殼聚糖復(fù)合絮凝劑處理印染廢水應(yīng)用研究

鄭順姬（齊齊哈爾大學(xué) 輕工紡織學(xué)院 黑龍江 齊齊哈爾 161006）

黃晶雯（齊齊哈爾市環(huán)境監(jiān)測中心站 黑龍江 齊齊哈爾 161005）

徐佳賽（齊齊哈爾大學(xué) 輕工紡織學(xué)院 黑龍江 齊齊哈爾 161006）

殼聚糖復(fù)合絮凝劑處理印染廢水應(yīng)用研究

鄭順姬（齊齊哈爾大學(xué) 輕工紡織學(xué)院 黑龍江 齊齊哈爾 161006）

黃晶雯（齊齊哈爾市環(huán)境監(jiān)測中心站 黑龍江 齊齊哈爾 161005）

徐佳賽（齊齊哈爾大學(xué) 輕工紡織學(xué)院 黑龍江 齊齊哈爾 161006）

利用殼聚糖復(fù)合絮凝劑處理印染廢水。探討了復(fù)合絮凝劑處理印染廢水的工藝及最佳處理條件，考察殼聚糖復(fù)合絮凝劑的用量、pH、溫度、攪拌速率對 COD去除率和脫色率的影響。結(jié)果表明復(fù)合絮凝劑處理印染廢水的最佳條件：聚糖復(fù)合絮凝劑的用量為2.5g/L，pH 為 8，溫度為 35～45℃，攪拌速率 120 r/min。

殼聚糖；復(fù)合絮凝劑；印染廢水；處理

印染廢水是主要的工業(yè)廢水之一，它排放量大、污染重，多年來一直是印染工業(yè)和環(huán)境保護研究的重點。隨著印染工業(yè)的發(fā)展，印染廢水對環(huán)境的消極影響越來越突出，因此，解決印染廢水污染問題已受到全社會的普遍關(guān)注。

印染廢水具有水量大、溫度高、有機物濃度高、成分復(fù)雜、生化性差、色度高等特點。其主要含有染料、漿料、助劑、酸堿、油劑、纖維雜質(zhì)及無機鹽等。該類廢水的處理首先須解決的問題是降低COD與脫色。目前印染廢水的處理主要依靠化學(xué)及生化方法，所涉及的化學(xué)方法有絮凝、氧化降解等，生化方法則主要是好氧生化處理法。其中化學(xué)方法一般是為生化方法提供保證，原因是當印染廢水的COD達到或超過300mg/L時，通過生化方法很難使處理后廢水的COD降到100mg/L以下。由于化學(xué)絮凝法可使高COD的印染廢水降至可滿足生化處理的要求，因而其在印染廢水處理中的應(yīng)用非常廣泛。

1 實驗原理

殼聚糖是甲殼素的主要成分，一種天然的高分子絮凝劑，由于其無毒無害，易生物降解，來源廣泛，并具有良好的絮凝效果，被廣泛地應(yīng)用已被較多用于水處理中。本文在前人研究的基礎(chǔ)上將殼聚糖與PAM混合制成復(fù)合絮凝劑用于印染廢水的處理，并對其絮凝效果進行研究，探討最佳的絮凝條件。

1.1 主要原料、試劑和儀器

殼聚糖，分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心；重鉻酸鉀，化學(xué)純，天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心；氫氧化鈉，分析純，天津市光復(fù)精細化工研究所。

電動攪拌器，JJ-2，江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；恒溫水浴鍋，HH-1S，金壇市華峰儀

器有限公司；電熱恒溫干燥箱，202-AOS，天津市華北實驗儀器有限公司；磁力攪拌器，202-AOS，天津市華北實驗儀器有限公司；721型分光光度計山東高密分析儀器廠。

1.2 分析測試

（1）脫色率測定

式中：A為處理前污水的吸光度；B為處理后污水 的吸光度。

（2）COD的測定

CODcr的測定采用標準重鉻酸鉀法。

2 結(jié)果與討論

2.1 殼聚糖復(fù)合絮凝劑用量的影響

分別取50ml廢水，調(diào)節(jié)廢水pH=8，溫度為40℃，攪拌速度為120r/min，加入不同用量的殼聚糖復(fù)合絮凝劑至水樣中進行絮凝實驗，研究殼聚糖復(fù)合絮凝劑的用量對絮凝效果的影響，結(jié)果如圖1所示。

從圖1以看出：殼聚糖用量對廢水的COD去除率及脫色率有較大影響，隨著殼聚糖復(fù)合絮凝劑用量的增加廢水的COD去除率、脫色率逐漸增大，但并非殼聚糖復(fù)合絮凝劑的加入量越大處理效果越好，當投加量達到2.5g/L后，其COD去除率及脫色率均開始下降，其中COD的降低速度較快，這是因為殼聚糖是有機高分子化合物，本身就是一種耗氧物質(zhì)，加入過多，會增加廢水的COD值，從而會影響COD的去除率，脫色率的變化規(guī)律與COD去除率變化規(guī)律基本一致。所以選擇殼聚糖絮凝劑的投加量為2.5g/L，這時COD去除率為90.43%，脫色率為85.61%。

