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殼聚糖-活性污泥復合吸附劑處理含鋅廢水

文檔作者：蘇賽賽李嘉文檔來源：太原工業學院		點擊數：	更新時間： 2024年07月31日
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2018年第11期(總第158期)
缸；夏占芋釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2018年11月
殼聚糖一活性污泥復合吸附劑處理含鋅廢水
蘇賽賽，李嘉
(太原工業學院，山西太原030024)
摘要： 實驗制備了殼聚糖一活性污泥復合吸附劑并用于處理含鋅廢水，考察采用殼聚糖包埋活性污泥制備復合吸附劑
的最佳配比、發泡劑量、交聯劑質量濃度等因素對復合吸附劑制備效果的影響。實驗表明，不同質量比、NaOH固化液
質量濃度、發泡劑量、交聯劑質量濃度制備出的殼聚糖一活性污泥復合吸附劑的吸附能力均不同。
關鍵詞： 殼聚糖；活性污泥；含鋅廢水；吸附劑
中圖分類號： x703．1 文獻標識碼： A 文章編號： 2095—0802一(201 8)11—0090—02
Treatment of Wastewater Contailling Zinc by Cllitosan—actiVated Sludge Composite Adsorbent
SU Saisai．U Jia
(Taiyuan Inst_tute of TechnoIogy，Taiyuan 030024，Shanxi，China)
Abstract： In this experiment，chitosan—activated sludge composite adsorbent was used to tr℃at wastewater containing zinc，inves—
t唔ating the eⅡ'ects of the optimum ratio，foaming dose and crosslinking mass concentmtion of the composite adsorbent prepared by
chitosan embedded activated sludge on prepara“on efIbct of composite adsorbent．The results showed that the adsorption capacity
of chitosan—activated sludge complex adsorbent was different with different mass ratios，Na0H curing liquid mass concentration，
foaming dose and crosslinking agent mass concentmtion．
Key words： chitosan；activated sludge；wastewater containing zinc；adsorbent
0引言
近年來中國工業迅速發展，產生了大量的重金屬
廢水，對人類健康和生態環境造成了很大程度的危害，
因此重金屬廢水的有效治理成為了刻不容緩的課題。
目前有些生物處理方法沒有二次污染，且處理起來成
本較低，處理效果也比較穩定，如植物富集法、生物
吸附法及生物質吸附法等。本實驗通過將殼聚糖和活
性污泥進行復合制得一種殼聚糖一活性污泥復合吸附
劑，不僅將殼聚糖在酸性條件下不易保全的缺點稍加
改善，還為新的自然資源的開發與利用打下基礎㈣。
1 實驗部分
1．1材料
實驗所用廢水為實驗室模擬廢水，采用硫酸鋅
(znSO。·7H：O)配制，活性污泥采自北郊污水處理廠。
1．2殼聚糖一活性污泥復合吸附劑的制備
將殼聚糖溶于冰乙酸中；清洗活性污泥，向其中
加入發泡劑；將殼聚糖溶液與泥漿混合，攪勻，滴人
含交聯劑的固化液中，制得復合吸附劑小球；再將其
放入烘箱中干燥，發泡，從而得到復合吸附劑M。
1．3復合吸附劑制備中影響因素實驗結果與分析
1．3．1 殼聚糖與活性污泥質量比對Zn2+處理率的影響
取質量分數為4％的200 mL固化液，改變殼聚糖
與污泥的用量比例，取發泡劑量為殼聚糖與活性污泥
總重的8．5％。制備殼聚糖固定活性污泥復合吸附劑，
收稿日期：2018—09～26
第一作者簡介：蘇賽賽，1983年生，女，山東萊西人，2011年畢業
于太原理工大學環境工程專業，碩士，講師。
·90·
取1 g加入30 mL質量濃度為1 mg／L的含鋅廢水，一
定轉速下振蕩4 h，測量其吸光度，通過標準曲線得到
濃度，進而計算其去除率。實驗結果如圖1所示。
70
60
堡50
鎣40
墨30
嗇20
10
0
殼聚糖與活性污泥的質量比
圖1 殼聚糖與活性污泥質量比對Zn2+處理率的影響
由圖1可知，zn2+吸附率隨殼聚糖與活性污泥質量
