摘要:改性淀粉絮凝劑具有無毒、原料來源廣、價(jià)格低、易于生物降解等優(yōu)點(diǎn),近年來得到重視和發(fā)展應(yīng)用.文章通過絮凝實(shí)驗(yàn)對(duì)改性淀粉絮凝劑在不同pH 值條件下處理模擬廢水的效果進(jìn)行了初步探討.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改性淀粉在廢水處理中COD去除率效果顯著,改性淀粉的混凝效果受不同的pH值的影響不大,優(yōu)于無機(jī)絮凝劑.

關(guān)鍵詞:絮凝劑;改性淀粉;水處理

0引言

由于人工合成的有機(jī)和無機(jī)水處理劑大多數(shù)或呈微毒,會(huì)通過食物鏈進(jìn)入人體,影響人體健康; 或成為難以處理的二次污染源,繼續(xù)進(jìn)入生物鏈, 危害健康.而改性淀粉作為天然高分子碳水化合物改性而得的水處理劑,在這方面顯現(xiàn)出不可比擬的優(yōu)點(diǎn)[1-4],它對(duì)環(huán)境無毒無害,且其處理殘?jiān)妆晃⑸锝到?在殘?jiān)鼰o污染的前提下,可直接作農(nóng)肥,或在堆肥的過程中自然降解.對(duì)有毒的如吸附重金屬的沉渣,可通過高溫碳化或化學(xué)方法減量. 鑒于改性淀粉水處理劑對(duì)環(huán)境無害,但是在當(dāng)前作水處理劑其應(yīng)用效能一般的局面,為了開發(fā)出高性能的改性淀粉,應(yīng)該重點(diǎn)研究改性淀粉在不同污水中的絮凝性能以及進(jìn)一步探討改性淀粉絮凝劑的絮凝效果與pH值、溫度、絮凝劑用量等因素的關(guān)系[5]. 本文就不同pH值對(duì)改性淀粉處理模擬廢水的影響方面做了初步探討,以便日后為高效淀粉水處理劑的開發(fā)和應(yīng)用提供一定的參考依據(jù). 

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要儀器及材料

MY3000-6H智能型混凝試驗(yàn)攪拌儀(湖北省潛江市梅宇儀器有限公司),752型紫外可見分光光度儀(上海光譜儀器有限公司),電子天平(SHIM- ADZU CORPRATION JAPAN),污水COD速測(cè)儀 (承德市華通環(huán)保儀器廠),奧立龍MODEL828p 計(jì),Model 2100N IS型濁度儀(美國HACH),電熱恒溫干燥箱(上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠),JTY型混凝試驗(yàn)攪拌器.

1.2改性淀粉

本實(shí)驗(yàn)用半干法制得叔胺型陽離子改性淀粉的具體方法為:利用催化劑即氫氧化鈉與醚化劑一起和少量水混合均勻后,再加入淀粉混合均勻,然后在一定的溫度下反應(yīng)數(shù)小時(shí),再用80%的乙醇洗滌,除去多余的醚化劑,烘干即可得陽離子淀粉

1.3絮凝實(shí)驗(yàn)方法

本文采用燒杯攪拌實(shí)驗(yàn)來考察所制得絮凝劑的絮凝效果.具體操作如下:(1)用6個(gè)500 mL的燒杯分別放入準(zhǔn)備好的廢水,放置在實(shí)驗(yàn)攪拌機(jī)平臺(tái)上;(2)確定原水特征,即測(cè)定原水水樣的濁度 pH值、溫度確定礬花所用的最小混凝劑量;(3)確定實(shí)驗(yàn)時(shí)的混凝劑投加量;(4)啟動(dòng)攪拌機(jī),快速攪拌2 min,轉(zhuǎn)速為160 RPM,慢速攪拌15 min 轉(zhuǎn)速為60 RPM,靜置沉淀20 min,用注射管抽出燒杯中的上清液,立即用濁度儀測(cè)定濁度,污水 COD速測(cè)儀測(cè)其COD,并對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行紀(jì)錄.

2結(jié)果及討論

2.1單一投加方式下,pH值對(duì)混凝效果的影響在廢水處理中,不同的pH值的進(jìn)水,對(duì)絮凝劑的絮凝效果有著不可忽略的影響,以下就對(duì)陽離子改性淀粉及其輔助絮凝劑處理pH值分別為5.5 和8.5進(jìn)水的模擬廢水進(jìn)行研究.結(jié)果如圖1所示.

