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環保高分子水處理劑在含鉻廢水處理中的應用
來源：www.ljkzm.cn 發布時間：2019年08月08日
福州高分子水處理劑可用作吸附劑的高分子及其衍生物主要有:纖維素、淀粉、木質素、殼聚糖、單寧、蛋白質和藻類。這些高分子物質對鉻有一定的吸附性能,且原料來源豐富,價格低廉,選擇性大,投藥量小,安全無毒,可以完全生物降解,無二次污染,不受ｐＨ值變化影響,因此在眾多吸附劑的研究開發中備受關注。70年代以來,美、英、法、日和印度結合本國高分子資源,重視化學改性有機高分子吸附、絮凝劑的研制,我國高分子資源極為豐富,但相對而言,這方面的研究還較少。
1、以纖維素為原料
淀粉結構與纖維素相似,分子帶有很多羥基,因此對其進行一系列的改性也能達到吸附效果。接枝淀粉是淀粉的改性產物中的一種,是一種被廣泛應用的新型材料。其結構是以親水的、半剛性鏈為主鏈,以乙烯聚合物為支鏈。通常所使用的單體丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺等乙烯基類單體。可溶性淀粉與丙烯酸聚合制得的淀粉接枝丙烯酸,對重金屬離子Ｃｒ(Ⅵ)的吸附容量可達到42.23ｍｇ/ｇ,Ｃｒ(Ⅵ)去除率可達71.11%,兩性淀粉吸附劑也可有效地去除ＣｒＯ2-4。將氯乙酸接枝到交聯淀粉骨架上可制備羧甲基淀粉(ＣＭＳ)吸附劑,這種吸附劑對Ｃｒ3 的大回收率可達96.1%。將丙烯腈單體接枝到交聯淀粉上,再經過皂化制得的水不溶性接枝羧基淀粉聚合物,對去除體系中Ｃｒ3 有極好效果,去除百分率可達97.5%。以馬鈴薯淀粉為原料,經苛化后,與丙烯酰胺接枝聚合,再引入叔胺基而制備絮凝劑。這種絮凝劑對制糖及制革廠廢水具有良好的絮凝作用。
3、以木素為原料
木素是由三種不同類型的苯丙烷單體通過脫氫聚合生成的無定形三維高分子聚合物。這三類苯丙烷單體為:對位香豆醇、松伯醇和芥子醇。因此木素成分復雜,分子量分布很廣,從幾百到上百萬,分子中含有醚鍵、碳碳雙鍵、苯甲醇羥基、酚羥基、羰基和苯環等。其結構表明可以進一步發生烷基化、羥甲基化、酯化、酰化等化學反應,從而改善木素對吸附鉻離子的吸附性能。Ｌａｌｖａｎｉ用木質素絮凝處理含Ｃｒ(Ⅵ)和Ｃｒ(Ⅲ)的水溶液,Ｃｒ(Ⅵ)的去除率達到63%,Ｃｒ(Ⅲ)去除率達到100%。
4、以甲殼素/殼聚糖為原料
將纖維素每個糖基上的羥基(-ＯＨ)換成乙酰胺基(-ＣＨ3ＣＯ-ＮＨ-)就成了脫乙酰甲殼素,又叫殼聚糖。在殼聚糖線性分子鏈上含有多個羥基和氨基,它們可將電子提供給含有空ｄ軌道的金屬離子Ｍｎ 螯合成穩定的內絡鹽,使之可去處水中的Ａｌ3 、Ｚｎ2 、Ｃｒ6 、Ｈｇ2 、Ｐｂ2 、Ｃｕ2 等多種有害金屬離子。環保生物加工過程實驗室對殼聚糖分子印跡機理進行了研究,提出了目前國內外一個殼聚糖吸附模型,并利用殼聚糖分子印跡技術,在國內實現了殼聚糖分子印跡樹脂的工業化,成功地用于皮革行業含鉻廢水處理,在山東建立了工業化裝置,皮革廠廢水鉻離子濃度由1500ｐｐｍ降到2ｐｐｍ,達到了國家排放標準。
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1、以纖維素為原料
纖維素由葡萄糖單元組成,每個葡萄糖單元有3個具有活性的醇羥基,通過這些羥基的酯化、醚化、氧化、交聯,以及與丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等進行接枝共聚等反應,可以制備改性纖維素。改性后的纖維素吸附點增多,從而吸附能力大大加強。
淀粉結構與纖維素相似,分子帶有很多羥基,因此對其進行一系列的改性也能達到吸附效果。接枝淀粉是淀粉的改性產物中的一種,是一種被廣泛應用的新型材料。其結構是以親水的、半剛性鏈為主鏈,以乙烯聚合物為支鏈。通常所使用的單體丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺等乙烯基類單體。可溶性淀粉與丙烯酸聚合制得的淀粉接枝丙烯酸,對重金屬離子Ｃｒ(Ⅵ)的吸附容量可達到42.23ｍｇ/ｇ,Ｃｒ(Ⅵ)去除率可達71.11%,兩性淀粉吸附劑也可有效地去除ＣｒＯ2-4。將氯乙酸接枝到交聯淀粉骨架上可制備羧甲基淀粉(ＣＭＳ)吸附劑,這種吸附劑對Ｃｒ3 的大回收率可達96.1%。將丙烯腈單體接枝到交聯淀粉上,再經過皂化制得的水不溶性接枝羧基淀粉聚合物,對去除體系中Ｃｒ3 有極好效果,去除百分率可達97.5%。以馬鈴薯淀粉為原料,經苛化后,與丙烯酰胺接枝聚合,再引入叔胺基而制備絮凝劑。這種絮凝劑對制糖及制革廠廢水具有良好的絮凝作用。
3、以木素為原料
木素是由三種不同類型的苯丙烷單體通過脫氫聚合生成的無定形三維高分子聚合物。這三類苯丙烷單體為:對位香豆醇、松伯醇和芥子醇。因此木素成分復雜,分子量分布很廣,從幾百到上百萬,分子中含有醚鍵、碳碳雙鍵、苯甲醇羥基、酚羥基、羰基和苯環等。其結構表明可以進一步發生烷基化、羥甲基化、酯化、酰化等化學反應,從而改善木素對吸附鉻離子的吸附性能。Ｌａｌｖａｎｉ用木質素絮凝處理含Ｃｒ(Ⅵ)和Ｃｒ(Ⅲ)的水溶液,Ｃｒ(Ⅵ)的去除率達到63%,Ｃｒ(Ⅲ)去除率達到100%。
4、以甲殼素/殼聚糖為原料
將纖維素每個糖基上的羥基(-ＯＨ)換成乙酰胺基(-ＣＨ3ＣＯ-ＮＨ-)就成了脫乙酰甲殼素,又叫殼聚糖。在殼聚糖線性分子鏈上含有多個羥基和氨基,它們可將電子提供給含有空ｄ軌道的金屬離子Ｍｎ 螯合成穩定的內絡鹽,使之可去處水中的Ａｌ3 、Ｚｎ2 、Ｃｒ6 、Ｈｇ2 、Ｐｂ2 、Ｃｕ2 等多種有害金屬離子。環保生物加工過程實驗室對殼聚糖分子印跡機理進行了研究,提出了目前國內外一個殼聚糖吸附模型,并利用殼聚糖分子印跡技術,在國內實現了殼聚糖分子印跡樹脂的工業化,成功地用于皮革行業含鉻廢水處理,在山東建立了工業化裝置,皮革廠廢水鉻離子濃度由1500ｐｐｍ降到2ｐｐｍ,達到了國家排放標準。
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