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羧甲基壳聚糖在处理印染废水中的应用
方冬朋
理学院应用化学系精细化工方向
2002141016
指导老师:周莉
摘要:本文采用羧甲基壳聚糖对单一茜素黄 GG 印染废水及混合印染废水进行处
理,研究了羧甲基壳聚糖浓度变化、溶液的 pH 值、温度、时间对印染废水脱色
及化学需氧量变化的影响。研究表明:对茜素黄 GG 在 pH=3 时,羧甲基壳聚糖
投放量为 ,常温下反应 10h 后有很好的脱色效果,最佳脱色率达
%,COD 去除率为 %;而对混合印染废水,在 pH=7 时,羧甲基壳聚糖投放
量为 ,常温下反应 10h 后达到其最佳脱色率,COD 去除率达 %。
关键词:羧甲基壳聚糖;茜素黄 gg;废水处理

1 前言
印染废水是我国工业废水排放大户之一。据不完全统计,纺织行业每年排放
废水量达 9 亿多顿,位居我国工业废水排放量前列,而其中印染废水排放量却占
纺织行业废水排放量的 80%。印染废水成分复杂多变,浓度高,色度深,CODcr
值大,含有多种有害物质,往往一家印染企业污染一大片水域。因而解决印染离
子色度、高 COD 值的难题,对印染废水进行彻底治理,保护人类生态环境,显得
愈来愈十分紧迫[1]。
印染废水中所含的污染物质异常复杂。除含有相当量的有机污染物和部分有
毒物质外,还含有一定的颜色,在外观上也给人以不愉快的感觉。印染废水的主
要特性水质指标为:
(1) 水温通常为 30-40℃。
(2) pH 值有时可达 9 -10
(3) 颜色,色度高与颜色多变是印染废水的最重要特性之一。
(4) 固体含量可达数千毫克/升。特别是染料颗粒、浆料等有机固体含量较
高,比重接近于 1,沉淀困难。
(5) 有机物含量。BOD5 和 CODcr 均可达数百毫克/升,但一般 BOD。值远低
于 CODcr 值,属较难生化降解物质。
(6).有毒物质,包括无机重金属,如汞、镉、铬等和有机毒物,如多氯联苯
等[2] 。
印染废水是一类水量大、色度高、碱性强、水质复杂的工业废水,必须处理
达标后才能排放。处理该类废水的两个主要任务就是脱色和去除 COD(化学耗氧
量)[3] 化学絮凝法就是解决印染废水处理难题的有效途径之一。与传统生化法相
比,它不但操作简单,流程短,沉降快,效果明显,显示出较大优越性,而且随
着化学工业、染料工业的发展以及消费者对印染加工要求的提高,大量新型印染
1
助剂、染料、整理剂、浆料等难生物降解的有机物在印染行业中被广泛采用,致
使印染废水成分越来越复杂多变,其 BOD5 和 CODcr 的比值下降,可生化性降低,
仅靠传统的生化处理难以达标排放。且传统生化处理流程长,耗时多,成本高。
化学絮凝法的关键是絮凝剂。而甲壳素、壳聚糖及其衍生物作为一种天然有机高
分子絮凝剂,它不但具有一般有机合成高分子絮凝剂的优点,如克服了无机絮凝
剂使用量大,及对高浓度、小分子、水溶性好的染料废水脱色困难,以及 COD
去除率不高,絮凝量大,沉淀速度慢等缺点,而且还克服了一般有机合成高分子
絮凝剂的不足,如常用有机合成高分子絮凝剂-聚苯烯酰胺(PAM)的难生物降解
性及残留单体的生物毒性。甲壳素、壳聚糖及其衍生物无毒无害,可生物降解,
环境良好,来源丰富,利用其分子的特殊结构及多种官能团的作用,用于印染废
水治理研究,一再成为国内外探讨、研究的热点[1] 。
甲壳素(Chitin)又名甲壳质、几丁质、虫膜质、蟹壳素、聚乙酞氨基葡萄糖
等。其化学名称为聚(1,4)一 2-乙酞氨基一 2 一脱氧一β-D 一葡萄糖,是 N 一
乙酰基一葡萄糖通过β一((1,4)甙键连接而成的直链氨基多糖,其结构如图 1[1] .
甲壳素分子之间存在着强烈的氢键作用,使甲壳素成为高度的结晶结构,从而造
成甲壳素的高度难溶解的性质,它不溶于水绝大多数有机溶剂,也不溶于稀酸、
稀浓碱中,只溶于浓酸及某些特定介质。甲壳素的高度不容性质极大地限制了它
的应用,必须对甲壳素进行化学深加工,从而得到具有特殊性质、水溶性有所改
善的衍生物产品,来满足人们的使用需要[4] 。
壳聚糖(Chitosan)是甲壳素脱乙酰基后的产物,与甲壳素相比,其分子上
的活性基团为氨基而不是乙酰氨基,因此壳聚糖的化学性质和溶解性比甲壳素有
所改善,脱去乙酰基的壳聚糖溶解性大大改善,但也只能溶于酸和酸性水溶液,
而不能直接溶于水。由于在酸性条件下,壳聚糖的降解性和产品质量的不稳定性,