圖1單一投加方式下混凝效果隨pH值變化曲線

 (1)從圖1可以看出,在pH值在5.5和8.5 時(shí),單用0.118 9 mol/L的陽離子改性淀粉處理模擬廢水,堿性條件下的除濁效果優(yōu)于弱酸性條件. 在pH值為5.5時(shí),當(dāng)陽離子改性淀粉投加量在5～ 8 mL時(shí),濁度處理是有效果的,其最佳投加量為 5 mL.在pH值為8.5時(shí),除濁的最佳投加量為6 mL. 但在最佳投加量處,堿性條件下的處理效果明顯優(yōu)于弱酸性環(huán)境.

(2)在COD處理方面,表現(xiàn)出堿性條件下的 COD去除效果也優(yōu)于弱酸性條件,在弱酸、弱堿兩種環(huán)境下,用0.118 9 mol/L的陽離子改性淀粉處理模擬廢水去除COD的最佳投加量均為7 ml,但是二者差別不是太大.

從上述兩組實(shí)驗(yàn)可以看出無論是pH=5.5還是 pH=8.5的進(jìn)水,處理后的出水濁度值相差不多,都在1～1.4度的范圍內(nèi).在處理COD方面,在有效范圍內(nèi),處理后的出水COD值都在10～20之間,并且COD最高去除率也都在70%附近.由此綜合說明,不同pH值對(duì)陽離子改性淀粉的絮凝效果影響不大.

2.2不同投加方式下,pH值對(duì)混凝效果的影響

為了取得更高的預(yù)期效果可以投加某種助凝劑(輔助藥劑),以適當(dāng)提高混凝效果.助凝劑通常是高分子物質(zhì),通常選用的助凝劑一般為骨膠、聚丙烯酰胺及其水解產(chǎn)物、活化硅酸、海藻酸鈉等.但從廣義上而言,凡能提高或改善混凝劑作用效果的化學(xué)藥劑也可認(rèn)為是助凝劑,故在本次研究中選用無機(jī)的氯化鐵為助凝劑,當(dāng)pH值為5.5和8.5時(shí)用0.118 9 mol/L的陽離子改性淀粉與0.1 mol/L的三氯化鐵聯(lián)合處理模擬廢水,結(jié)果如圖2所示.

圖2不同投加方式下混凝效果隨pH值變化曲線

 從圖2可以看出,處理后出水濁度較高,但是 COD處理效果卻很好,具體為:(1)堿性條件下的除濁效果優(yōu)于弱酸性條件;(2)在COD處理方面, 表現(xiàn)出弱酸條件下的COD去除效果明顯優(yōu)于弱堿性條件.從結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),pH值的調(diào)節(jié)對(duì)出水的水質(zhì)影響明顯,濁度的處理效果相差很大,這是由于三氯化鐵為無機(jī)類絮凝劑,其受pH值的影響明顯. pH值的不同使不同條件下對(duì)水中COD的處理結(jié)果相差深遠(yuǎn),可見在這一投加方式下,pH值的影響不容忽視,COD去除率最高可達(dá)到89%.
由上面兩組數(shù)據(jù)的圖表明顯可以看出,不同 pH值對(duì)處理后的濁度效果偏差很大,而對(duì)于COD 的處理效果影響不是很大.

3結(jié)論

(1)當(dāng)單一投加改性淀粉時(shí),在弱堿性條件下的除濁及除COD效果略優(yōu)于弱酸性條件;

(2)當(dāng)存在氯化鐵助凝劑時(shí),在弱堿性條件下的除濁效果略優(yōu)于弱酸性條件;而COD的去除效果則相反,弱酸性條件下的效果略優(yōu)于弱堿性條件;

(3)在除濁及去除COD方面,改性淀粉受不同 pH值的影響不大,但當(dāng)存在無機(jī)助凝劑(氯化鐵) 時(shí),則pH值對(duì)其的混凝效果是有影響的.

參考文獻(xiàn):
[1]趙彥生,李萬捷.淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的合成及其性能[J].水處理技術(shù),1994,20(6):370-373.
[2]尹華,彭輝,肖錦.天然高分子改性陽離子絮凝劑的合成及其性能與機(jī)理研究[J].重慶環(huán)境科學(xué),1999,21 (6):30-32.
[3]楊波,趙榆林.天然改性高分子絮凝劑在污水處理中的應(yīng)用[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào),2000,25(3):85-87.
[4]Ganjidoust H.Effect of synthetic and natural coagulant on ligtin removal from pulp and paper wastewater[J].Water Sci- ence and Technology,1997(35):291-296.
[5]湯鴻霄.聚合氯化鋁與傳統(tǒng)混凝劑的凝聚-絮凝行為差異 [J].環(huán)境化學(xué):混凝專輯,1997,16(6):497-505.

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