阳离子纤维素对不同类型染料废水的脱色效果研究

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1、阳离子纤维素对不同类型染料废水的脱色效果研究专业：环境工程学号：xxx姓名：xxx指导老师：xxxx摘要:为了研究阳离子纤维素对不同类型染料废水的脱色效果，通过单因素试验和正交试验，探讨了阳离子纤维素在不同温度、反应时间、pH、剂量、转速条件下分别对橙黄Ⅱ、铬黑T、亚甲基蓝模拟染料废水脱色率的影响。结果表明，阳离子纤维素对橙黄Ⅱ、铬黑T、亚甲基蓝模拟染料废水最佳脱色条件分别为橙黄Ⅱ：pH值为5，水温40℃，时间为20min，絮凝剂投加量0.0016g/mL，转速为500r/min；亚甲基蓝：pH值为11，水温30℃，时间为20min，絮凝剂投加量0.0012g/mL，转速500r/mi

2、n；铬黑T：pH值为5，水温50℃，时间为15min，絮凝剂投加量0.0012g/mL，转速600r/min。阳离子纤维素对铬黑T的脱色效果最佳，脱色率可达99.53%。关键词：秸秆；改性；染料废水；脱色率絮凝剂主要是带有正（负)电性的基团中和一些水中带有负(正）电性难于分离的一些粒子或者颗粒，降低其电势，使其处于稳定状态，并利用其聚合性质使得这些颗粒集中，并通过物理或者化学方法分离出来。一般为达到这种目的而使用的药剂，称之为絮凝剂。将天然的高分子物质如淀粉、纤维素、壳聚糖等进行改性，产物有良好的絮凝性能，或兼有某些特殊的性能。秸秆作为一种农业生产的重要副产品，产量大、分布广，同时也是

3、一项重要的生物资源。据统计，我国每年产农作物秸秆约6.2亿吨，资源拥有量居世界首位[1]。秸秆的一个重要组成部分即是纤维素，将纤维素进行阳离子化改性，可得到多种阳离子纤维素，应用于生活、环保等各个方面。纤维素的阳离子化就是在纤维素的羟基位置上，通过与阳离子化学试剂进行醚化接枝反应即季氨阳离子基团的化学改性，也可称为胺化。通过这种改性可以使纤维素通常在水溶液中带负电荷转化为带正电荷，从而使纤维素容易吸引带负电荷的活性染料、酸性染料等在纤维素上形成不溶性的染料色淀。这对提高染料利用率、降低染色废水的色度和蛋白质纤维与纤维素纤维混纺织物用酸性染料同浴可染等方面都具有重要意义[2]。13我国是

4、纺织生产大国，印染行业总量居世界第一[3]，但印染加工产生的大量废水对水体的污染非常严重，对其处理变得越来越重要。据不完全统计，我国印染废水每天排放量为300～400万m3[4]。印染废水具有水量大、色度大、成分复杂、有机污染物含量高的特点，其染料结构中硝基、氨基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素有较大的生物毒性，生化处理性能差，难降解，严重污染环境[5,6]。特别是近年来，合成纤维的品种和数量的增加以及化学浆料(PVA)代替淀粉在印染工业中的应用，使得印染废水更加难以处理[7]。因此，印染废水的脱色问题成为废水处理急需解决的一大难题。近年来，随着高效、新型高分子絮凝剂的开发和应用，因

5、为其良好的凝聚效果、脱色能力和操作简单、投资省等优点，高分子絮凝剂正广泛地应用于处理印染废水过程中[8]。印染废水中的染料不易被生物降解，是废水中色素的主要来源，同时也是最为棘手的难题，某些染料浓度低于1mg/L时就能使接受水体明显着色[9,10]，所以即便是少量的染料也会污染大面积水体。利用秸秆合成新型阳离子纤维素，可作为一种良好而较廉价的絮凝剂用于印染废水的处理中。纤维素具有廉价性和环保可再生性，是未来高分子絮凝剂发展的重要趋势之一。阳离子型絮凝剂是高分子表面活性剂的一种，具有安全无毒、可生物降解、价格低廉等优点，与低分子型相比，溶液粘度高，成膜性好。本文利用秸秆与十四烷基三甲基氯

6、化铵在一定条件下反应，制得新型阳离子纤维素，并研究其对橙黄Ⅱ、亚甲基蓝、铬黑T三种模拟废水的脱色效果以及最佳脱色条件，以探索废弃秸秆资源化和染料废水脱色的新途径。1材料与方法1.1材料与仪器1.1.1水稻秸秆:取自四川农业大学雅安农场。1.1.2模拟染料废水：分别为浓度0.03g/L的铬黑T(中性型染料)、橙黄Ⅱ（阴离子型染料）、亚甲基蓝（阳离子型染料）。中性型染料：一种非离子型染料，在水中呈分散的微粒状态，适用于对维纶、锦纶、丝、毛及柞蚕丝等进行染色。铬黑T（C20H12N3NaO7S）分子中含有一个磺酸基和两个不同的还原基团(偶氮基和酚羟基)，因此铬黑T有良好的水溶性。分子中的苯环

7、和萘环都是很稳定的基团，不易被氧化分解，铬黑T13可认为是一种有代表性的可溶解性的难降解的有机物[11]。阴离子型染料：一类可溶于水的阴离子染料，大多含有磺酸基等亲水性基团。橙黄Ⅱ(C16H11N2O4SNa)是水溶性很好、常用于生物染色的阴离子染料，也常用于毛、丝及锦纶织品染色和印花，以及皮革、纸张的着色。在水溶液中，橙黄Ⅱ以带负电荷的阴离子形式存在[12]。阳离子型染料：阳离子染料由带正电荷的基团和发色团组成，适用于睛纶的染色，色彩鲜艳，牢