壳聚糖絮凝剂在工业污水处理中的应用
[摘要]研究了以天然高分子壳聚糖复配而成的新型高效复合絮凝剂在不同的工业污水处理中的应用，通过试验和现场应用．确定了该壳聚糖复合絮凝剂在几种典型工业污水处理中的最佳工艺路线、pH和最佳处理配方，以及处理后的相关的技术经济指标。结果表明，该絮凝剂与传统的絮凝剂相比，COD，SS及金属离子的去除率均可提高 l0％ ～20％ ．成本下降40％ ～60％ ，且二次污染大大减少，具有明显的经济效益和环境效益。
[关键词]壳聚糖；复合絮凝剂；工业污水；水处理
壳聚糖与传统的化学絮凝剂相比，具有投加量少，沉降速度快，去除效率高，污泥易处理，无二次污染等特点，它对污水中的COD，SS及重金属离子等均有较好的去除作用I]~8 3。我们利用废弃的虾(蟹)壳为主要原料制备出壳聚糖复合絮凝剂，j7)，并将其应用于工业污水的一级强化处理．经烟台市环境监测中心站和上海松江区环保局检测，该絮凝剂在工业污水处理中效果明显。
1 试验部分
1．1 工业污水水样
烟台市三环制锁有限公司电镀中心站原水： P(Cu )为l4．3 mg／L，P(Zn )为57．6 mg／L，P(Ni ) 为29．2 mg／L，SS为138 rag／L；烟台市制革厂制革废水：COD为1 800 mg／L，SS为268 rag／L；烟台市海生印染厂原水：COD为2 240 mg／L，SS为255 mg／L：烟台市开发区瑜纲染料厂原水：COD为3 320 mg／L．SS为500 mg／L；上海印染涂料厂废水：COD 为1 200 mg／L，SS为140 mg／L。
1．2 絮凝剂
聚合氯化铝(Pac)；聚丙烯酰胺(PAM)；FH— CTS(自制壳聚糖复合絮凝剂)；PAC+PAM(质量比 50：1，工业一级)。
1．3 试验方法
取500 mL原水． 搅拌下滴人壳聚糖溶液 (CTS)，1～2 min后滴人两种传统絮凝剂，滴毕搅拌 10 rain，静置斜放分层，30 rain后，倾上层清液经布氏漏斗过滤送检。
1．4 对比试验
先用PAC或PAC+PAM 絮凝剂对某一工业污水进行絮凝试验，找出其COD和SS去除率达到最佳时的加量，即最佳加量：然后在低于此最佳加量的成本的前提下，用最佳配方的壳聚糖复合絮凝剂对此工业污水进行对比试验．以确定此配方壳聚糖复合絮凝剂的处理效果及最佳pH。
2 结果与讨论
2．1 不同絮凝剂的处理结果及其比较
不同絮凝剂的处理结果见表1、表2。
| 表1 烟台三环公司电镀污水处理结果 |
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| 表2 上海及烟台地区工业污水处理结果 |
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从表1和表2可以看出，FH—CTS的主要技术指标明显优于PAM，PAC和PAC+PAM，其COD，SS 及重金属离子的去除率提高10％～20％。
2．2 经济指标对比
FH—CTS与传统絮凝剂的成本比较见表3。由表3可以看出．与传统絮凝剂相比．FH—C11S 用量下降，成本下降了40％～60％。
2．3 FH—C 处理工业污水的机理
在壳聚糖线性分子链上含有多个羟基和氨基，它们可将电子提供给含有空d轨道的金属离子M 螯合成稳定的内络盐[m]，使之可去除水中诸如：Al ， Zn ，Cr6+，H ，Pb ，Cu 等多种有害金属离子(11-13]。另一方面．一NH，可与水中H+加质子化形成阳离子型聚电解质[ ]．通过静电吸引和吸附将水中的粗细粒子凝聚成大絮体而沉降下来，从而达到去除水中 COD和SS之目的[14~16]。此外，在壳聚糖复合絮凝剂中加人适量硫酸盐有助于胶体脱稳，使聚沉速度加快。因为阳离子型壳聚糖与S042一之间可形成化学架桥．中和并降低了胶体微粒的表面电荷，压缩了胶体微粒的双电层使胶体微粒凝聚脱稳，更易絮凝沉降[ 。
2．4 影响因素
溶液的pH对壳聚糖的絮凝效果有直接影响．选上海市印染涂料厂废水作最佳pH实验，COD去除率与pH关系如图1。
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| 图1 pH对复合絮凝剂絮凝效果的影响 |
由图1可以看出．pH 在6～7时．FH—CTS对 COD去除效果最好。pH值太高时，大多数金属离子会水解成羟基络合物，空d轨道被占据，导致CTS 的吸附量下降；pH太低时，mNH：被大量质子化成一NH ，大大削弱了氨基的螯合作用，使其吸附量降低。所以壳聚糖复合絮剂所处理溶液的pH应为 6～7，当pH为6时，絮凝效果最佳¨ 。
3 结论
壳聚糖复合絮凝剂是一种新型高效絮凝剂．将其应用于工业污水处理方面具有净化效率高、用量少、成本低、二次污染少等优点。当pH为6～7时，絮凝效果好，它与传统絮凝剂相比，对COD，SS及重金属离子的去除率提高l0％ ～20％ ，成本下降40％～ 60％ ．主要经济及技术指标均明显优于传统的絮凝剂，在工业污水处理中有较好的推广应用前景。
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