纤维素季铵盐处理活性染料废水

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摘要：研究了纤维素通过季铵化反应制备的纤维素季铵盐（quaternized celluloses，QCs）高分子混凝剂对染料废水的脱色效果及机理，实验了它和无机助凝剂的联合使用分别对不同pH值条件下的活性染料废水脱色效果的影响。结果表明，在pH值为8至12范围内，QCs的投加对活性染料废水的脱色作用非常显著，无机助凝剂的投加对其脱色率的影响相对较小，但可以提高其脱色反应速度和脱色率。活性染料废水的脱色率可达98.53%，色度可达4倍以下。


我国印染、纺织工业每年都要排放大量的染料废水，对环境造成了严重污染。由于活性染料具有色泽鲜艳、色谱齐全、湿处理牢度优良和染色方便等优点，已经逐步取代其他类型染料，成为纺织印染工业应用最广泛的染料。活性染料在用于染色之后需要在碱性条件下与纤维发生反应，形成共价键固着在纤维上，因此活性染料废水的成分复杂、色度深、碱度高、排放量大、处理与回收难度大。


目前，国内外采用的印染废水处理技术有生物法、吸附法、物化法和生化法等，但是普遍来看处理效果差、费用高、能耗大。因此，急待找到一种高效、经济、环保的印染废水处理方法。


混凝作为一种简单、廉价而且高效的技术，在污水处理领域起着重要作用。特别是对悬浮颗粒和染料的去除有很好的效果，而且只产生少量污泥。


与无机及合成聚合物混凝剂不同，QCs是一种新型高效且抗菌的天然聚合物混凝剂，在宽PH范围内对活性染料有很好的吸附混凝作用。吸附混凝的主要优势是移除染料分子，而不是分解染料分子，因为分解染料分子会释放出更有害的芳香族化合物以污染环境。QCs是带有阳离子基团的多糖衍生物，而且具有非常伸展的长分子链，染料分子是带有阴离子基团的负电胶粒，阳离子型高聚物除了具有强烈的吸附架桥能力外，对负电胶粒还能起电性中和脱稳作用。QCs的化学资源广泛、丰富、可再生，可生化性好，对人体安全，因而在染料废水处理方面有巨大潜力。


实验应用QCs混凝处理染料废水的同时，研究了投加无机混凝剂作为助凝剂的可行性，探讨了QCs和无机混凝助剂的投加量、混凝方式和废水PH值对脱色效果的影响，并且对各因素做出了调整，以期找到最佳的处理条件。


1实验部分


1.1主要仪器、试剂以及实验材料


仪器：UV-6紫外可见分光光度计，TA6-3六联程控混凝实验搅拌仪，雷磁PXS-270离子计，HJ-3磁力搅拌仪，电子分析天平，Zeta电位分析仪（Namo-ZSZEN3600，Malven Instruments，UK），元素分析仪（CHN-O-Rapid，Foss Heraus GmbH，Hanau，Germany）。具体参见http://www.chinahkjt.com更多相关技术文档。


试剂：去离子水、三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸镁、Na OH、尿素、纤维素和CHPTAC（3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵），均为分析纯。





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