你好,欢迎来到诸城市隆鑫环保机械科技有限公司一体化污水处理设备的网站!

一体化污水处理设备咨询热线:
18053633818
栏目导航
新闻动态
新闻动态
联系我们
服务热线
15966164777
电话:15966164777
0536-6593388
QQ:2119755318
邮 编:262200
地址:山东省诸城市龙都工业园
含氟污水吸附技术-一体化污水处理工艺流程
浏览: 发布日期:2018-01-23

  1 引言(Introduction)

  氟是一种天然存在于土壤、水和空气中且人体必需的微量元素, 然而过量摄入氟会对牙齿和骨骼造成损害, 阻碍儿童生长和发育, 并导致多器官病变, 世卫组织建议饮用水中氟离子浓度为0.5~1.5 mg·L-1.现代工业的快速发展, 加剧了水源中氟污染, 严重威胁着人类健康.国内外对含氟污水的处理技术主要有吸附、沉淀、离子交换、膜分离和电凝结等方法,生物吸附法由于对氟化物的高去除效率和环境友好性被广泛研究。

  壳聚糖是一种碱性多糖聚合物, 分子量大, 结构中的羟基和氨基对氟离子均具有较好的吸附性。羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl chitosan, CMCTS)是壳聚糖通过化学改性得到的水溶性多糖衍生物, 正价铵离子的电荷吸附及羟基的偶极配位, 提升了对氟离子吸附能力。葡聚糖是仅由α-D-吡喃葡萄糖单体聚合而成的一种多糖, 其独特的三维空间结构, 使其具有对生物毒素、有害元素等的高吸附特性等(2015)将壳聚糖和纤维素两种物质进行复合, 并将制备的磁性微球用于污水中重金属的脱除, 提高了对重金属的脱除率, 同时材料的再生性好, 符合可持续发展的要求.这表明多糖复合物可以形成协同增效作用, 作为新型吸附材料具有良好的吸附性能和应用前景.

  基于此, 本文采用两种具有高效吸附性能的羧甲基壳聚糖和葡聚糖制备复合微球, 研究协同性下复合微球对水中氟离子的吸附作用, 探讨复合微球吸附氟离子的动力学和热力学特征, 以期为污染水体中氟的脱除提供新思路.

  2 材料与方法(Materials and methods)2.1 材料与试剂

  羧甲基壳聚糖(食品级, 含量≥95%, 取代度85%)由江苏南通绿神生物工程有限公司提供;葡聚糖是以酵母细胞壁为原料, 以微波辅助碱-酶法提取(杨锡洪等, 2016);其它试剂均为分析纯.

  2.2 仪器与设备

  TGA/SDTA851e热重/同步差热分析仪(梅特勒-托利多仪器有限公司);PF-1-01氟离子选择电极(上海雷磁仪器厂);TMS-PRO质构仪(美国FTC公司);S-4800扫描电镜(日立公司);NICOLET NEXUS 470傅立叶变换红外光谱仪(美国Thermo公司).

  2.3 实验方法2.3.1 羧甲基壳聚糖-葡聚糖复合微球的制备

  称取羧甲基壳聚糖2.50 g于50 mL纯水中, 搅拌至完全溶解, 加入葡聚糖0.50 g, 搅拌均匀, 配制成羧甲基壳聚糖-葡聚糖混合溶液.用恒流泵以50滴·min-1的速度滴入200 mL 0.1 mol·L-1盐酸溶液中并不断搅拌呈球形颗粒, 滴完后继续搅拌5 min.用纯水洗至中性(pH试纸检测)后, 配制5%混合交联剂(2.5%戊二醛、2.5%甲醛), 以交联剂:微球=1:1(mL/g)混合后, 在40 ℃水浴加热1 h, 再于60 ℃水浴加热2 h进行交联.用纯水洗涤至中性, 4 ℃保藏备用(Xie et al., 2016).

  2.3.2 羧甲基壳聚糖和葡聚糖添加量优化

  羧甲基壳聚糖添加量:固定葡聚糖的添加量为1%, 分别添加4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%的羧甲基壳聚糖, 测定微球的硬度、弹性及对氟离子的吸附率.

  葡聚糖添加量:固定上述优化的羧甲基壳聚糖添加量, 分别添加0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的葡聚糖, 测定微球的硬度、弹性及对氟离子的吸附率.

  2.3.3 微球结构红外表征

  分别将羧甲基壳聚糖、葡聚糖和粉碎的复合微球各取1 mg, 加入0.1~0.2 g干燥的KBr混合均匀后压片, 利用红外光谱仪在400~4000 cm-1范围内扫描透光度, 扫描次数32次.

  2.3.4 复合微球质构及稳定性检测

  电镜扫描(SEM)检测:将复合微球真空冷冻干燥后, 在加速电压为1.00 kV的条件下电镜扫描.

  质构测定:取10颗微球平铺于质构仪测量托盘上, 用压缩探头(D=35 mm)对微球样品进行连续2次挤压.仪器设置参数:测试速度为60 mm·min-1, 形变百分量50%, 触发力0.5 N, 停留2 s, 数据采集速率200 pps (packet per second).

  pH稳定性:将微球分别置于H2SO4或NaOH配制的不同pH水溶液中, 浸泡1~24 h, 观察微球的表观特征及溶胀情况.

  热稳定性检测:取真空冷冻干燥后的复合微球, 采用热重分析/同步差热分析仪, 在流量为100 mL·min-1的空气气氛下, 以10 ℃·min-1的升温速率由常温升温至600 ℃, 测试微球样品的热重曲线和差热分析曲线.

  2.3.5 复合微球对氟离子的吸附作用

  氟离子的测定:准确吸取NaF标准溶液于5个50 mL容量瓶中, 加入25 mL总离子强度缓冲液, 10 mL稀盐酸(1+11), 加水定容, 倒入聚乙烯烧杯中.用去离子水调稳电位仪, 待电极电位仪读数达到370 mV以上, 从低浓度到高浓度测定系列标准溶液电位(盛晓风等, 2013).

  吸附率和吸附容量的测定:取40 mL NaF溶液(1 mg·mL-1), 用0.1 mol·L-1 HCl溶液和0.1 mol·L-1 NaOH溶液调节pH为5.0, 定容至50 mL, 加入3%(干重)的微球, 在50 ℃恒温摇床中, 以150 r·min-1的速度反应2 h.取反应溶液1 mL, 加入25 mL总离子强度缓冲溶液, 加入10 mL稀盐酸(1+11), 于50 mL容量瓶中定容, 进行测量.吸附率和吸附容量的计算公式如下:

含氟污水吸附技术-一体化污水处理工艺流程

(1)

含氟污水吸附技术-一体化污水处理工艺流程

(2)

诸城市隆鑫环保机械科技有限公司 一体化污水处理设备 一体化废水处理设备,一体化污水处理,一体化废水处理 版权所有
电话:18053633818  邮 编:262200
网址: 一体化污水处理设备技术支持:程锦网络科技 QQ:1003327937
山东潍坊市程锦网络科技有限公司专业从事全国一体化污水水处理设备、地埋式污水处理设备的、生活污水处理设备的厂家,兼营饮用水处理设备,锅炉水处理设备等服务,欢迎来电咨询!

生活污水处理设备 地埋式污水处理设备