰越尖锐。UV-Vis表征显示:随着脱乙酰度的提高,壳聚糖在的紫外光域200nm—400nm范围内的吸收峰逐渐加强,可能是—NH2数量增多的缘故。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 印染废水污染现状及危害
• 1.2 印染废水处理方法概述
• 1.3 印染废水絮凝剂的发展动向
• 1.4 甲壳素、壳聚糖的结构及物化性质
• 1.5 壳聚糖及衍生物在印染废水处理中的应用
• 1.6 论文研究目的、意义及内容
• 第2章 改性壳聚糖吸附剂的制备及性能研究
• 2.1 概述
• 2.2 实验部分
• 2.3 改性壳聚糖吸附剂的制备及结构分析
• 2.4 吸附性能研究
• 2.5 小结
• 第3章 改性壳聚糖絮凝剂的制备及性能研究
• 3.1 概述
• 3.2 实验部分
• 3.3 改性壳聚糖絮凝剂的制备
• 3.4 微波制备改性壳聚糖絮凝性能的研究
• 3.5 小结
• 第4章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录