壳聚糖复凝聚技术在微污染水处理中的应用研究

作     者：丁昌智 

作者单位：内蒙古科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈莉荣;谷振超

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：壳聚糖 复凝聚 混凝 微污染水 有机物 

摘      要：随着水体污染加重,许多水源地水受到不同程度的污染,水体中部分有机物超过《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水的标准,呈现微污染水的状态。混凝作为给水厂的主体工艺,其处理结果一般取决于所使用的混凝剂,目前常用聚合氯化铝等金属离子混凝剂,性能好且性价比高,但其所带来的的安全隐患促使人们对天然高分子混凝剂展开了研究。本论文将复凝聚原理应用于水处理中,通过原位生成的方式制备了以壳聚糖(Chitosan,CS)、羧甲基纤维素钠(CarboxymethyLceLLuLose sodium,CMC),壳聚糖、海藻酸钠(sodium ALginate,ALG)为基材的两种复合混凝剂。考察了混凝剂的混凝效果、影响因素以及去除机理等。研究结果如下:(1)CS-CMC投加量各20mg/L时对高岭土悬浊液混凝效果达到最佳,浊度去除率达到98.13%。CS-ALG投加量为CS投加10mg/L、ALG投加20mg/L时混凝效果达到最佳,浊度去除率达到97.87%。CS-CMC、CS-ALG与PAC相比具有用量少、沉降时间短等优点。絮体Zeta电位与粒径实验结果表明,两种混凝剂的主要作用机理为电性中和,同时存在网捕作用与吸附架桥作用。(2)CS-CMC在投加量各25mg/L时吸附腐殖酸溶液时效果最佳,腐殖酸去除率达到97.01%。CS-CMC在投加量各55mg/L对腐殖酸与高岭土悬浊液混合溶液混凝效果最佳,浊度去除率达到99.22%、腐殖酸去除率达到98.21%。CS-CMC与PAC相比对有机物去除效率更高,在适用范围存在区别。(3)CS-CMC体系在投加量各20mg/L对吡啶与高岭土悬浊液混合溶液混凝效果最佳,对混合体系中浊度去除率可达到97.8%,吡啶去除率可达到34.5%。而同为最优条件下PAC对吡啶几乎无去除效果。(4)CS-CMC体系在投加量各30mg/L时对黄河水原水混凝效果达到最佳,浊度去除率达到99.38%。CS-CMC在投加量各75mg/L时对腐殖酸黄河水原水混合体系混凝效果达到最佳,此时对原水浊度去除率为99.81%、腐殖酸去除率为94.96%。CS-CMC在投加量各30mg/L时对吡啶黄河水原水混凝效果达到最佳,浊度去除率达到99.35%、吡啶去除率为39.6%。经过CS-CMC混凝处理后的黄河水,可在后续常规处理后满足饮用水处理水质标准,并对进水中有机物有较大去除效果,降低后续处理负荷,减轻后续处理压力,降低了处理成本。