殼聚糖去除水體濁度效果研究

商洪濤

（上海電力學(xué)院環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，中國(guó) 上海200090）

甲殼素[1-3]是一種與纖維素結(jié)構(gòu)類(lèi)似的生物高聚物，是許多低等動(dòng)物，特別是蝦蟹和昆蟲(chóng)等外殼的重要成分。殼聚糖又叫脫乙酰甲殼質(zhì)，是甲殼素用濃堿處理后脫去乙?；玫降漠a(chǎn)物。通常甲殼素的脫乙酰度超過(guò)70%時(shí)就叫殼聚糖。當(dāng)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(guò)量會(huì)對(duì)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(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。殼聚糖是一種天然高分子絮凝劑，具有安全、無(wú)毒、來(lái)源廣、完全可降解這些顯著的優(yōu)勢(shì)，目前越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 殼聚糖的配制：

準(zhǔn)確稱(chēng)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(shí)驗(yàn)儀器

可編程智能型攪拌儀；濁度儀（wgz-100，上海精科）

1.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)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(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?分鐘、30轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘進(jìn)行攪拌。攪拌完成后取出燒杯，靜置30分鐘后取上層清液測(cè)定濁度。

2 結(jié)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

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(duì)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?yàn)檎加懈蟮目臻g，所以更加容易吸附周?chē)碾s質(zhì)和粒子。另外一個(gè)因素就是單位體積中分子的摩爾量。這也同時(shí)限制著上一個(gè)因素。

2.2 復(fù)配試劑的凝絮效果研究結(jié)果與討論

實(shí)驗(yàn)采用殼聚糖與聚鐵進(jìn)行了復(fù)配實(shí)驗(yàn)研究，所用的殼聚糖是實(shí)驗(yàn)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(chǎn)品的推薦值12ppm。下表（表2）即為復(fù)配試劑在不同的濃度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。由表2中得出結(jié)論：殼聚糖+聚鐵凝絮效果非常好。在殼聚糖濃度為1-2ppm時(shí)濁度快速下降，但在濃度2-4ppm時(shí)開(kāi)始趨于平穩(wěn)。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(dá)96.79%?？紤]到成本和生產(chǎn)要求，復(fù)配殼聚糖+聚鐵的最佳濃度為2ppm殼聚糖+9ppm聚鐵，此時(shí)的去濁度率為90.68%。

表2（殼聚糖+聚鐵）凝絮效果結(jié)果

2.3 影響因素分析

表3 不同pH下殼聚糖的效果

不論是處理生活用水還是工業(yè)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(duì)凈水劑的絮凝效果影響非常的大，可以相差4-5倍的數(shù)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(shí)，殼聚糖及聚鐵的效果都達(dá)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(huì)更好。

2.4 不同攪拌條件和沉淀時(shí)間對(duì)凝絮效果影響

在實(shí)際的生產(chǎn)中，攪拌速度及沉淀時(shí)間對(duì)絮凝效果也有較大影響，實(shí)驗(yàn)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(shí)間對(duì)于凝絮效果的影響。實(shí)驗(yàn)表明：不同的攪拌速度對(duì)絮凝影響很小。而沉淀的時(shí)間對(duì)于其影響稍大，但是，在30分鐘即可滿(mǎn)足水質(zhì)要求。

3 結(jié)論

（1）殼聚糖單獨(dú)使用時(shí)，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(fù)合使用好于殼聚糖單獨(dú)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(shí)間對(duì)于凝絮劑效果的影響不大。

［1］劉之杰，徐剛.殼聚糖對(duì)地表水中污染物的凈化作用[J].環(huán)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(yīng)用[J].化工科技市場(chǎng)，2008，31（5）：9-13.

［3］周永國(guó)，齊印閣，楊越冬.脫乙酰甲殼質(zhì)回收處理含銅廢水[J].河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1994，14(2)：30-33.