环保天然高分子水处理剂在含铬废水处理中的应用

    【慧聪表面处理网】环保可用作吸附剂的天然高分子及其衍生物主要有:纤维素、淀粉、木质素、壳聚糖、单宁、蛋白质和藻类。这些天然高分子物质对铬有一定的吸附性能,且原料来源丰富,价格低廉,选择性大,投药量小,安全无毒,可以完全生物降解,无二次污染,不受ｐＨ值变化影响,因此在众多吸附剂的研究开发中备受关注。70年代以来,美、英、法、日和印度结合本国天然高分子资源,重视化学改性天然有机高分子吸附、絮凝剂的研制,我国天然高分子资源极为丰富,但相对而言,这方面的研究还较少。

    1 以纤维素为原料

    纤维素由葡萄糖单元组成,每个葡萄糖单元有3个具有活性的醇羟基,通过这些羟基的酯化、醚化、氧化、交联,以及与丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等进行接枝共聚等反应,可以制备改性纤维素。改性后的纤维素吸附点增多,从而吸附能力大大加强。

    1.1 以棉纤维为原料

    近年来,纤维素类吸附剂应用日趋广泛。在天然纤维上接枝离子交换功能基团后,可产生具有吸附功能的离子交换纤维。这类纤维其特点是:比表面积大,对大分子的交换容量大;交换基团只要分布在纤维表面,交换过程基本不受固相内扩散限制,交换速度快,易达到平衡。以棉纤维为原料制备交换剂的研究较多,用不同的方法将脱脂棉用乙二胺胺化,可得到阴离子交换纤维和乙二胺螯合棉纤维。动态吸附性能的研究表明,在Ｃｒ(Ⅵ)浓度为40ｍｇ/Ｌ时,用阴离子交换纤维对Ｃｒ(Ⅵ)的最大吸附量为35.9ｍｇ/ｇ,而且Ｃｒ(Ⅵ)易于洗脱,如用8ｍｌ的氢氧化钠(0.2ｍｏｌ/Ｌ)溶液,洗脱速度4ｍｌ/ｍｉｎ,可将Ｃｒ(Ⅵ)完全洗脱;乙二胺螯合棉纤维只对痕量的ＣｒＯ2-4有吸附作用,由不同交联度的聚丙烯接枝4-乙烯基吡啶离子交换纤维(ＰＰ-ｇ-4ＶＰ)所制的ＰＰ-ｇ-4ＶＰ和ＰＰ-ｇ-4ＶＰ-季铵盐纤维,对Ｃｒ(Ⅵ)静态吸附量大,分别达到6.5ｍｏｌ/ｇ和4ｍｏｌ/ｇ。将纤维棉进行硅烷化处理后,负载磷酸三丁酯(ＴＢＰ),可制得性能良好的ＴＢＰ纤维棉,ＴＢＰ对Ｃｒ(Ⅵ)的吸附速度快、吸附能力强、吸附完全,并具有选择性高、易于解脱、洗脱体积小及适用范围宽等优点,巯基棉可吸附水中的Ｃｒ(Ⅵ),回收率可达98%左右。碱性功能纤维对Ｃｒ(Ⅵ)的交换吸附量比较高,最高达293ｍｇ/ｇ,其中ＰＶＡ-ｇ-4ＶＰ-季铵化纤维比日本树脂吸附量高很多,它还具有很好的动态吸附Ｃｒ(Ⅵ)的效果,穿透点前的铬浓度近乎为零穿,透点突跃明显。

    用丙烯腈对棉花进行改性,能得到球形羧甲基纤维素(ＳＣＡ-1)吸附剂,此吸附剂用于处理制革工业中的含铬废液,可回收废液中的Ｃｒ(Ⅲ),不仅可解决铬的污染问题,而且还能获得一定的经济效益。汤丽鸳等人制得的磺酸型和羧酸型功能纤维对Ｃｒ(Ⅲ)的静态吸附量在25～45ｍｇ/ｇ纤维的范围,动态吸附穿透曲线比相应的树脂好,但穿透点之前出口液中Ｃｒ(Ⅲ)浓度偏高。

    1.2 以其它植物纤维为原料

    自然界中的植物其主要成分是纤维素、木质素、单宁等多聚糖类物质,因此它们同时具有纤维素、木质素的吸附特性。

    各种农业废弃物中含纤维素大约为30%～50%,这些固体废弃物的大量排放和焚烧,不仅给环境带来了污染,而且造成了大量资源的浪费。

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