壳聚糖衍生物絮凝剂对丁烯醛废水中COD的去除研究

发布时间：2021-08-30 23:43

　　采用羧甲基壳聚糖（O-CMC）与琥珀酸酐（SAA）反应合成N-琥珀酰-O-羧甲基壳聚糖（NSOCMCS）,利用FTIR对产物进行结构表征,并探讨了m（O-CMC）∶m（SAA）、反应温度及时间对产物的羧基质量分数影响,得到最佳合成条件:m（O-CMC）∶m（SAA）=1∶6,反应温度为50℃,反应时间为4 h,制得产物NSOCMCS的羧基质量分数为87.86%,同时釆用NSOCMCS对丁烯醛生产废水进行絮凝研究,以COD去除率为衡量指标,通过单因素与响应曲面优化试验确定最佳絮凝条件:絮凝剂投加量为600 mg/L,絮凝体系pH=8,温度为37℃,絮凝时间为2 h,测得废水中COD去除率为58.37%,另对上清液Zeta电位观察可知,NSOCMCS絮凝机理为电中和与吸附架桥共同作用。 

【文章来源】：工业水处理. 2020,40(09)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

NSOCMCS的红外光谱

在絮凝体系pH=9，反应温度为40℃，絮凝2 h的条件下，考察NSOCMCS絮凝剂投加量对废水中COD去除效果的影响，结果见图2。由图2可知，随着NSOCMCS絮凝剂投加量增大，溶液COD去除率先增大后减小，同时上清液的Zeta电位逐渐降低，当絮凝剂投加量为500 mg/L时，上清液Zeta电位接近于0,COD去除率达到最大。这是因为絮凝剂投加量增大时，活性位点增多，结构中—COOH与胶体颗粒产生吸附架桥作用越强[10]，进而加快污染物胶体颗粒的凝聚沉淀，而当絮凝剂投加量过大时，胶体颗粒表面所带负电荷不断增大，胶体颗粒之间的静电斥力不断增大，出现再稳现象，致使去除COD的能力下降，因此选择絮凝剂投加量分别为400、500、600 mg/L作为响应面因素研究水平。

溶液pH影响着絮凝剂与胶体所带电荷大小，从而影响对水样中污染物的絮凝效果，NSOCMCS高分子链上同时含有羧基与胺基，当体系pH较低时，胺基会发生质子化以阳离子形式存在，而pH较高时羧基会发生电离，以羧酸根负离子形式存在，因此在NSOCMCS投加量为500 mg/L，反应温度为40℃，絮凝2 h的条件下，考察不同絮凝体系pH对废水中COD去除效果的影响，结果见图3。由图3可知，当溶液pH处于碱性环境下，COD去除效果较好，在废水中投入NSOCMCS絮凝剂后，其与污染物胶体形成絮体，当溶液pH在酸性环境下，体系Zeta电位为正值，且絮凝剂与胶体之间静电斥力较高，但随着pH的逐渐升高，体系Zeta电位转为负值，且绝对值不断增大，两者之间的静电斥力在逐渐减小，最易聚沉从而达到絮凝沉淀目的，因此NSOCMCS的絮凝机理包含吸附架桥与电中和双重作用，选择絮凝体系pH分别为8、9、10作为响应面因素研究水平。


本文编号：3373737