壳聚糖处理污水中地地的应用

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1、目录摘要 .ABSTRACT绪论 11 壳聚糖的结构和性质 .1.1 壳聚糖的结构 .1.2 壳聚糖的性质2 壳聚糖的改性与应用 .2.1 季铵化与应用2.2 O-酰化和N-酰化 .23 羧基化反响与应用24 席夫碱反响与应用2.5. 接枝共滚与交联与应用 .3壳聚糖与其衍生物在水处理中的应用 .3.1在印染废水处理中的应用 .3.2在食品工业废水处理中的研究与应用 .3.3在造纸废水处理中的应用 .3.4 在城市污水处理中的应用 .4实验 .4.1主要实验仪器与试剂 .主要实验仪器4.1.2 实验试剂4.2实验准备4.2.1 配置实验废水4.2.2 配置实验试剂4.3实验步骤与方法4.3.1

2、 测定废水COD!的方法4.3.2 COD-Cl -标准曲线的绘制4.3.3 实验步骤5 结论5.1壳聚糖处理废水实验5.2丙烯酰胺改性壳聚糖处理废水实验5.3壳聚糖与丙烯酰胺改性壳聚糖处理废水实验的总体总结参考文献答谢壳聚糖处理氯代有机废水技术研究专业：环境工程某某：徐茂娟指导教师：X娟丽摘 要 本文表示了壳聚糖的结构、性质，壳聚糖的改性与其应用，与其壳聚 糖在水处理中的应用。重点用实验研究了壳聚糖、丙烯酰胺改性壳聚糖处理 某某某工厂的氯代有机废水的最优PH最优投加量，与COD勺最大去除率。关键字壳聚糖，絮凝剂，含氯废水，絮凝试验ABSTRACTThis paper describes th

3、e structure,properties of chitosa n,themodificationand applicationof chitosan,and chitosan applicationinwater treatme nt.Experime ntal studies focus on use of chitosa n,chitosa n treatme nt modified acrylamide a factory in Lan zhou best of chlori nated orga nic wastewater PH, optimal dosage, and the

4、 maximum COD removal rate.Keywords： Chitosan,Flocculant,Chlorinated water, Flocculation test绪论随着工业的开展，工业废水越来越多，水污染日益加剧，淡水资源日益 匮乏，人们的生活和社会的开展受到不同程度的影响。氯代有机物污染具有 广泛性和危害性，已经成为一个全球性的环境问题，引起社会密切关注。欧共体公布的污染物黑上，卤代物和在环境中可以形成卤代物的物质排在前 列，主要包括氯代脂肪烃和芳香烃与其衍生物。在我国，也越来越关注氯代 有机物污染，其中对氯仿、氯苯、四氯化碳、邻二氯苯、对二氯苯等制定了 严格的排放标

5、准。然而，用传统的水处理方法和药剂来处理废水，处理效果不佳 ，生产本 钱较高,前期一次性投入较大，并且大多数会产生二次污染。而用壳聚糖与其 衍生物处理废水，可生物降解、安全无毒、无二次污染，是用于废水处理一种 效果较好的絮凝剂。1壳聚糖的结构和性质1.1 壳聚糖的结构壳聚糖是一种从虾、蟹等甲壳类动物的外壳中提出来的高分子化合物，是由甲壳素经过一系列化学处理-脱乙酰基后得到转化变成的分子量为12-59万的生物大分子的产物，故又称脱乙酰基甲壳素。壳聚糖又可称为可溶性甲壳质、甲壳胺、脱乙酰几丁质、聚氨基葡萄糖、 可溶性甲壳素、几丁聚糖，是由N-乙酰-D-氨基葡萄糖单体通过B -1,4糖苷 键连接起来

6、的直链状高分子化合物，化学名称为（1,4）-2-氨基-2-脱氧-B-D- 葡聚糖，是无臭，白色或乳白色的粉末或鳞片状固体，在沉淀过程中常形成纤 维状。壳聚糖具有a、B和丫三种构象，它的分子链是以螺旋形式存在，a -型 壳聚糖研究较多，因为这种构象的壳聚糖存在最多，也最易获得。1.2 壳聚糖的性质X 105x 106,通常其脱乙酰度为80%-95%纯净的壳聚糖为白色或灰白色 的半透明的片状固体。壳聚糖的主要特性有：(1) 化学性质稳定，由于分子间的氢键作用，使其呈严密的晶体结构，不溶于一般有机溶剂和碱、水，但可溶于局部无机酸PH6 如稀盐酸、硝 酸等，也可溶于大多数有机酸溶液，但是其不溶于稀的硫

