具有重金属捕集功能的高分子絮凝剂MAC的制备及其絮凝性能研究

摘要

本课题是在前人研究的基础上,以壳聚糖、巯基乙酸为原料,通过酰胺化反应将重金属离子的强配位基团-巯基(-SH)接枝到天然高分子絮凝剂壳聚糖(CTS)上,赋予其对重金属离子的捕集功能,从而研制出一种具有捕集重金属离子和除浊双重功能的新型絮凝剂一巯基乙酰壳聚糖MAC。采用高分子絮凝剂MAC,利用现有混凝沉淀设备,同时去除重金属离子和降低浊度,从而可减少后续处理单元,使重金属废水的治理变得简单易行。
　　 本文研究了新型高分子絮凝剂MAC捕集Cd2+、Hg2+、Cr6+及去除浊度的性能,并对影响絮凝性能的因素(pH、有机络合剂及浊度等)进行了探讨,结果表明:1)MAC对重金属离子具有很好的捕集功能,MAC的脱乙酰度和相对分子质量对絮凝效果均有影响。相对分子质量越大,脱乙酰度越高,对重金属离子的去除效果就越好。2)MAC处理含Cd2+、Hg2+、Cu2+的废水均能达到较好的效果,投加量少,絮体沉降迅速,大而密实,易于固液分离,出水水质好,出水无色。但处理含Cr6+废水时,MAC需与无机铝盐复配使用才能使总铬的去除达到较好效果。3)pH值对MAC处理重金属废水时有一定的影响,在较高pH值下,较少量的MAC可使重金属离子具有较高的去除率；而在较低pH值下,增大MAC的投加量才能使重金属离子得到较好的去除。4)废水中的碱金属离子、NO3-、SO42-、有机配位剂(如柠檬酸、富里酸、EDTA及腐殖酸)的存在对MAC去除重金属离子的影响不尽相同,或是促进作用或是抑制作用。可利用其促进作用使重金属离子得到更好的去除,可通过增加MAC的投加量来减小或消除其抑制作用。5)MAC具有除浊和去除重金属离子的双重功能;用MAC去除重金属离子和浊度共存体系时,废水中的重金属离子和浊度均可得到很好的去除；6)MAC与CTS相比较,水溶性得到了很大的改善,去除重金属离子的能力大大提高,尤其是在处理重金属离子与浊度共存体系,重金属及浊度的去除效果远高于CTS。7)MAC捕集各种重金属离子时表现出一定的选择性,其对重金属离子的螯合能力大小顺序为:在pH=7.5时,MAC对重金属离子的捕集顺序为:Hg2+>Cd2+>Cu2+当废水中含有多种重金属离子时,可以利用MAC与它们螯合作用强弱的不同进行分离去除。8)MAC用于处理实际电镀废水无需调pH值、无需加还原剂、方法简单、处理效果好,因此在实际应用中有很大的社会效益和经济效益,具有一定的推广应用价值。