壳聚糖复合絮凝剂处理印染废水应用研究

郑顺姬（齐齐哈尔大学 轻工纺织学院 黑龙江 齐齐哈尔 161006）

黄晶雯（齐齐哈尔市环境监测中心站 黑龙江 齐齐哈尔 161005）

徐佳賽（齐齐哈尔大学 轻工纺织学院 黑龙江 齐齐哈尔 161006）

壳聚糖复合絮凝剂处理印染废水应用研究

郑顺姬（齐齐哈尔大学 轻工纺织学院 黑龙江 齐齐哈尔 161006）

黄晶雯（齐齐哈尔市环境监测中心站 黑龙江 齐齐哈尔 161005）

徐佳賽（齐齐哈尔大学 轻工纺织学院 黑龙江 齐齐哈尔 161006）

利用壳聚糖复合絮凝剂处理印染废水。探讨了复合絮凝剂处理印染废水的工艺及最佳处理条件，考察壳聚糖复合絮凝剂的用量、pH、温度、搅拌速率对 COD去除率和脱色率的影响。结果表明复合絮凝剂处理印染废水的最佳条件：聚糖复合絮凝剂的用量为2.5g/L，pH 为 8，温度为 35～45℃，搅拌速率 120 r/min。

壳聚糖；复合絮凝剂；印染废水；处理

印染废水是主要的工业废水之一，它排放量大、污染重，多年来一直是印染工业和环境保护研究的重点。随着印染工业的发展，印染废水对环境的消极影响越来越突出，因此，解决印染废水污染问题已受到全社会的普遍关注。

印染废水具有水量大、温度高、有机物浓度高、成分复杂、生化性差、色度高等特点。其主要含有染料、浆料、助剂、酸碱、油剂、纤维杂质及无机盐等。该类废水的处理首先须解决的问题是降低COD与脱色。目前印染废水的处理主要依靠化学及生化方法，所涉及的化学方法有絮凝、氧化降解等，生化方法则主要是好氧生化处理法。其中化学方法一般是为生化方法提供保证，原因是当印染废水的COD达到或超过300mg/L时，通过生化方法很难使处理后废水的COD降到100mg/L以下。由于化学絮凝法可使高COD的印染废水降至可满足生化处理的要求，因而其在印染废水处理中的应用非常广泛。

1 实验原理

壳聚糖是甲壳素的主要成分，一种天然的高分子絮凝剂，由于其无毒无害，易生物降解，来源广泛，并具有良好的絮凝效果，被广泛地应用已被较多用于水处理中。本文在前人研究的基础上将壳聚糖与PAM混合制成复合絮凝剂用于印染废水的处理，并对其絮凝效果进行研究，探讨最佳的絮凝条件。

1.1 主要原料、试剂和仪器

壳聚糖，分析纯，天津市科密欧化学试剂开发中心；重铬酸钾，化学纯，天津市科密欧化学试剂开发中心；氢氧化钠，分析纯，天津市光复精细化工研究所。

电动搅拌器，JJ-2，江苏省金坛市医疗仪器厂；恒温水浴锅，HH-1S，金坛市华峰仪

器有限公司；电热恒温干燥箱，202-AOS，天津市华北实验仪器有限公司；磁力搅拌器，202-AOS，天津市华北实验仪器有限公司；721型分光光度计山东高密分析仪器厂。

1.2 分析测试

（1）脱色率测定

式中：A为处理前污水的吸光度；B为处理后污水 的吸光度。

（2）COD的测定

CODcr的测定采用标准重铬酸钾法。

2 结果与讨论

2.1 壳聚糖复合絮凝剂用量的影响

分别取50ml废水，调节废水pH=8，温度为40℃，搅拌速度为120r/min，加入不同用量的壳聚糖复合絮凝剂至水样中进行絮凝实验，研究壳聚糖复合絮凝剂的用量对絮凝效果的影响，结果如图1所示。

从图1以看出：壳聚糖用量对废水的COD去除率及脱色率有较大影响，随着壳聚糖复合絮凝剂用量的增加废水的COD去除率、脱色率逐渐增大，但并非壳聚糖复合絮凝剂的加入量越大处理效果越好，当投加量达到2.5g/L后，其COD去除率及脱色率均开始下降，其中COD的降低速度较快，这是因为壳聚糖是有机高分子化合物，本身就是一种耗氧物质，加入过多，会增加废水的COD值，从而会影响COD的去除率，脱色率的变化规律与COD去除率变化规律基本一致。所以选择壳聚糖絮凝剂的投加量为2.5g/L，这时COD去除率为90.43%，脱色率为85.61%。

