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变性淀粉絮凝剂的制备及在马铃薯淀粉废水处理中的应用研究

谢安  
【摘要】: 本文针对马铃薯淀粉加工产业中废水处理工艺技术问题,选取马铃薯淀粉为原料,进行了高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂的研制及其在污水处理中的工艺应用研究。 论文首先对马铃薯淀粉厂废水进行成分分析,确认其蛋白质含量高(2.17%)是引起淀粉废水化学需氧量COD值(49000mg/L)严重超标的主要原因。其次通过传统絮凝剂在马铃薯淀粉废水的试验研究,确定阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)与聚合氯化铝(PAC)复配使用效果较好,与聚合硫酸铁(PFS)复配使用效果次之,并通过正交试验得到CPAM与PFS复配使用的最佳工艺参数:当CPAM使用浓度1.0‰,PFS使用浓度2.0‰,水样pH值为6.0时,废水COD去除率可达53.16%。再次进行了高取代度阳离子变性淀粉(CMS)絮凝剂制备实验研究,确立了以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMA)为阳离子醚化剂,采用预干燥法进行制备;在CHPTMA占淀粉干基量55%,NaOH与CHPTMA摩尔比为1:1,反应温度85℃,反应时间5h的条件下可制备取代度为0.3903的CMS,并通过对电镜和中红外光谱分析,验证了此工艺制备CMS的可行性。将制得的CMS应用于马铃薯淀粉厂废水研究,比较发现CMS絮凝剂与聚合硫酸铁(PFS)复配使用可取得更好的效果,优化获得其最佳工艺参数为:当CMS使用浓度为1.2‰,PFS使用浓度为1.5‰,水样pH值为7.0时,废水COD去除率可达64.31%,并证明CMS优于CPAM与PFS的复配效果。最后初步探讨了CMS与丙烯酰胺接枝共聚物絮凝剂的制备工艺以期获得更好的COD去除效果。研究表明:使用取代度为0.0697的CMS制备阳离子变性淀粉丙烯酰胺接枝共聚物可获得更好的效果,并且当共聚物使用浓度为0.2%o,PFS使用浓度为1.5‰,水样pH值6.0时,废水COD去除率提高至68.21%。


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