壳聚糖类复合絮凝剂的制备及在印染废水处理中的应用

摘要

壳聚糖是一种新型的天然高分子有机絮凝剂，具有原料丰富、无毒、易于生物降解等特点，在印染废水处理中展现出广阔的应用前景，但是作为絮凝剂还存在一定缺陷，如在酸性溶液中易溶解，稳定性差等，需要通过改性来克服。本文制备了壳聚糖-TiO2,壳聚糖包覆粉煤灰、壳聚糖-Cu(Ⅱ)三种有机、无机复合絮凝剂，对印染废水有较好的絮凝作用。
　　 实验均采用FTIR、XRD和SEM法对所制备的复合絮凝剂进行表征，发现三种絮凝剂复合的很好，通过复合絮凝剂对不同的染料模拟废水进行处理，优化了复合絮凝剂的制备条件和模拟印染废水的脱色条件。
　　 (1)壳聚糖和改性后TiO2的质量比为3∶1。在中性条件下40℃时反应12h，在60℃左右干燥制成复合絮凝剂。研究了壳聚糖-TiO2复合絮凝剂处理印染废水能力的影响因素。壳聚糖-TiO2复合絮凝处理速度快，反应200min内就完成了对废水的降解，0.25g复合絮凝剂就能完成对50mL模拟废水的处理;壳聚糖-TiO2复合絮凝剂还能很好的去除废水COD，去除率为88.2％。
　　 (2)将壳聚糖与粉煤灰以1∶15的质量比制成壳聚糖包覆粉煤灰复合絮凝剂。在中性条件下制备，反应时间为30min，干燥温度为110℃，干燥时间为6-8h。发现壳聚糖包覆粉煤灰复合絮凝剂处理速度快，在中性条件下将复合絮凝剂0.2g加入50ml0.6g/L的龙胆紫模拟废水中，振荡1h，离心20min，废水脱色率达到80％以上。壳聚糖包覆粉煤灰复合絮凝剂对废水COD去除率为89.2％。
　　 (3)将壳聚糖与CuSO4以1∶1的质量比制成壳聚糖-Cu复合絮凝剂。反应时间为24h，反应温度为120℃。发现壳聚糖-Cu复合絮凝剂处理速度快，在中性条件下将复合絮凝剂0.5g加入50ml0.6g/L的二甲酚橙模拟废水中，振荡30min，离心20min，废水脱色率达到80％以上。壳聚糖-Cu复合絮凝剂去除模拟废水COD值达88.1％。

目录

声明

学位论文的主要创新点

摘要

第一章 绪论

1．1 壳聚糖的结构及性质

1．1．1 壳聚糖的结构

1．1．2 壳聚糖的性质

1．2 壳聚糖的研究概况及用途

1．2．1 国内外壳聚糖的研究概况

1．2．2 壳聚糖的用途

1．3 絮凝剂的发展及在水处理中的应用

1．3．1 絮凝剂的发展

1．3．2 传统絮凝剂在污水处理中存在的问题

1．4 壳聚糖的改性

1．5 壳聚糖的复合

1．5．1 壳聚糖的复合机制

1．5．2 壳聚糖及其复合物的絮凝机理

1．6 壳聚糖复合絮凝剂在水处理中的应用

1．6．1 对印染废水(含天然有机高分子)的处理

1．6．2 对食品工业废水的处理

1．6．3 对电镀废水的处理

1．6．4 对造纸废水的处理

1．6．5 对炼油废水的处理

1．6．6 壳聚糖对城市生活污水的处理

1．7 本课题主要研究工作

第二章 壳聚糖-TiO2复合絮凝剂的制备及性质

2．1 实验药品及仪器

2．1．1 实验药品

2．1．2 设备及分析仪器

2．2 实验过程及方法

2．2．1 壳聚糖-TiO2复合絮凝剂的制备

2．2．2 壳聚糖-TiO2复合絮凝剂的表征

2．2．3 处理印染废水过程

2．3 结果与讨论

2．3．1 壳聚糖-TiO2复合絮凝剂的结构分析

2．3．2 干燥温度对絮凝剂性能的影响的分析

2．3．3 壳聚糖与壳聚糖-TiO2复合絮凝剂的脱色效果的比较

2．3．4 降解时间对脱色率的影响

2．3．5 复合絮凝剂加入量对脱色率的影响

2．3．6 壳聚糖与壳聚糖-TiO2复合絮凝剂的COD去除效果的比较

2．4 小结

第三章 壳聚糖包覆粉煤灰絮凝剂的制备及性质

3．1 实验药品及仪器设备

3．1．1 实验药品

3．1．2 实验仪器

3．2 实验过程及方法

3．2．1 壳聚糖-粉煤灰复合絮凝剂的制备

3．2．2 复合絮凝剂的表征

3．2．3 不同制备条件对壳聚糖包覆粉煤灰复合絮凝剂吸附性影响

3．2．4 不同条件下对龙胆紫染料废水的处理

3．2．5 不同复合絮凝剂对COD去除率的影响

3．3 结果与讨论

3．3．1 壳聚糖包覆粉煤灰复合絮凝剂结构分析

3．3．2 粉煤灰-壳聚糖对龙胆紫的脱除效率

3．3．3 制备条件的影响

3．3．4 粉煤灰-壳聚糖复合絮凝剂处理龙胆紫染料废水

3．3．5 不同复合絮凝剂的COD去除效果的比较

3．6 小结

第四章 壳聚糖-Cu复合絮凝剂的制备和性质

4．1 实验仪器和药品

4．1．1 实验药品

4．1．2 实验仪器

4．2 实验过程及方法

4．2．1 壳聚糖-铜(Ⅱ)的合成

4．2．2 壳聚糖-Cu复合絮凝剂对模拟染料废水的脱除

4．2．3 壳聚糖-Cu絮凝剂的表征

4．2．4 不同制备条件下絮凝剂对染料废水脱除率的影响

4．2．5 对二甲酚橙染料废水的处理

4．2．6 不同复合絮凝剂的COD去除效果的比较

4．3 结果与讨论

4．3．1 壳聚糖-Cu复合絮凝剂结构分析

4．3．2 壳聚糖-Cu复合絮凝剂对二甲酚橙的脱除效果

4．3．3 制备条件的影响

4．3．4 壳聚糖-Cu复合絮凝剂处理二甲酚橙染料废水

4．3．5 不同复合絮凝剂的COD去除效果的比较

4．4 小结

第五章 结论与展望

5．1 全文结论

5．2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