壳聚糖絮凝动力学研究

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1、东华大学硕士学位论文壳聚糖絮凝动力学研究姓名：林志艳申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：陈亮2003.1.1摘要／天然高分子材料甲壳素大量存在于虾、蟹及昆虫等低等动物节肢动物中。壳＼聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物，其化学稳定性好，具有无毒，无味、易于生物降解和不畏虫蛀等特点，可溶于大多数稀酸如盐酸、醋酸中。壳聚糖在医药、食品、化工、化妆品、生化和生物医学工程、照相术、纺织印染、造纸、烟草以及农业．，P一7、～—一诸多领域中的应用研究取得了重大进展。，。目前，国外对甲壳素资源开发利用极为／重视，日本已大量使用壳聚糖作为絮凝剂来处理工业废水、金属加工废

2、水以及石油废水等，美国则早已将壳聚糖用于吸收放射性核素及饮用水净化等。／在絮凝动力学方面，国内外学者主要是从颗粒碰撞、能耗和水力条件等方面＼进行研究，并通过理论推导建立了絮凝动力学模型，而建立壳聚糖絮凝模型的报、导尚未见到。jQ，c～一／、’本课题制备了不同脱乙酰度相同分子量和不同分子量相同脱乙酰度的壳聚糖，用SZD一1型浊度仪测定皂土溶液的浊度，以浊度去除率作为絮凝效果指标，通过改变水力条件、壳聚糖投加量、分子量和脱乙酰度，对壳聚糖絮凝动力学进行研究，发现水力条件、壳聚糖投加量和壳聚糖分子量是影响絮凝的主要因素。通过对水力条件、壳聚糖投加量和分子量

3、的絮凝效果曲线的拟合，建立了壳聚糖投加量模型、壳聚糖分子量与投加量的关系模型及壳聚糖慢搅GT因子模型。／改变皂土溶液原始浊度、水力梯度G值和壳聚糖分子量，利用带标尺的显微l镜对壳聚糖絮凝皂土溶液的絮体尺寸进行了研究。发现在絮体凝结长大的过程中，原水浊度是影响稳态絮体大小原因之一，原水浊度越高，形成的稳态絮体尺寸越大，达到稳态絮体的时间越短。水力梯度G值是影响稳态絮体尺寸和达到稳态絮体时间的主要因素，G值越小，形成的稳态絮体尺寸越大，达到稳态絮体的时间越长。壳聚糖絮凝剂分子量的大小也影响絮体的长大，分子量越大，形成的稳态絮体尺寸越大。对壳聚糖絮凝皂土溶

4、液的絮体分形维数进行了探讨。应用带Panasonic摄像头的显微镜拍摄絮体图片，利用Vc++编写了絮体分形维数计算软件，并将此软件应用于絮体图片的处理，得到了絮体分形维数。发现原水浊度、水力梯度G值和分子量也是影响絮体分形维数的主要因素。原水浊度越大，分形维数越大：水力梯度G值越小，分形维数越大，絮体结构越致密，絮体内部孔隙越少，而且单个孔隙的面积越小：壳聚糖分子量越大，絮体分形维数越大。用壳聚糖作为絮凝剂絮凝上海长桥水厂和闸北水厂的原水来检验壳聚糖投加量模型、壳聚糖分子量与投加量的关系模型及壳聚糖慢搅GT因子模型的可靠性，结论认为模型能够反映壳聚糖

5、絮凝实验的实际情况。壳聚糖作为无二次污染的天然高分子絮凝剂，其应用必将越来越广泛。本课题对壳聚糖絮凝动力学研究有利于壳聚糖的絮凝应用，建立的壳聚糖絮凝模型可用于指导壳聚糖的实际应用。因此本课题具有重大的理论意义和现实意义也户／，L—j／关键词：壳聚糖、絮凝，动力学、筷垂—；手矜．一户。一7J———。<}———～)～～。。一7StudyonFlocculmionKineticsofChitosanAbstractChitinisnaturalpolymer,anditisthemostabundantnaturalpolymerexceptcellul

6、oseallovertheworld．Chitincouldbefoundintheorganicexoskeletaofcrustaceasuchasshrimpsandcrabs．Chitosanisthedeacetylatedproductofchitin．Sincechitosanhavegoodcharacterssuchasgoodstabilizationandnontoxic，chitosanhasbecomeakindofpromisingnaturalmacromoleculeflocculautwhichplaysimport

7、antroleinvariousareas．Now,manycountriespaymoreattentiontostudytheapplicationofchitosan．InJapan,chitosanislargelyusedasflocculationagentintreatingindustrialwaste．InAmedca，chitosanhasbeenusedtoabsorbradiationandtop删黟thepotablewaterforalongtime．Thereareafewreportsaboutthemodelofch

8、itosanflocculationandchitosanasflocculationagentinwate