图1 壳聚糖复合絮凝剂的用量对COD去除率及脱色率的影响

2.2 pH值的影响

分别取50ml废水，壳聚糖复合絮凝剂用量为2.5g/L，调整废水的温度为40℃，搅拌速度为120r/min进行絮凝试验，改变废水pH值，研究pH值对絮凝效果的影响，实验结果见图2所示。

图2可以看出，当pH值小于 8时，COD的去除率和脱色率随着pH值的增大而不断增大，当pH值达到8时，COD去除率和脱色率达到最高，但继续增加pH值时，COD去除率及脱色率均开始下降。所以本实验的最佳pH值在7.5～8.5之间。

图2 PH值对COD去除率及脱色率的影响

2.3 温度的影响

分别取50ml废水，壳聚糖复合絮凝剂用量为2.5g/L，废水的pH值为8，搅拌速度为120r/min调整废水的温度，进行絮凝试验，研究温度对絮凝效果的影响。实验结果如图3所示。

由图3看出温度越高絮凝效果越佳，当温度在35℃～45℃时，絮凝效果最好，COD去除率可达到约 91%，脱色率可达到约 84%。较高的温度条件下絮凝效果比较好，主要原因为：壳聚糖絮凝剂的水解可能是吸热反应，当温度低时，其水解速度较缓慢，而此时水中污染物的布朗运动也比较弱，从而不利于凝聚作用的发生。但太高温度则由于污染物的布朗运动过于剧烈，会对壳聚糖的絮凝作用有所抑制。

2.4 搅拌速率的影响

在其它条件不变的情况下，改变搅拌速率，研究搅拌速率对絮凝效果的影响，实验结果见图4所示。

由图4可以看出，在搅拌速率为120r/min时，处理效果最佳，搅拌速率再增加时，COD去除率反而下降 .这主要是因为壳聚糖作为絮凝剂主要通过两种途径产生作用：一是通过壳聚糖高分子与耗氧物质发生反应形成絮体；二是壳聚糖絮凝剂的架桥网捕作用吸附螯合水中的耗氧物质。因此搅拌速率太大，会打断架桥作用产生的大分子絮凝物，从而造成COD去除率减小。

图3 温度对COD去除率及脱色率的影响

图4 搅拌速度对COD去除率及脱色率的影响

3 结论

实验结果表明，壳聚糖絮凝剂处理印染废水时，絮凝剂的投加量、pH值及温度等条件都对絮凝效果有一定影响，壳聚糖絮凝剂处理印染废水的最佳条件为：絮凝剂用量为2.5g/L，pH值为8，温度为35℃～45℃，搅拌速率为120r/min，此时COD去除率为90.43，脱色率为85.61%。

〔1〕杨智宽，袁杨，曹丽芬.羧甲基壳聚糖对水溶性染料废水的脱色研究〔J〕.环境科学与技术，1999（2）：8-10.

〔2〕张秋华，唐小琪，骆赞椿等.羧甲基壳聚糖处理印染废水试验〔J〕.环境污染与防治，1995，17（5）：7-9.

〔3〕毕韶丹，沈春旭.复合絮凝剂对染料废水的脱色作用〔J〕.工业水处理，2009，29（7）：57-59.

〔4〕石中亮，王传胜，姚淑华.壳聚糖絮凝剂处理制浆造纸废水的研究〔J〕. 沈阳化工学院学报，2007，21（6）：148-151.

〔5〕周瑾.稀土-壳聚糖复合絮凝剂印染废水处理应用研究〔J〕.煤炭与化工，2013，26（2）：156-158.

Research on Treatment of Dyeing Wastewater with Chitosan Composite Flocculant

ZhengShunji（Light industry and weaving department，Qiqihar University Qiqihar HeiLongjiang 161006）

The chitosan composite flocculant was used for treating dyeing wastewater，the treatment process and optimum processing conditions were discussed.The influences of the amount of chitosan，pH value and temperature on COD removal rate and decolorization rate were studied.The optimal experimental conditions were determined as follows：adding amount of chitosan 2.5g/L，pH value 8，temperature 35～45℃，stiring rate 120 r/min.

Chitosan Composite flocculant Dyeing wastewater Treatment

X703

A

1674-263X（2016）01-0014-03

2016-02-15

郑顺姬（1972-），女，硕士，副教授，主要研究方向：绿色轻化工助剂的研究。

齐齐哈尔大学大学生创新创业训练计划项目（No：201510221067）。