壳聚糖去除水中残留铝及调理污泥试验研究

摘要

本论文对壳聚糖在污泥中的调理作用及对水中铝离子的吸附作用进行了实验研究。甲壳素来源于甲壳贝类或真菌生物，壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的衍生物，壳聚糖不仅具有来源丰富、无毒、易于生物降解的特点，而且对金属是一种很好的吸附剂，能吸收许多金属离子，如钙、铜、铅、汞、和铬等离子。壳聚糖还具有絮凝能力，壳聚糖分子中游离的氨基，在溶液中被质子化使链上带大量正电荷，成为一种典型的阳离子絮凝剂，并兼有吸附、杀菌等多种能力。 水中残留铝对人体有严重危害，这已引起各国专家和学者的高度重视天然水中铝污染的来源主要有两个，一个是铝工业废水不合理排放，另一个是水处理中铝系絮凝剂的大量使用，论文以水中的铝离子为研究对象，考察了静态条件下壳聚糖(CTS)对铝离子的吸附性能，探讨了壳聚糖吸附Al<'3+>的最佳条件。结果表明，壳聚糖对Al<'3+>是一种很好的吸附剂，且对Al<'3+>吸附速度比较快，5分钟吸附率就达到82％，对水中Al<'3+>的去除率大于99.7％，饱和吸附量为49.0 mg·g<'-1>，适宜的pH为4，温度和分子量(在一定范围内)对吸附影响不大。对等温吸附平衡数据进行分析，符合Langmuir吸附模型。对壳聚糖-铝(Ⅲ)配合物的红外光谱及电子能谱分析表明，壳聚糖分子中的-NH<,2>基与Al<'3+>发生了配位作用，吸附的机理以单分子层化学吸附为主。 本试验也考察了壳聚糖对污泥的脱水效果，对比了聚合氯化铝、壳聚糖以及复合絮凝剂对活性污泥的调理作用，试验表明它们都有助于改善活性污泥的脱水，通过进一步比较污泥比阻的变化和观察试验中的絮体生成现象，表明壳聚糖/聚合氯化铝复合絮凝剂在污泥调理中不仅效果明显，而且有助于减少金属污泥的生成，是最佳的调理剂。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1壳聚糖的来源及结构

1.2壳聚糖的性质

1.2.1物理性质

1.2.2化学性质

1.2.3壳聚糖溶液的稳定性

1.3壳聚糖的性能参数及测量方法

1.3.1脱乙酰度

1.3.2粘度及分子量

1.4壳聚糖去除污染物机理

1.4.1络合作用

1.4.2电性中和作用

1.4.3吸附架桥作用

1.5国内外利用壳聚糖及其衍生物在水处理中的发展状况

1.5.1工业废水处理

1.5.2饮用水净化

1.5.3污泥脱水(调理)剂

第2章 基本概念和理论

2.1絮凝剂的分类及特点

2.1.1无机高分子絮凝剂

2.1.2有机高分子絮凝剂

2.2絮凝原理

2.3污泥化学调理的原理

第3章壳聚糖对水中Al3+的吸附机理研究

3.1研究内容及意义

3.2.实验

3.2.1仪器与试剂

3.2.2实验方法

3.2.3静态吸附Al3+实验

3.2.4壳聚糖-铝(Ⅲ)配合物的制备

3.3实验结果与分析

3.3.1壳聚糖对Al3+的吸附特性。

3.3.2吸附产物性能表征

3.4本章小结

第4章壳聚糖/聚合氯化铝复合絮凝剂在活性污泥中的调理作用

4.1研究内容及意义

4.2实验

4.2.1主要试剂及仪器

4.2.2实验材料

4.2.3实验方法

4.2.4实验装置

4.3试验结果与讨论

4.3.1原污泥的性质

4.3.2经PAC药剂调理后的污泥

4.3.3经CTS药剂调理后的污泥

4.3.4经PAC与CTS药剂复合调理后的污泥

4.3.5脱水性能

4.3.6沉降性能的测定

4.4本章小结

结论与建议

参考文献

攻读硕士期间的学术论文及参加的学术活动

致谢