纖維素基絮凝材料的合成及其性能評價.pdf

1、絮凝作為污水處理中固液分離的重要操作之一，通常是污水處理過程中必不可少的一部分。相比于其他的水處理技術，絮凝處理更為價廉、低耗能及易于操作。目前，絮凝劑主要分為無機絮凝劑，有機絮凝劑和微生物絮凝劑三種，其中，有機絮凝劑又可分為有機合成類和天然高分子類兩種。天然高分子類絮凝劑由于其具有選擇性大、來源廣泛、價格低廉、可生物降解、對環(huán)境友好、無毒等優(yōu)點，受到學術界和社會越來越多的關注。纖維素是制備天然高分子絮凝劑的原料之一，且浙江是生產毛竹的

2、主要省份之一，如果將毛竹纖維素利用于制備一種新型高效、可生物降解、對環(huán)境友好的纖維素基絮凝劑，不僅可以可以降低生產成本，提高經濟效益，還可拓展毛竹纖維的應用領域，提高產品的附加值。
　　論文優(yōu)化了毛竹纖維素基絮凝材料的合成工藝，并對其絮凝吸附性能、生物可降解等性能進行了研究與表征;進一步研究影響絮凝效果的客觀因素，優(yōu)化絮凝使用工藝，以確保高效穩(wěn)定的絮凝過程，并通過絮凝處理廢紙造紙綜合廢水進行工藝的驗證;最后將優(yōu)化后的毛竹纖維素基絮

3、凝材料應用于印染廢水的絮凝脫色，并通過吸附動力學實驗判斷其吸附脫色染料的絮凝機理。具體的研究內容和實驗結論概括如下:
　　1.毛竹纖維素基絮凝材料的制備及絮凝性能、可生物降解性能研究使用毛竹纖維素為原料，在均相溶液中通過自由基引發(fā)，接枝共聚聚丙烯酰胺制備一種新型的纖維素基絮凝材料，優(yōu)化得到的合成工藝條件為:反應溫度為50℃，纖維素溶液的濃度為4％，引發(fā)劑用量0.25g/g，加入單體聚丙烯酰胺量1g/g、反應時間為60 min。通過

4、這一優(yōu)化工藝條件可以制備絮凝性能相對高效穩(wěn)定的絮凝劑樣品，濁度去除率可達98％。測得纖維素的接枝率為43.8％，取代度為1.31，說明纖維素的利用率較高，制得的樣品中纖維素的含量得到保證;通過生物降解實驗可知，樣品浸泡在土壤提取液中30天后可降解自重的65％以上。以上數(shù)據(jù)充分說明合成的毛竹纖維素基絮凝材料具有良好的絮凝吸附性能和可生物降解性。
　　2.影響毛竹纖維素基絮凝材料絮凝效果的客觀因素研究及使用工藝優(yōu)化通過研究pH、Zet

5、a電位、絮凝劑用量、助凝劑用量、攪拌強度及時間、溫度等對樣品絮凝效果的影響，初步判斷該毛竹纖維素基絮凝材料為陰離子型絮凝劑，并優(yōu)化得到毛竹纖維素基絮凝材料絮凝時的使用工藝。優(yōu)化后的使用工藝為:pH為中性條件下，室溫，絮凝劑用量100 mg/L，濃度為2.5％的助凝劑CaCl2加入量30mL/500mL，200 rpm快速攪拌時間3min、80 rpm緩慢攪拌時間7min。初步判斷其絮凝主要機理為吸附架橋機理。并通過處理廢紙造紙綜合廢水進

6、一步驗證優(yōu)化后的使用工藝的效果和穩(wěn)定性，測得COD去除率約為26.5％，BOD去除率約為24.2％，濁度去除率可達99.28％;原液的總固形物含量和懸浮物含量處理后均僅剩痕量。
　　3.針對染料絮凝脫色能力的研究以及吸附動力學機理的初探使用優(yōu)化工藝制備得到的毛竹纖維素基絮凝材料和使用工藝，將毛竹纖維素基絮凝材料應用于染料溶液的絮凝脫色處理。從絮凝脫色陽離子染料和分散染料的效果來看，毛竹纖維素基絮凝材料無論從脫色率、色度還是濁度去除