_氢氧化镁-壳聚糖复合絮凝剂对印染废水的脱色研究

第33卷第1期2008年1月环境科学与管理E N V I R O N ME N T A LS C I E N C EA N D MA N A G E ME N T V o l .33N o .1J a n .2008收稿日期:2007-08-16基金项目:常州工学院科研项目(Y N 04024),江苏省自然科学指导性项目(Y W 06006),江苏江青蓝工程骨干教师资助项目作者简介:壮亚峰(1968-),女,江苏常州人,博士,副教授,主要研究方向为生物化学分析和生化材料应用。

文章编号:1673-1212(2008)01-0070-04氢氧化镁-壳聚糖复合絮凝剂对印染废水的脱色研究壮亚峰,曹桂萍,张潇潇(常州工学院理学院化学系,江苏常州213022)摘　要:使印染废水脱色是废水处理的重要问题,利用无机/有机复合絮凝剂可取得优良的脱色效果。

采用氢氧化镁-壳聚糖复合絮凝剂对印染废水进行脱色处理,研究了p H 值、壳聚糖投加量、复合絮凝剂加入量等对脱色效果的影响。

结果表明氢氧化镁-壳聚糖复合絮凝剂比单独使用氢氧化镁絮凝剂脱色效果好。

壳聚糖是一种天然高分子化合物,是甲壳素的脱乙基产物。

来源丰富,且具有无毒副作用、易降解等优点。

利用壳聚糖作为复配剂制备的复合絮凝减少了镁盐的使用量,有效降低了废水处理成本,避免引起二次污染。

关键词:絮凝剂;氢氧化镁;壳聚糖;染料废水;脱色中图分类号:X 703.1文献标识码:BS t u d y o n t h e D e c o l o r i z a t i o n o f D y e i n g W a s t e w a t e r U s i n g M a g n e s i u mH y d r o x i d e -C h i t o s a n C o m p l e x F l o c c u l a n tZ h u a n g Y a f e n g ,C a o G u i p i n g ,Z h a n g X i a o x i a o(D e p a r t m e n t o f C h e m i s t r y ,S c h o o l o f S c i e n c e ,C h a n g z h o u I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ,C h a n g z h o u 213022,C h i n a )A b s t r a c t :D c o l o r a t i o n i s a n i m p o r t a n t i s s u e o f t h e d y e i n g w a s t e w a t e r t r e a t m e n t .T h e u s e o f i n o r g a n i c -o r g a n i c c o m p o u n d f l o c c u l a n t s c a n b e a c h i e v e d e x c e l l e n t b l e a c h i n g e f f e c t .T h e d e c o l o r a t i o n p r o p e r t y o f m a g n e s i u mh y d r o x i d e -c h i t o s a n c o m p l e x f l o c -c u l a n t f o r d y e i n g w a s t e w a t e r i s d i s c u s s e d .T h e e f f e c t s o f p Hv a l u e ,c h i t o s a n a n d c o m p l e x f l o c c u l a n t d o o n d e c o l o r i n g e f f i c i e n c y a r e i n v e s t i g a t e d .T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e m a g n e s i u mh y d r o x i d e -c h i t o s a n c o m p l e x f l o c c u l a n t h a s a b e t t e r p e r f o r m a n c e i n d e c o l o r a -t i o n o f t h e w a s t e w a t e r t h a nm a g n e s i u mh y d r o x i d e .C h i t o s a n i s a n N-d e a c e t y l a t e d d e r i v a t i v e o f n a t u r a l c h i t i n .I t h a s a b u n d a n t s o u r c e a n d p o s s e s s e s n o n -t o x i c a n d e a s i l y b i o d e g r a d a b l e a d v a n t a g e s .T h e c o m p o u n d f l o c c u l a n t p r e p a r e d c h i t o s a n a s m i x t u r e r e -d u c e t h e u s e o f m a g n e s i u m ,t h e c o s t o f w a s t e w a t e r t r e a t m e n t a n d a v o i d s e c o n d a r y p o l l u t i o n .K e y w o r d s :m a g n e s i u mh y d r o x i d e ;c h i t o s a n ;c o m p l e x f l o c c u l a n t ;d y e i n g w a s t e w a t e r ;d e c o l o r a t i o n前言印染废水是对环境危害极大的一类工业废水,具有废水量大、水质复杂、有机物浓度高、难生物降解等特点,其中尤以染料的污染最为严重,其残存的染料组分即使浓度很低,也会造成水体透光率降低,导致生态环境的破坏。

