廢水絮凝脫色劑WY制備及應用

用于印染廢水處理的脫色絮凝劑可分為無機和有機兩大類,其中無機高分子絮凝劑以鋁鹽和鐵鹽等為代表,其價格低廉、絮凝效果較好;有機高分子類以聚丙烯酰胺為代表,由于絮凝效果較好、投加量少而受到廣泛的應用。但這些絮凝劑對分子質量較小、溶解性較好的酸性和活性染料等處理效果并不理想,而且還會對水體造成二次污染。因此選擇一種經濟、高效、無二次污染的絮凝劑和印染污水處理工藝顯得尤為重要。本項目采用毛紡廠廢毛自制了絮凝脫色劑WY,對可溶性染料的染色廢水進行絮凝脫色,并與市場上具有代表性的絮凝脫色劑進行絮凝脫色效果比較。

　　絮凝脫色劑WY的制備

　　絮凝脫色劑WY是用毛紡廠梳毛和精梳產生的羊毛廢料)))毛粒毛和草籽毛等廢毛為主要原料,輔以殼聚糖、助劑A等制備而成的。制備過程主要分三步:

　　(1)羊毛廢料用75%硫酸溶液在室溫下處理0.5~1h,使羊毛分子上的氨基、亞胺基充分離子化。

　　(2)將脫乙酰度為85%的殼聚糖粉末緩慢溶解在1%醋酸溶液中,充分攪拌,制成具有一定黏度的殼聚糖醋酸溶液。

　　(3)將殼聚糖醋酸溶液緩慢加入羊毛溶液中,用400g/L氫氧化鈉調節pH至10~11,升溫至60~70e,繼續慢速攪拌0.5~1h,使羊毛部分水解,殼聚糖析出,降溫后加入助劑A,攪拌反應30min。制備該脫色劑的關鍵是控制好羊毛的水解程度。若水解程度不夠,應用時脫色劑在廢水中分布不均勻,且容易纏繞在攪拌設備上;水解程度過大,則脫色效果不理想。

　　*大吸收波長的測定

　　配制0.05g/L普拉紅2B酸性染液,在波長380~780nm范圍用722N型分光光度計測吸光度,作染料的吸收光譜曲線,確定*大吸收波長為520nm。

　　試驗方法

　　取6只洗凈的100mL燒杯y分別裝入100mL待處理染色廢水y用0.1mol/L硫酸或氫氧化鈉調節pH值y加入絮凝脫色劑y快速攪拌5miny慢速攪拌25miny靜止沉淀y取上清液測吸光度y計算脫色率。

　　絮凝脫色劑WY的絮凝脫色機理

　　絮凝脫色劑WY是利用水解羊毛纖維和殼聚糖等對染料的吸附等共同作用,達到較好的脫色效果,所以其是通過物理吸附和化學絮凝脫色雙重作用實現絮凝脫色的。

　　(1)離子間作用使染料膠體脫穩。在pH值4~5的溶液中,水解羊毛纖維帶氨基正離子,而酸性染料為陰離子型染料,靜電引力作用使酸性染料吸附于羊毛纖維水解產物周圍,加速染料陰離子的膠體脫穩。

　　(2)染料對纖維的直接性。在控制適當的羊毛水解程度情況下,酸性染料、毛用活性染料、中性染料等對羊毛纖維具有較大親和力,能自發地從溶液吸附到羊毛纖維表面,并向其內部進行擴散,使染料由溶液向絮凝劑轉移。(3)纖維高分子的吸附架橋作用。羊毛纖維具有A-螺旋結構和無規卷曲,可吸附染料膠體微粒。因水解的羊毛纖維具有一定長度,其一端吸附某一膠粒后,另一端又可吸附其它膠粒,在一定距離的兩膠粒間進行高分子架橋吸附,使絮凝膠粒逐漸長大、沉降。

　　(4)高分子的網捕作用。羊毛纖維為網狀結構,染料分子和羊毛分子結構中存在大量的氨基、羥基和羧基基團,依靠氫鍵、分子間作用力,形成大分子的網狀結構吸附作用,加速水中膠體的沉降。

　　(5)殼聚糖的吸附絮凝作用。殼聚糖用于印染廢水,其*的分子結構中含有大量的氨基,可與質子結合帶正電荷而成為陽離子性絮凝劑,同時,分子中大量存在的氨基和羥基,又可與染料分子中的極性基團形成氫鍵結合,對陰離子型染料有很好的吸附絮凝作用。(6)水解羊毛與殼聚糖的協同作用。殼聚糖對印染廢水有很好的處理效果,但單獨使用時也存在著一些不足:*一,殼聚糖直接用于印染廢水處理時,溶解緩慢,絮凝速度和絮凝體的沉降速度較慢,處理效率低;第二,各種化學改性殼聚糖雖然處理性能優異,但引入了新的化學基團后,不再是天然無毒的高分子物質,在藥劑的制備過程和對印染廢水的處理過程中都會造成二次污染。而將殼聚糖和水解羊毛制成負載型染料吸附劑(絮凝劑)克服了殼聚糖單獨使用或經改性后使用所存在的缺點。

　　(7)原料中所含雜質的促進作用。毛紡廠梳毛和精梳工序產生的羊毛廢料中含有草籽和草屑等雜質,可提高絮凝體的絮凝沉降性能。