比的提升先變大后減小，再趨于平衡；活性污泥逐漸
被完全包覆，吸附性能也逐漸增強，但繼續加大其質量
比，吸附結構遭到破壞，去除率會出現一定程度的下降。
1．3．2發泡劑量對zn2+處理率的影響
使用4％的固化液和2．5％的交聯劑，取殼聚糖和污
泥用量比例為3：2，其中加入不同質量分數的發泡劑，
制備復合吸附劑；取2 g吸附劑加入到30 mL質量濃
度為1 mg／L的含鋅廢水中，一定轉速下振蕩4 h，測
量其吸光度，通過標準曲線得到濃度，進而計算其去除
率。實驗結果如圖2所示。
由圖2能夠看到，zn“處理率隨發泡劑用量的加大
先變大后變小。在受熱的情況下，NH4HcO，會分解，產
生cO：和NH，，這些氣體會使復合吸附劑小球擁有大量
的小孑L，增大其與廢水的接觸面積，從而使復合吸附劑
的性能大幅度提升。但再繼續加大發泡劑的量，zn“吸
萬方數據
2018年第11期蘇賽賽，等：殼聚糖一活性污泥復合吸附劑處理含鋅廢水2018年11月
蓬肄
整
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發泡劑量占殼聚糖與污泥總重的比例，％
圖2發泡劑量對Z一處理率的影響
附率下滑。一方面，5％的NH4Hco，已經使復合吸附劑
的成孑L效果變得很好了，繼續加大量，成孔情況不會再
發生大的變化；另一方面，NH4HCO，堿性較強，如果使
用量過大會使殼聚糖活性污泥復合吸附劑提早固化，成
球的程度受到干擾，使吸附劑表面積減小，影響吸附。
1．3．3 交聯劑質量濃度對zn2+處理率的影響
取質量分數為4％的固化液及不同質量濃度的交聯
劑，取殼聚糖與污泥的用量比例為3：2制備復合吸附
劑，取2 g吸附劑加入到30 mL質量濃度為1 mg，L的
含鋅廢水中，一定轉速下振蕩4 h，測量其吸光度，通
過標準曲線得到濃度，進而計算其去除率。實驗結果
如圖3所示。
60
術50
稚加
叁30
童20
鹵lO
0
交聯劑質量濃度，(g。mL-1)
圖3交聯劑質量濃度對Z一處理率的影響
由圖3可知，隨著環氧氯丙烷(EcH)濃度的增
加，zn“去除率先變大后變小。交聯劑在復合吸附劑吸
附含鋅廢水的過程中起到的是一個橋梁的作用，它將
各分子聯結起來。加大環氧氯丙烷的用量，各分子間
交聯的程度就會提高，復合吸附劑中的空隙也會變大，
這就使吸附劑與含鋅廢水的接觸面積變大，而導致其
對zn“的處理率變大。但是若繼續加大其濃度，復合
吸附劑對Zn“的吸附率明顯下降。這是因為交聯劑的質
量濃度過大時，各分子交聯的程度變得更高，使分子之
間的距離減小，從而使復合吸附劑的孔徑變小，其與含
鋅廢水的接觸面積減小，影響了對含鋅廢水的吸附。
1．3．4 固化液質量濃度對zn2+處理率的影響
取不同質量濃度的固化液，發泡劑量為殼聚糖與活
性污泥總重的8．5％。制得殼聚糖固定活性污泥復合劑，
取2 g吸附劑加入到30 mL質量濃度為1 mg，L的含鋅廢
水中，一定轉速下振蕩4 h，測量其吸光度，通過標準曲
線得到濃度，進而計算其去除率。實驗結果如圖4所示。
2吸附實驗
采用上述制備好的殼聚糖一活性污泥復合吸附劑進
堡
肄
壘
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≮
N
固化液質量濃度／(g·mL-1)
圖4固化液質量濃度對Z驢處理率的影響
行吸附實驗，控制實驗條件為：向100 mL不同濃度的
含鋅廢水中加入1 g復合吸附劑，調節含鋅廢水pH值
為9，吸附時間為90 min，吸附溫度為35℃，3 h后測
量其吸光度，進而計算其去除率。實驗結果如圖5所示。
堡稚
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代
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Zn“初始濃度／(mg·L-1)
圖5 Z一初始濃度對Zn2+處理率的影響
從圖5能夠看到，隨著zn“初始濃度的加大，復
合吸附劑對zn“的處理率顯現出先增長后略有下滑的
趨向。復合吸附劑在處理較高濃度廢水，即zn“初始
濃度為80 mg／L左右時，其對含鋅廢水的吸附率最高，
可達到98．7％。
3結語
a)復合吸附劑對含鋅廢水具有較強的吸附能力，并
且其吸附性能受諸多因素干擾；b)殼聚糖與活性質量比
為2：1，交聯劑體積分數為2％，發泡劑質量分數為5％，
固化液質量分數為4％，在溫度為35℃、pH為9左右的
條件下，向100 mL質量濃度為80 mg，L的鋅溶液中加人
1 g復合吸附劑時，吸附3 h，zn“去除率可達到98．7％。
參考文獻：
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2017，24l(4)：473—481．
(責任編輯：劉曉芳l
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