親-疏水性可轉(zhuǎn)換殼聚糖絮凝劑脫除抗生素-重金屬的研究.pdf

1、目前，畜禽養(yǎng)殖廢水污染問題已越來越嚴重。而抗生素和重金屬往往共存于該類污水中，其治理已迫在眉睫。絮凝法是水處理過程中常用的方法之一，這種方法具有成本低、操作簡便、效果良好的特點，可以有效的提高水質(zhì)處理效率。但是，傳統(tǒng)的絮凝劑大多存在難降解、有殘留毒性的缺點。近年來，更多的研究者將關(guān)注的焦點轉(zhuǎn)向天然高分子絮凝劑。天然高分子絮凝劑具有無毒、來源廣、可再生、可降解的優(yōu)點，但是本身的溶解性較差、分子量較低且表面荷電量低，所以需要對其進行化學改性

2、，以提高其絮凝性能。本文針對抗生素、重金屬復合污染物的特點，設(shè)計并研究了親/疏水性可轉(zhuǎn)換的化學改性天然高分子絮凝劑的絮凝性能:
　　(1)以天然高分子材料殼聚糖作為原料，制備了一種可重復使用的具有親/疏水性可轉(zhuǎn)換能力的絮凝劑CS-g-PNNPAM，考察其對銅(Ⅱ)-TC模擬水樣的絮凝性能，銅(Ⅱ)和TC在水中可協(xié)同脫除并順序分離。在絮凝劑投加方式最佳時，銅(Ⅱ)和TC的脫除率均達到了90％以上。采用響應曲面(RSM)法詳細的研究了

3、水體溫度(T1)、絮凝劑母液溫度(T2)和絮凝劑投加量(Dosage)對絮凝性能的交互影響。并通過數(shù)學分析，得出了任意水體溫度下，為達到最優(yōu)的絮凝效果，絮凝劑母液溫度(T2)和絮凝劑投加量(Dosage)的最佳投加方案。通過實驗（絮體尺寸監(jiān)控、X射線光電子能譜分析和紫外光譜）和理論計算(密度泛函計算(DFT)和分子動力學模擬計算(MD))，研究了絮凝機理和CS-g-PNNPAM、TC、銅(Ⅱ)之間的界面交互作用。最終可以得到:銅(Ⅱ)和

4、TC之間的協(xié)同脫除作用促進了絮凝過程;TC-絮凝劑之間的交互作用（氫鍵和疏水作用）可轉(zhuǎn)換，影響了不同情況下的最佳投加方案。
　　(2)采用RSM法研究了CS-g-PNNPAM中接枝鏈鏈長對絮凝效果的影響。并詳細研究了水體溫度(T1)、絮凝劑母液溫度(T2)、絮凝劑投加量(Dosage)對絮凝性能的交互影響。整合得出了絮凝劑CS-g-PNNPAM使用的指導策略。此外，進一步考察了絮凝劑CS-g-PNNPAM對真實畜禽廢水中其它種類污

5、染物（重金屬鋅和抗生素磺胺嘧啶）的絮凝性能。銅(Ⅱ)-SDZ、鋅(Ⅱ)-TC和銅(Ⅱ)-TC在水中均可協(xié)同脫除，且在絮凝劑投加方式最佳時，脫除率達到了80％以上。
　　(3)除此之外，對絮凝劑和污染物的回收利用進行了研究與討論。從絮凝TC-銅(Ⅱ)之后產(chǎn)生的絮體中，通過回收液篩選，可將TC和銅(Ⅱ)依次從絮體中分離，使三者得以回收;且回收后的絮凝劑CS-g-PNNPAM可重復利用，回收率達到86.2％，絮凝劑重復使用性良好。