因此,如何使印染废水脱色是废水处理的重要问题。

处理印染废水的方法很多,主要有生物法、吸附法、氧化法等,其中混凝法是处理印染废水的常用方法之一。

混凝法的关键是选择合适的絮凝剂,不同絮凝剂的使用范围和效果有很大的差别,对污水的处理能力也不同。

近年来国内外展开了镁盐的研究,其脱色原理是镁盐加碱水解成带正电荷的氢氧化镁固体,吸附带负电荷的阴离子染料而使染料废水脱色[1-3]。

目前,国内外大量使用各种无机/有机高分子复合絮凝剂进行絮凝处理,与无机絮凝剂相比,有机高分子絮凝剂具有絮凝速度快,用量少,受共存盐类、p H 及温度影响小等优点,因而有着广阔的应用前景。

当前使用的主要有人工合成和天然高分子絮凝剂两种[4-5]。

尽管聚丙烯酰胺是一个性能优良的复配剂,但丙烯酰胺为神经性致毒剂,对神经系统有损伤作用,中毒后表现出肌体无力,运动失调等症状[6]。

能引起水的二次污染。

天然有机高分子絮凝剂是一类较新的水处理剂。

由于天然有机高分子具有无毒且能完全降解的特点,所以曾一度引起各科研机构的重视,但多年来在此领域能真正应用于工业生产的品牌·70·产品并不多。

为此开发安全无毒、无二次污染的絮凝剂,成为迫切而有意义的课题。

壳聚糖是一种天然高分子化合物,是甲壳素的脱乙基产物,广泛存在于虾蟹和昆虫的外壳以及藻类的细胞壁中。

自然界每年生物合成甲壳素可达10亿吨之多。

壳聚糖还具有无毒副作用、易降解等优点,国内外对壳聚糖的絮凝特性和应用进行过较多研究[7-8]。

本文利用壳聚糖跟无机絮凝剂氢氧化镁进行了复合,并将这些复合絮凝剂应用于染料废水脱色研究,取得了良好的脱色效果,为氢氧化镁-壳聚糖复合絮凝剂在废水处理中的应用提供了理论依据。

1　实验部分1.1　实验仪器和药品仪器:800型离心机(上海安亭科学仪器厂); 722型分光光度计(上海精密仪器厂);Z D-2型自动电位滴定仪(上海雷磁仪器厂);复合电极。

药品:M g S O4·7H2O(C P)(金山县兴塔化工厂),实验时准确称取M g S O4·7H2O配制成800 m g/L的镁盐;C a O(C P)(上海向阳化工厂);壳聚糖(上海伯奥生物科技有限公司),S B L艳兰由江光纺织有限公司(常州)赠送。

1.2　模拟废水的配制准确称取0.10g艳兰溶于1L的容量瓶中,定容至刻度,摇匀,即为模拟废水。

1.3　复合絮凝剂的制备一定量的镁盐(M g S O4·7H2O),采用C a O作为镁盐水解用的碱化剂,制取氢氧化镁絮凝剂。

在一定量的镁盐中加入适量的复配剂壳聚糖,采用C a O 作为碱化剂,搅拌,反应熟化一定时间,得到氢氧化镁-壳聚糖无机-有机复合絮凝剂。

1.4　实验过程在含有染料的废水中加入一定量的氢氧化镁或氢氧化镁-壳聚糖复合絮凝剂,采用Z D-2型自动电位滴定仪测定控制溶液p H值,搅拌反应静置后,取上层清液,在3000r/m i n条件下离心20m i n,再取上层清液,测定其吸光度。

计算脱色率。

1.5　分析方法模拟染料废水的吸收光谱用紫外可见分光光度计756M C测定,溶液吸光度采用722型分光光度计,1c m比色皿,测定处理前后在最大吸收波长处的吸光度值,用吸光度值比色法计算脱色率,脱色率计算式:R%=(1-A/A0)×100%A0:为染料废水处理前的吸光度A:为染料废水处理后的吸光度2　实验结果与讨论2.1　模拟废水性能指标的测定实验测定了模拟废水的p H值、色度等。

图1为100.0m g·L-1的艳兰染料溶液可光吸收光谱图,可见模拟废水在450n m～700n m范围内有一吸收峰。

图1　染料废水吸收光谱模拟废水的性能指标如表1:表1　废水的性能指标浓度(m g/L)酸度最大吸收波长/n m吸光度/A 1006.555610.803 该模拟废水呈兰色,初步实验发现溶液p H的变化对该模拟废水吸光度影响不大。

2.2　p H值对脱色率的影响移取一定量染料废水,加入30m l,800m g/L的镁盐,用碱化剂C a O调节不同的p H值,搅拌10 m i n,离心20m i n,测定不同p H值下经处理后的吸光度。