殼聚糖絮凝劑在工業污水處理中的應用
[摘要]研究了以天然高分子殼聚糖復配而成的新型高效復合絮凝劑在不同的工業污水處理中的應用，通過試驗和現場應用．確定了該殼聚糖復合絮凝劑在幾種典型工業污水處理中的最佳工藝路線、pH和最佳處理配方，以及處理后的相關的技術經濟指標。結果表明，該絮凝劑與傳統的絮凝劑相比，COD，SS及金屬離子的去除率均可提高 l0％ ～20％ ．成本下降40％ ～60％ ，且二次污染大大減少，具有明顯的經濟效益和環境效益。
[關鍵詞]殼聚糖；復合絮凝劑；工業污水；水處理
殼聚糖與傳統的化學絮凝劑相比，具有投加量少，沉降速度快，去除效率高，污泥易處理，無二次污染等特點，它對污水中的COD，SS及重金屬離子等均有較好的去除作用I]~8 3。我們利用廢棄的蝦(蟹)殼為主要原料制備出殼聚糖復合絮凝劑，j7)，并將其應用于工業污水的一級強化處理．經煙臺市環境監測中心站和上海松江區環保局檢測，該絮凝劑在工業污水處理中效果明顯。
1 試驗部分
1．1 工業污水水樣
煙臺市三環制鎖有限公司電鍍中心站原水： P(Cu )為l4．3 mg／L，P(Zn )為57．6 mg／L，P(Ni ) 為29．2 mg／L，SS為138 rag／L；煙臺市制革廠制革廢水：COD為1 800 mg／L，SS為268 rag／L；煙臺市海生印染廠原水：COD為2 240 mg／L，SS為255 mg／L：煙臺市開發區瑜綱染料廠原水：COD為3 320 mg／L．SS為500 mg／L；上海印染涂料廠廢水：COD 為1 200 mg／L，SS為140 mg／L。
1．2 絮凝劑
聚合氯化鋁(Pac)；聚丙烯酰胺(PAM)；FH— CTS(自制殼聚糖復合絮凝劑)；PAC+PAM(質量比 50：1，工業一級)。
1．3 試驗方法
取500 mL原水． 攪拌下滴人殼聚糖溶液 (CTS)，1～2 min后滴人兩種傳統絮凝劑，滴畢攪拌 10 rain，靜置斜放分層，30 rain后，傾上層清液經布氏漏斗過濾送檢。
1．4 對比試驗
先用PAC或PAC+PAM 絮凝劑對某一工業污水進行絮凝試驗，找出其COD和SS去除率達到最佳時的加量，即最佳加量：然后在低于此最佳加量的成本的前提下，用最佳配方的殼聚糖復合絮凝劑對此工業污水進行對比試驗．以確定此配方殼聚糖復合絮凝劑的處理效果及最佳pH。
2 結果與討論
2．1 不同絮凝劑的處理結果及其比較
不同絮凝劑的處理結果見表1、表2。
| 表1 煙臺三環公司電鍍污水處理結果 |
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| 表2 上海及煙臺地區工業污水處理結果 |
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從表1和表2可以看出，FH—CTS的主要技術指標明顯優于PAM，PAC和PAC+PAM，其COD，SS 及重金屬離子的去除率提高10％～20％。
2．2 經濟指標對比
FH—CTS與傳統絮凝劑的成本比較見表3。由表3可以看出．與傳統絮凝劑相比．FH—C11S 用量下降，成本下降了40％～60％。
2．3 FH—C 處理工業污水的機理
在殼聚糖線性分子鏈上含有多個羥基和氨基，它們可將電子提供給含有空d軌道的金屬離子M 螯合成穩定的內絡鹽[m]，使之可去除水中諸如：Al ， Zn ，Cr6+，H ，Pb ，Cu 等多種有害金屬離子(11-13]。另一方面．一NH，可與水中H+加質子化形成陽離子型聚電解質[ ]．通過靜電吸引和吸附將水中的粗細粒子凝聚成大絮體而沉降下來，從而達到去除水中 COD和SS之目的[14~16]。此外，在殼聚糖復合絮凝劑中加人適量硫酸鹽有助于膠體脫穩，使聚沉速度加快。因為陽離子型殼聚糖與S042一之間可形成化學架橋．中和并降低了膠體微粒的表面電荷，壓縮了膠體微粒的雙電層使膠體微粒凝聚脫穩，更易絮凝沉降[ 。
2．4 影響因素
溶液的pH對殼聚糖的絮凝效果有直接影響．選上海市印染涂料廠廢水作最佳pH實驗，COD去除率與pH關系如圖1。
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| 圖1 pH對復合絮凝劑絮凝效果的影響 |
由圖1可以看出．pH 在6～7時．FH—CTS對 COD去除效果最好。pH值太高時，大多數金屬離子會水解成羥基絡合物，空d軌道被占據，導致CTS 的吸附量下降；pH太低時，mNH：被大量質子化成一NH ，大大削弱了氨基的螯合作用，使其吸附量降低。所以殼聚糖復合絮劑所處理溶液的pH應為 6～7，當pH為6時，絮凝效果最佳¨ 。
3 結論
殼聚糖復合絮凝劑是一種新型高效絮凝劑．將其應用于工業污水處理方面具有凈化效率高、用量少、成本低、二次污染少等優點。當pH為6～7時，絮凝效果好，它與傳統絮凝劑相比，對COD，SS及重金屬離子的去除率提高l0％ ～20％ ，成本下降40％～ 60％ ．主要經濟及技術指標均明顯優于傳統的絮凝劑，在工業污水處理中有較好的推廣應用前景。
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