印染污水被公認(rèn)為是有害、難處理的工業(yè)污水之一，印染污水特點(diǎn)是水質(zhì)復(fù)雜、色度深、難生物降解的物質(zhì)含量高。隨著染料工業(yè)的飛速發(fā)展和后整理技術(shù)的進(jìn)步，新型助劑、染料、整理劑等在印染行業(yè)中被大量使用，進(jìn)一步加重了印染污水脫色處理的難度[1-3]。羧甲基殼聚糖(carboxymethyl chitosan，簡稱NOCC)由殼聚糖(chitosan)經(jīng)過醚化反應(yīng)制得。殼聚糖經(jīng)過羧甲基化后，水溶性大大改善，成膜、吸附、絮凝和螯合等性能得到增強(qiáng)，在印染污水的深度處理中被認(rèn)為會(huì)有廣泛的用途。例如張秋華[4]、黃惠莉等[5]利用羧甲基殼聚糖處理毛巾廠的印染污水，其絮凝脫色效果和COD 去除率都明顯優(yōu)于其他絮凝劑，我們前期的研究也證明了這一點(diǎn)[5]。中國占世界稀土資源的43% ，是一個(gè)名符其實(shí)的稀土資源大國。近年國內(nèi)有開發(fā)稀土資源用于處理印染污水的研究[6]，但將羧甲基殼聚糖與稀土聯(lián)合使用處理印染污水，目前國內(nèi)尚未見詳細(xì)報(bào)道。釔(yttrium)是地殼中豐度較高(2.8×10-5)的稀土元素，且屬低毒物質(zhì),對(duì)人畜無害,對(duì)環(huán)境無污染；本研究利用硝酸釔和羧甲基殼聚糖為主要絮凝劑，在絮凝脫色處理方法上對(duì)前人的工作做進(jìn)一步的補(bǔ)充和研究, 以期進(jìn)一步拓寬了我國羧甲基殼聚糖和稀土這兩大豐富資源的結(jié)合應(yīng)用范圍。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器設(shè)備

1．1．1 主要原料和試劑

印染污水：由佛山南方印染廠提供，外觀為紅色，有輕微沉淀物，pH 值7~11；硝酸釔:AR 級(jí), 山東魚臺(tái)清達(dá)精細(xì)化工廠；羧甲基殼聚糖：AR 級(jí)，浙江澳興生物科技有限公司；重鉻酸鉀，硫酸亞鐵銨，硫酸銀，硫酸，試亞鐵靈指示劑等均為CP 級(jí)。

1．1．2 主要儀器

QZ201 散射式濁度儀：蘇州市青安儀器有限公司；79-1 磁力加熱攪拌器：江蘇省金壇市宏華儀器廠；pHS-3C 型精密pH 計(jì)：上海雷磁儀器廠；SYC-15 超級(jí)恒溫水�。耗暇┥Ａ﹄娮釉O(shè)備廠; DDS—11A型電導(dǎo)率儀：上海雷磁儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1．2．1 稀土與羧甲基殼聚糖聯(lián)合使用作絮凝劑處理

印染污水實(shí)驗(yàn)

分別配制不同濃度的硝酸釔溶液，與羧甲基殼聚糖溶液以不同的濃度聯(lián)合使用處理1000mL 印染污水，先快速攪拌10min，再慢速攪拌10min，然后將pH調(diào)至2.3,慢速攪拌10min,靜置5h 后取其上層液測定色度、濁度、COD 值和氨氮值，求出色度去除率、除濁率、COD 和氨氮去除率。

1．2．2 色度及色度去除率的測定

色度采用目視比色法測定[7]。

1．2．3 濁度及除濁率的計(jì)算方法濁度采用濁度儀測定[7]，計(jì)算公式如下：

除濁率（%）=[（Z0-Z）/Z0]×100%

式中Z0 為處理前污水的濁度；Z 為處理后污水的濁度。

1．2．4 COD 的測定

COD 采用標(biāo)準(zhǔn)重鉻酸鉀法測定[8]。

1．2．5 氨氮的測定

氨氮采用滴定法測定[9]。

2 結(jié)果及討論

2．1 絮凝劑的最佳用量確定

2．1．1 色度去除實(shí)驗(yàn)

為找出這二種絮凝劑處理印染污水的最佳用量，分別投加不同濃度的絮凝劑和不同溫度進(jìn)行處理，求出色度去除率進(jìn)行比較，具體數(shù)據(jù)見表1。

由表1 可知，硝酸釔對(duì)印染污水脫色處理的最佳用量和最適宜溫度分別為：硝酸釔投加量為5mg/L；溫度為50℃, 此時(shí)色度的去除率為99.00%。此外,隨著稀土(硝酸釔)用量的增加,色度去除率也隨著增加，說明適當(dāng)增加稀土的用量比單獨(dú)使用羧甲基殼聚糖處理印染污水對(duì)脫色處理有明顯的幫助。硝酸釔的用量和處理溫度對(duì)印染污水脫色效果的影響顯著。硝酸釔投加量為5mg/L；溫度為50℃,此時(shí)色度的去除率為99.00%，比單獨(dú)使用羧甲基殼聚糖處理印染污水的色度去除率93.33%提高了5.67%；隨著硝酸釔用量的增加，色度去除率增加。此外，還可以看出在色度去除率方面，稀土與羧甲基殼聚糖聯(lián)合使用比單獨(dú)使用羧甲基殼聚糖處理印染污水脫色效果更顯著。

2．1．2 除濁實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為找出處理印染污水的最佳用量，分別投加不同濃度的絮凝劑和不同溫度進(jìn)行處理，以去濁率進(jìn)行比較，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

