天然高分子材料在染料吸附中的研究
2015-03-23 06:03:38劉姣姣遼陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院遼寧遼陽111000
化工管理 2015年6期
劉姣姣（遼陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 遼陽 111000）
引言
伴隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展與壯大，工業(yè)廢水已然成為了環(huán)境污染的重要一項(xiàng)，而在這些污染物中，影響最重的便是印染制品所產(chǎn)生的污染物。所謂的印染污染物主要指的是在制造印染物的過程中所有環(huán)節(jié)所共同產(chǎn)生的混合污染物。正是因?yàn)檫@些污染物是混合而成的，所以其組成特別復(fù)雜，而且又具有排放量高，色度深，pH值變化大等特點(diǎn)，在處理時(shí)特別困難，已經(jīng)成為了困擾我國污染物處理中的一個(gè)重要難題，因此，研究染料工業(yè)混合污染物處理技術(shù)是十分重要的一個(gè)課題。
1.染料污染物處理方法
1.1 物理法
對混合污染物的處理方法中所使用的物理方法主要是過濾法、沉淀法、吸附法和絮凝法[1]。在這幾種物理處理方法中，被應(yīng)用最多的方法是吸附法，其主要使用的吸附材料為活性炭、粘土等物質(zhì)，或者是讓混合污染物自行通過顆粒狀物組成的濾床，使混合污染物被吸附在多孔物質(zhì)表面上或被過濾除去，該法對去除混合污染物有著十分有效，不過對于膠體等染料的處理能力較差。
1.2 化學(xué)法
化學(xué)方法在處理印染混合物時(shí)有著較好的效果，特別是對于一些濃度較高、由多種染料所共同構(gòu)成的污染物有著較強(qiáng)的處理能力。因此，在實(shí)際應(yīng)用中也較為廣泛。常用的一些化學(xué)方法主要有化學(xué)混凝法、化學(xué)氧化法、電化學(xué)法以及光化學(xué)法[2]。
1.3 生物法
所謂生物法主要指的是通過使用微生物酶來對染料污染混合物進(jìn)行處理，將混合污染物中的不飽和鍵及發(fā)色基因破壞掉，以此來完成處理混合污染物的作用。現(xiàn)階段國內(nèi)外對于染料混合污染物的主要處理方法便是生物法，最常用的處理方法是使用懸浮生長的活性污泥法以及固定生長的生物膜法，這兩種方法在實(shí)際應(yīng)用中有著較好的表現(xiàn)，能夠有效的提高染料污染物的處理。
1.4 三種處理方法的比較
通過對這三種處理方法的研究與學(xué)習(xí)可總結(jié)出三種方法在實(shí)際應(yīng)用中都有著其所獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。根據(jù)我國的基本國情與實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)條件，本課題主要對物理吸附方法進(jìn)行研究，選用了天然高分子材料為研究工作的基礎(chǔ)，對這些天然高分子材料進(jìn)行了深入的研究，最終為印染污染混合物的處理提出切實(shí)可行的方法。
2.殼聚糖鍵接β—環(huán)糊精微球?qū)谆鹊奈窖芯?/h2>
由染料所造成的混合污染廢水不僅色度高而且化學(xué)需氧量和有機(jī)組分都十分復(fù)雜，被業(yè)界認(rèn)為是較為難處理的有機(jī)廢水之一，對于此類廢水處理方法的研究工作始終進(jìn)行著，相關(guān)技術(shù)人員努力在開發(fā)新型的高效絮凝劑來處理染料廢水。就目前的研究成果可以看出，殼聚糖和環(huán)湖精做為開然的高分子材料不僅廣泛存在于自然界中，而且對于染料廢水的處理有著較為良好的效果。若對這種天然高分子材料進(jìn)行簡單的處理之后，對于染料廢水的吸附與分離有著更加顯著的效果。
目前對于天然高分子材料殼聚糖和β—環(huán)糊精微球的相關(guān)研究工作在國內(nèi)較早，特別是對于研制新型的高效綠色環(huán)保絮凝劑有著較高的借鑒。實(shí)驗(yàn)過程主要是：第一步是完成β—環(huán)糊精微球的制備；第二步是通過使用環(huán)氧氯丙烷完成將殼聚糖鍵接到β—環(huán)糊精微球上，從而完成天然高分子絮凝劑的制作。在制備完成之后通過改變實(shí)驗(yàn)條件來對制備得到的天然高分子材料進(jìn)行驗(yàn)證。
在對制備的天然高分子材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)，通過使用此外可見分光光度計(jì)對其進(jìn)行研究可以看出，其可吸收的最大波長為464nm，所以在后面的驗(yàn)證工作中使用的甲基橙溶液所具有的特征波長為464nm。
在進(jìn)行攪拌實(shí)驗(yàn)時(shí)可以看出，隨著攪拌時(shí)間的不斷提高，鍵接產(chǎn)生所具有的吸附量也在不斷提高，而攪拌進(jìn)行的時(shí)間達(dá)到180min時(shí)，其吸附量會出現(xiàn)下降的顯像，由此可以看出，180min的攪拌時(shí)間為整個(gè)實(shí)驗(yàn)的閾值，所以在進(jìn)行攪拌時(shí)一定要注意對攪拌時(shí)間的控制。
甲基橙做為一種常用的實(shí)驗(yàn)室指示劑有著十分明顯的特征，特別是pH值在發(fā)生變化時(shí)會引起其顏色和吸光度的變化。當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件在堿性條件下起先時(shí)，由于所制備的天然高分子材料會被強(qiáng)堿所破壞，結(jié)構(gòu)上就會出現(xiàn)明顯的變化，所以對于鍵接產(chǎn)物有著一定的影響，其吸附能力也會出現(xiàn)相應(yīng)的減弱。在進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)時(shí)，隨著pH的提高，殼聚糖和β—環(huán)湖精微球的吸附能力都出現(xiàn)的明顯的下降，而且明顯差于鍵接產(chǎn)物。
通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可以看出，新制備的鍵接對于甲基橙溶液具有更好的處理能力。常溫下，pH=6.8時(shí)，鍵接所具有的吸附能力可達(dá)到20mg/g，而鍵接產(chǎn)物所具有的吸附量與溫度成正比，與pH值成反比，在未達(dá)到吸附平衡時(shí)其與攪拌時(shí)間也呈現(xiàn)出正比的關(guān)系。
[l]張宇峰,滕潔,張雪英等.印染廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展[J].工業(yè)水處理,2003,23(4):23-27.
[2]彭會清,許開.印染廢水處理方法進(jìn)展與述評[J].南方冶金學(xué)院學(xué)報(bào),2003,24(4):57-61.
[3]黃旭.印染廢水處理方法簡析[J].黑龍江科技信息,2009,13:106.
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