圖1 殼聚糖復(fù)合絮凝劑的用量對COD去除率及脫色率的影響

2.2 pH值的影響

分別取50ml廢水，殼聚糖復(fù)合絮凝劑用量為2.5g/L，調(diào)整廢水的溫度為40℃，攪拌速度為120r/min進行絮凝試驗，改變廢水pH值，研究pH值對絮凝效果的影響，實驗結(jié)果見圖2所示。

圖2可以看出，當pH值小于 8時，COD的去除率和脫色率隨著pH值的增大而不斷增大，當pH值達到8時，COD去除率和脫色率達到最高，但繼續(xù)增加pH值時，COD去除率及脫色率均開始下降。所以本實驗的最佳pH值在7.5～8.5之間。

圖2 PH值對COD去除率及脫色率的影響

2.3 溫度的影響

分別取50ml廢水，殼聚糖復(fù)合絮凝劑用量為2.5g/L，廢水的pH值為8，攪拌速度為120r/min調(diào)整廢水的溫度，進行絮凝試驗，研究溫度對絮凝效果的影響。實驗結(jié)果如圖3所示。

由圖3看出溫度越高絮凝效果越佳，當溫度在35℃～45℃時，絮凝效果最好，COD去除率可達到約 91%，脫色率可達到約 84%。較高的溫度條件下絮凝效果比較好，主要原因為：殼聚糖絮凝劑的水解可能是吸熱反應(yīng)，當溫度低時，其水解速度較緩慢，而此時水中污染物的布朗運動也比較弱，從而不利于凝聚作用的發(fā)生。但太高溫度則由于污染物的布朗運動過于劇烈，會對殼聚糖的絮凝作用有所抑制。

2.4 攪拌速率的影響

在其它條件不變的情況下，改變攪拌速率，研究攪拌速率對絮凝效果的影響，實驗結(jié)果見圖4所示。

由圖4可以看出，在攪拌速率為120r/min時，處理效果最佳，攪拌速率再增加時，COD去除率反而下降 .這主要是因為殼聚糖作為絮凝劑主要通過兩種途徑產(chǎn)生作用：一是通過殼聚糖高分子與耗氧物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)形成絮體；二是殼聚糖絮凝劑的架橋網(wǎng)捕作用吸附螯合水中的耗氧物質(zhì)。因此攪拌速率太大，會打斷架橋作用產(chǎn)生的大分子絮凝物，從而造成COD去除率減小。

圖3 溫度對COD去除率及脫色率的影響

圖4 攪拌速度對COD去除率及脫色率的影響

3 結(jié)論

實驗結(jié)果表明，殼聚糖絮凝劑處理印染廢水時，絮凝劑的投加量、pH值及溫度等條件都對絮凝效果有一定影響，殼聚糖絮凝劑處理印染廢水的最佳條件為：絮凝劑用量為2.5g/L，pH值為8，溫度為35℃～45℃，攪拌速率為120r/min，此時COD去除率為90.43，脫色率為85.61%。

〔1〕楊智寬，袁楊，曹麗芬.羧甲基殼聚糖對水溶性染料廢水的脫色研究〔J〕.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，1999（2）：8-10.

〔2〕張秋華，唐小琪，駱贊椿等.羧甲基殼聚糖處理印染廢水試驗〔J〕.環(huán)境污染與防治，1995，17（5）：7-9.

〔3〕畢韶丹，沈春旭.復(fù)合絮凝劑對染料廢水的脫色作用〔J〕.工業(yè)水處理，2009，29（7）：57-59.

〔4〕石中亮，王傳勝，姚淑華.殼聚糖絮凝劑處理制漿造紙廢水的研究〔J〕. 沈陽化工學(xué)院學(xué)報，2007，21（6）：148-151.

〔5〕周瑾.稀土-殼聚糖復(fù)合絮凝劑印染廢水處理應(yīng)用研究〔J〕.煤炭與化工，2013，26（2）：156-158.

Research on Treatment of Dyeing Wastewater with Chitosan Composite Flocculant

ZhengShunji（Light industry and weaving department，Qiqihar University Qiqihar HeiLongjiang 161006）

The chitosan composite flocculant was used for treating dyeing wastewater，the treatment process and optimum processing conditions were discussed.The influences of the amount of chitosan，pH value and temperature on COD removal rate and decolorization rate were studied.The optimal experimental conditions were determined as follows：adding amount of chitosan 2.5g/L，pH value 8，temperature 35～45℃，stiring rate 120 r/min.

Chitosan Composite flocculant Dyeing wastewater Treatment

X703

A

1674-263X（2016）01-0014-03

2016-02-15

鄭順姬（1972-），女，碩士，副教授，主要研究方向：綠色輕化工助劑的研究。

齊齊哈爾大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（No：201510221067）。