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文檔簡介
1、論文工作包括殼聚糖及其衍生物制備條件的研究和它們?cè)谠旒堉卸螐U水處理中的應(yīng)用研究兩方面內(nèi)容.殼聚糖(Chitosan)是氨基葡萄糖的直鏈多聚糖,分子式為(C<,6>H<,11>NO<,4>)n,與纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)很相似,可由甲殼質(zhì)(Chitin)脫去乙?;频?殼聚糖是一種半透明的片狀固體,由于分子中帶有-NH<,2>基團(tuán)而呈堿性,可溶于許多稀酸中(如甲酸、乙酸、鹽酸).殼聚糖分子間存在強(qiáng)氫鍵,一般不溶于有機(jī)溶劑,在強(qiáng)酸中溶解,分子可發(fā)
2、生降解.因?yàn)闅ぞ厶鞘侵辨溞透叻肿佣嗵腔衔?含有氨基和羥基,可發(fā)生水解、羥甲基化、磺化、氧化、絡(luò)合、縮合等反應(yīng).由于殼聚糖分子中有游離氨基存在,具有陽離子型聚電解質(zhì)性質(zhì),可直接作絮凝劑,也可經(jīng)改性后作絮凝劑使用.由于殼聚糖主要在酸性條件下使用,其應(yīng)用范圍受到很大限制.為擴(kuò)大其應(yīng)用范圍,我們經(jīng)過化學(xué)改性,以甲殼質(zhì)和殼聚糖為母體,制備出了完全水溶性殼聚糖、O-羧甲基殼聚糖、O-羧甲基甲殼質(zhì)等水溶性的陰、陽離子型絮凝劑,并找出了最佳制備條件.
3、制備出的殼聚糖系列衍生物即可單獨(dú)作絮凝劑使用,也可作為助劑與其它絮凝劑復(fù)合使用.它對(duì)無機(jī)懸浮固體和多種有機(jī)物均有良好的絮凝作用.本課題成功地首次將其應(yīng)用于造紙中段廢水的處理中,取得了良好的預(yù)期效果.為便于與無機(jī)絮凝劑和無機(jī)高分子絮凝劑的絮凝效果進(jìn)行比較,我們還合成出了具有不同Al<'3+>/SO<,4><'2->摩爾比的聚合硫酸鋁(PACS),并對(duì)其在廢水中的絮凝效果進(jìn)行了研究.我們分別以殼聚糖及其衍生物、鋁鹽、鐵鹽、氧化鈣、聚合硫酸鋁
4、和陰、陽離子型聚丙烯酰胺為絮凝劑,將它們各自對(duì)造紙中段廢水的處理效果進(jìn)行了研究,并找出了廢水處理的適宜pH值及絮凝劑的用量.并對(duì)絮凝效果及機(jī)理進(jìn)行了探討.研究表明,對(duì)造紙中段廢水的處理效果,殼聚糖及其衍生物的絮凝效果優(yōu)于無機(jī)絮凝劑,同時(shí)也優(yōu)于陰、陽離子型聚丙烯酰胺.它們對(duì)廢水CODcr的去除率為78~85%,懸浮物的去除率為63~74%,色度的去除率為50~80%.為提高廢水的處理效果,降低處理成本,我們將殼聚糖及其衍生物與硫酸鋁和氧化
5、鈣組成復(fù)合絮凝劑對(duì)廢水進(jìn)行了處理.實(shí)驗(yàn)表明,它們對(duì)造紙中段廢水的處理效果優(yōu)于單獨(dú)使用時(shí)的效果.其中以Al<'3+>中和廢水中的負(fù)電荷,以殼聚糖及其衍生物進(jìn)行吸附、架橋作用而使溶液中的粒子混凝沉淀.當(dāng)殼聚糖及其衍生物的濃度為10~50ppm、硫酸鋁的濃度為300~500ppm、氧化鈣的濃度為300 ppm時(shí),可使廢水CODcr的去除率達(dá)90~99%、懸浮物的去除率達(dá)78~88%、色度的去除率達(dá)79~95%.處理后的廢水,CODcr降至7~
6、72mg/L、懸浮物濃度降至25~40mg/L、色度降至4~16倍,廢水的顏色基本全部去除,為澄清透明液體,水質(zhì)達(dá)到了國家規(guī)定的污水排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn).利用該工藝處理造紙中段廢水,具有絮凝效率高、絮凝劑用量少、礬花大易處理、CODcr、懸浮物及色度去除率高、無毒無味、可生物降解和處理后的廢水不產(chǎn)生第二次污染等許多顯著特點(diǎn).本論文的創(chuàng)新性工作:1.較系統(tǒng)地研究了甲殼質(zhì)、殼聚糖、水溶性殼聚糖、O-羧甲基甲殼質(zhì)、O-羧甲基殼聚糖的制備條件,對(duì)影響產(chǎn)
7、品產(chǎn)率和質(zhì)量的各種反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化,該工作對(duì)工業(yè)生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)作用.2.首次將"環(huán)境友好"的殼聚糖及其衍生物作為絮凝劑應(yīng)用于造紙中段廢水的處理中,并取得了良好的處理效果.殼聚糖及其衍生物與硫酸鋁和氧化鈣組成的復(fù)合絮凝劑,對(duì)廢水CODcr的去除率達(dá)90~99%、懸浮物的去除率達(dá)78~88%,色度的去除率達(dá)79~95%.該絮凝劑可生物降解,處理后的廢水不產(chǎn)生第二次污染.3.較系統(tǒng)地將殼聚糖及其衍生物與鋁鹽、鐵鹽、氧化鈣、聚合硫酸鋁和陰
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