7、酸、磷酸。壳聚 糖分子内含有羟基和氨基等活性基团，化学性质活泼，易发生羧基化、水解、 交联等反响从而获得新的结构和性能，这样又赋予了其特殊的性质，例如吸附性、通透性、成膜性和成纤性、吸湿性和保湿性。(2) 壳聚糖作为一种天然高分子化合物，是安全无毒、可生物降解、价 廉易得、资源丰富， 具有优良的生物亲和性和环境相容性。(3) 壳聚糖的溶解性与脱乙酰度、相对分子质量、黏度有关，脱乙酰度越高,相对分子质量越小，越易溶于水；相对分子质量越大，黏度越大。4壳聚糖与其衍生物作为水处理药剂时有絮凝性好、无毒或低毒、 吸附螯合能力强、无二次污染等优点。2壳聚糖的改性与应用2.1.季铵化与应用低分子的有机季铵

8、盐是阳离子外表活性剂，为了改善性能，后来又开展 出了高分子季铵盐。高分子季铵盐作为阳离子外表活性剂、絮凝剂、抗菌剂 等，发挥了许多作用。x亚静【31】等用氯化三甲基壳聚糖季铵盐作为絮凝剂处理某某味精厂排出 的谷氨酸发酵母液，随着pH直的增加而提高，适宜的pH直为913, CODCr去除 率在80%以上。22 O-酰化和N-酰化由于壳聚糖分子键上既有羟基又有氨基，因此酰化反响既可是发生在 羟基上生成酯，也可以发生在氨基上生成酰胺。壳聚糖可与有机酸的衍生物 如酸酐、酰卤主要是酰氯等反响，导入不同分子量的脂肪族或芳香族酰 基。反响一般得到N-酰化产物，O-酰化产物的生成较困难。2.3.羧基化反响与应

9、用氯代烷酸或乙醛酸可以与壳聚糖上的羟基、氨基进展反响，得到相应的羧基化壳聚糖衍生物，其中研究最多的是羧甲基化反响。羧甲基壳聚糖因其 良好的水溶性和绿色环保性，在环保、水处理等领域得到越来越广泛的应用。韩蕴华【28】等研究了用水溶性羧甲基壳聚糖做絮凝剂对含油漆废水进展 处理，取得较好效果。24席夫碱反响与应用醛酮与壳聚糖上的氨基发生席夫碱反响，生成相应的醛亚胺和酮亚胺多 糖。吴根【29】等用香草醛改性壳聚糖处理洗毛废水，对S番口 CO的去除率分别 达到 96.33 %和 65.8%。2.5. 接枝共滚与交联与应用壳聚糖分子键上的有很多活性基团，可以进展接枝共聚反响，也可通过 双官能团的醛或酸酐等

10、进展交联，从而改良它们的性能，满足特殊的需要。首 先是醛基与壳聚糖分子链上的氨基生成席夫碱结构，其次才是醛基与分子链 上羟基的反响。常用的交联剂有环氧氯丙烷、戊二醛、环硫氯丙烷等，壳聚糖分子中的活性基团羟基和氨基既是吸附作用的活性中心，又是发生交联反响的活性中心。交联后的壳聚糖和未交联的壳聚糖在吸附性和酸溶性等方面 都有所改善。由于交联壳聚糖对金属离子和染料的较好吸附性与选择性，可作为一种 富集别离剂和废水处理剂使用。3壳聚糖与其衍生物在水处理中的应用壳聚糖在国内外的水环境处理中越来越受到关注，美国主要将其用于给饮用水与水的净化，我国如此将其广泛应用于给水与饮用水、工业废水和生 活废水的净化，

