超支化聚酯季铵盐衍生物对模拟染料废水絮凝法研究

【摘要】：目前,印染废水的处理通常采用絮凝和生化工程结合的方法,而絮凝法一般是作为预处理方法来使用,因此絮凝法在印染废水中起着至关重要的作用,而高分子聚合物是广泛用于纺织印染废水脱色中的絮凝剂。超支化聚合物是一类新型的聚合物,其表面密布着大量末端官能团,且具有反应活性,可用于印染废水的絮凝脱色。本论文在调研超支化聚合物的性能及国内外染料废水脱色文献的基础上,研究了超支化聚酯季铵盐衍生物对模拟染料废水的絮凝作用,从而为更深入了解超支化聚酯季铵盐衍生物絮凝剂的絮凝机理提供更为详细的理论依据。主要研究内容如下： 首先,研究了超支化聚酯季铵盐衍生物(絮凝剂MHP)对染料的絮凝性能,考察了絮凝剂MHP用量对酸性染料和分散染料絮凝效果的影响。结果表明：所有短碳链C1衍生的絮凝剂(MHP1、MHP2和MHP3)的絮凝效果变化趋势相同,即染料废水的脱色效果随絮凝剂用量的增加而增强,絮凝作用强弱为MHP1MHP2MHP3；而另一类长碳链C12衍生的絮凝剂(MHP4)对染料有絮凝再稳现象,即脱色率随着絮凝剂用量的增加先增大后减小,最大值可达99%。 以絮凝剂MHP2和MHP4为代表,研究了溶液pH、水中离子和染料初始浓度对酸性染料和分散染料絮凝效果的影响。结果表明：溶液pH对染料的絮凝效果有重要影响,在酸性或中性条件下的脱色效果比在碱性条件下好；对于染料初始浓度的影响可知,当各染料浓度逐渐增大,絮凝剂MHP与染料的结合量先增大后减小；在絮凝的初始阶段,自来水中絮凝剂MHP对染料的脱色效果明显比在蒸馏水中好,而且也使得絮凝剂MHP4的最佳投加量范围变宽。 研究了絮凝剂MHP2和MHP4分别对模拟二元酸性和二元分散混合染料废水的脱色行为。结果表明：由于染料结构的差异,二元混合染料模拟废水中染料的脱除出现协同效应现象,即混合染料的脱色率比单染料存在时更高。 研究了絮凝剂MHP2和MHP4对酸性蓝80和分散红73在絮凝过程中脱色率、絮体粒径和形状变化的关系。结果表明：在静置过程中,絮体的粒径逐渐变大,同时脱色率也在增加,且由图像显示絮状体以三维方向发展,最后形成多孔隙的絮网。并通过研究染料及其絮体红外谱图的对比、絮凝剂用量的变化对絮体zeta电位的影响和水中离子对染料脱色率的影响可知,絮凝剂MHP与染料的絮凝是电中和、吸附架桥及螯合作用等几种机理共同作用的结果。 系统地研究了絮凝剂MHP2和MHP4对分散、酸性、直接和活性四类八种染料的絮凝脱色性能,结果表明：染料分子结构对脱色效果的影响十分重要,絮凝剂MHP对染料分子结构较小且呈线性的有较好的絮凝效果。 本研究不仅为进一步的脱色剂的研发奠定理论基础和实验依据,而且为采用絮凝方法处理污水提供了更有效的研究手段。