表1 硝酸釔的用量和處理溫度對(duì)印染污水脫色效果的影響

表2 硝酸釔的用量和處理溫度對(duì)印染污水除濁效果的影響

由表2 可知，硝酸釔對(duì)印染污水絮凝處理的最佳用量和最適宜溫度分別為：硝酸釔投加量為5 mg/L；溫度為50℃，此時(shí)除濁率為99.05%。此外,隨著硝酸釔用量的增加, 除濁率出現(xiàn)微弱的波動(dòng)，波動(dòng)在86.56%(35℃)與99.05%(50℃)之間,最后達(dá)最大值99.05%(50℃)。結(jié)果說明，適當(dāng)增加稀土的用量比單獨(dú)使用羧甲基殼聚糖處理印染污水對(duì)絮凝除濁處理有明顯的幫助。

2．1．3 COD 去除實(shí)驗(yàn)

為找出處理印染污水的最佳用量，分別投加不同濃度的絮凝劑和不同溫度進(jìn)行處理，求COD 去除率進(jìn)行比較，具體數(shù)據(jù)見表3。

由表3 可知，硝酸釔的用量和處理溫度對(duì)去除印染污水COD 效果的影響顯著。硝酸釔投加量為5mg/L；溫度為50℃,此時(shí)COD 的去除率為76.59%，比單獨(dú)使用羧甲基殼聚糖處理印染污水的COD 去除率43.68%（35℃）提高了32.91%；稀土與羧甲基殼聚糖聯(lián)合使用比單獨(dú)使用羧甲基殼聚糖處理印染污水效果更顯著，稀土與羧甲基殼聚糖聯(lián)合使用對(duì)印染污水的COD 去除效果顯著，分析其原因可能是：絮凝脫色處理使污水中有機(jī)物以及其它膠體物質(zhì)等染色物質(zhì)的含量明顯降低。實(shí)驗(yàn)過程中觀察到絮凝沉淀物的顏色與各染料原色基本相同，說明絮凝過程并未破壞染料分子的結(jié)構(gòu)，主要是通過電荷中和及吸附架橋等機(jī)理達(dá)到脫色目的。而當(dāng)羧甲基殼聚糖和稀土在同一溶液中混合時(shí)，帶正電的羧甲基殼聚糖和稀土可以形成更大的正電荷產(chǎn)生絮凝，通過靜電吸引和吸附將水中的粗細(xì)粒子凝聚成大絮體而沉將下來，達(dá)到去除水中COD 和懸浮物的目的。

2．1．4 氨氮去除實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為找出處理印染污水的最佳用量，分別投加不同濃度的絮凝劑和不同溫度進(jìn)行處理，求氨氮去除率進(jìn)行比較，具體數(shù)據(jù)見表4。

表3 硝酸釔的用量和處理溫度對(duì)印染污水COD 去除效果

表4 硝酸釔的用量和處理溫度對(duì)印染污水氨氮去除效果

由表4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，硝酸釔的用量和處理溫度對(duì)去除印染污水氨氮效果的影響顯著。硝酸釔投加量為5mg/L；溫度為50℃,此時(shí)氨氮的去除率為77.12%，比單獨(dú)使用羧甲基殼聚糖處理印染污水的氨氮去除率7.90%（50℃）提高了69.22%；隨著稀土硝酸釔用量的增加，氨氮去除率增加較明顯。稀土與羧甲基殼聚糖聯(lián)合使用能使各自的作用得到更好的協(xié)調(diào)，有效提高絮凝脫色和COD、氨氮去除率的效果。分析其原因如下：印染污水一般為帶負(fù)電荷的膠體溶液，由于羧甲基殼聚糖中有羧基，從而改變了殼聚糖的電荷密度分布，使羧甲基殼聚糖高分子鏈進(jìn)入溶液后，能很快的呈舒展?fàn)顟B(tài)。因?yàn)轸燃谆�是親水基團(tuán)，所以絮凝速度快。羧甲基殼聚糖是陽離子型絮凝劑，它不僅能表現(xiàn)在可通過電荷中和而使懸浮膠體粒子絮凝，而且還可以與帶電荷溶解物進(jìn)行反應(yīng)，生成不溶性的鹽。此外,羧甲基殼聚糖具有兩性物質(zhì)的性質(zhì)，其溶液對(duì)酸度敏感，在pH 值較低的溶液中（本實(shí)驗(yàn)pH=2.3）會(huì)限制酸性溶液的電離，使電解質(zhì)帶正電荷，此時(shí)羧甲基殼聚糖呈陽離子型絮凝劑[9]。因此羧甲基殼聚糖對(duì)帶負(fù)電的染料溶液起到中和與架橋吸附等絮凝作用, 使含在水溶液中的染料與水分離，達(dá)到使印染污水絮凝脫色的目的。

綜上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，適當(dāng)較高的溫度條件下處理印染污水效果較好。分析其原因如下：羧甲基殼聚糖絮凝劑的水解是吸熱反應(yīng)，與此同時(shí)，硝酸鹽稀土溶于水中也是吸熱的，較高的溫度有利于水解的進(jìn)行，對(duì)處理印染污水非常適宜。相反溫度低時(shí)，其水解速度緩慢，此時(shí)水中污染物的布朗運(yùn)動(dòng)也較弱，從而不利于凝聚脫色作用的發(fā)生。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3 結(jié)論

聯(lián)合使用硝酸釔與羧甲基殼聚糖作絮凝劑處理印染污水，當(dāng)硝酸釔的投加量為5mg/L,溫度為50℃時(shí)絮凝劑可使印染污水的色度去除率和除濁率均達(dá)99%，COD 去除率為76.59%，氨氮去除率為77.12%；硝酸釔與羧甲基殼聚糖聯(lián)合使用的絮凝脫色效果優(yōu)于單獨(dú)使用羧甲基殼聚糖。