11、有效去除金属离子、COD染料、N和P等，还具有抑菌作用。3.1在印染废水处理中的应用目前，印染废水的处理技术主要有絮凝法、吸附法。在絮凝法中 ，传统 无机絮凝剂对水溶性染料或分子量较小的染料处理效果往往不能达标；而高分子絮凝剂因为具有投加量少、污泥脱水容易等优点，所以倍受青睐。林静雯【301等研究用丙烯酰胺与壳聚糖接枝共聚物作为絮凝剂对印染废 水絮凝处理，并且与壳聚糖的絮凝效果的进展了比拟，结果明确,其絮凝效果 明显好于壳聚糖的絮凝效果，在pH直为58X围内,当丙烯酰胺与壳聚糖接枝 共聚物浓度为100mg/L时,对印染废水的CO去除率分别为最好。3.2在食品工业废水处理中的研究与应用在生产鱼粉

12、时，熟鱼压榨出来的液体中含有悬浮的碎鱼肉 ，虽然经过 高速离心，但仍然含有大量的悬浮蛋白胶体颗粒 ，如果在1000份这种悬浮 液中参加35份0.5%壳聚糖的乙酸溶液，悬浮物可以凝集别离，增加鱼粉的 收率，并且CO啲去除率达到50%以上。黄慧【321等研究了以壳聚糖作为絮凝剂絮凝沉降粉丝废水。结果明确，絮凝沉降速度快,COD除去率为86%而且，在pH条件为时，高 浓度比拟低浓度的壳聚糖絮凝效果好，煮沸废水有利于沉降。3.3在造纸废水处理中的应用x亚静【331等用氯化三甲基壳聚糖季铵盐作絮凝剂处理造纸废水，在pH直为813时,COD去除率可达75%以上。较高浓度时的絮凝效果优于低 浓度时，适当延长

13、缓慢搅拌时间，能提高絮凝效果；另外，壳聚糖季铵盐与阴离子絮凝剂配合使用可使废水CO进一步降低。石中亮等将壳聚糖处理制浆造纸废水，发现壳聚糖絮凝剂既有较高CO去除率、又可以防止二次污染，有较好的环保效果。程建华【34】以壳聚糖、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵为原料，选择过硫酸铵亚硫酸氢钠为引发剂，EDTA-2NW乍为金属离子螯合剂，合成了壳聚糖接枝丙烯酰胺二甲基二烯丙基氯化铵絮凝剂，应用于造纸 废液处理对CO去除率达到52.0%,3.4在城市污水处理中的应用曾德芳【36】研究了壳聚糖复合絮凝剂在不同来源城市生活污水处理中的应 用，确定了最优投加量，它与传统的絮凝剂相比，COD勺去除率提高7%-

14、13% 药剂添加量减少76%-82%4实验4.1主要实验仪器与试剂4.1.1 主要实验仪器仪器设备名称型号生产厂家电子分析天平PH计加热器ALT04DELTA320六联万用电炉梅特勒-托利多仪器某某某某梅特勒-托利多仪器某某某某科技永兴仪器某某JJ-4数显六联同某某国华电器某某搅拌器步电动搅拌器DJ1-60电动金坛市环保仪器厂搅拌机金坛市大地自动化仪器厂其他仪器设备：水浴锅，抽滤器，布氏漏斗，500ml烧杯，玻璃棒，量筒50ml，100ml, 500ml，锥形瓶250ml, 500ml，移液管1ml，2ml, 10ml，25ml，50ml，250磨口锥形瓶，试剂瓶，冷凝管，胶头滴管，滴定 管酸

15、式滴定管，碱式滴定管，三口烧瓶，容量瓶100ml，1000ml，真空枯燥箱，铁架台。4.1.2 实验试剂试剂名称规格生产厂家浓硫酸分析纯某某中联化学试剂某某公司氢氧化钠优级纯北化精细化学品某某公司重铬酸钾优级纯某某市光复精细化工研究所乙酸分析纯 AR某某市双双化工某某硫酸银分析纯某某中秦化学试剂某某硝酸银分析纯某某巾建信化工某某试剂厂硫酸亚铁铵分析纯某某市百世化工某某七水合硫酸亚铁分析纯莱阳市双双化工某某酚酞指示剂某某中秦化学试剂某某铬酸钾分析纯某某市凯某某学试剂某某氯化钠分析纯某某市双双化工某某硝酸铈铵乙醇丙烯酰胺邻菲啰啉分析纯分析纯分析纯分析纯某某中秦化学试剂某某 某某市双双化工某某某某中秦化学试剂某某某某市光复精细化工研究所其他试验用药品：脱乙酰度为9