淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝劑在造紙廢水處理中的應(yīng)用研究
淀粉與丙烯酰胺接枝共聚物（GCAS）是一類新型的變性淀粉，該共聚物是以淀粉親水的剛性鏈為骨架，配以柔性的聚丙烯酰胺支鍵，構(gòu)成剛?cè)嵯酀?jì)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其分子中的羥基和酰胺基團(tuán)對(duì)廢水具有絮凝效應(yīng)。由于其支化結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)胤稚⒘诵跄鶊F(tuán)，在水中有較大的空間體積和細(xì)長(zhǎng)的支鏈，因此，在一定的條件下，絮凝效果優(yōu)于一般的無機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑。另外，還由于其適用范圍廣，用量少，成本低，不產(chǎn)生二次污染，是一種新型的廢水處理劑。本文使用本實(shí)驗(yàn)室研制的顆粒淀粉與丙烯酰胺接枝共聚產(chǎn)物（Graft Copolymer of Acrylamide on Starch 簡(jiǎn)稱：GCAS）作絮凝劑對(duì)廢紙脫墨廢水進(jìn)行處理，獲得良好的效果。通過實(shí)驗(yàn)探討了淀粉接枝聚丙烯酰胺的加入量，廢水的pH及絮凝時(shí)間對(duì)絮凝效果的影響，確定了淀粉接枝聚丙烯酰胺處理廢紙脫墨廢水的最佳條件。
1.研究方法
1.1 絮凝試驗(yàn)步驟
在一定量的廢水中加入一定量的GCAS的水溶液，用電動(dòng)攪拌器攪拌廢水溶液，以140轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?分鐘，再以30轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?分鐘后靜置一定的時(shí)間，然后用分光光度計(jì)測(cè)量上清液的透光率。改變GCAS的加入量Q%（以在廢水中的百分含量計(jì)），廢水pH值及絮凝時(shí)間t（即靜置時(shí)間），多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
1.2 工作波長(zhǎng)的選擇
實(shí)驗(yàn)用722型光柵分光光度計(jì)測(cè)量廢紙脫墨廢水的吸光度，脫墨廢水的最大吸收波長(zhǎng)為380nm，因此，實(shí)驗(yàn)選擇380nm作為工作波長(zhǎng)。
2. 結(jié)果與討論
2.1 GCAS加入量對(duì)絮凝效果的影響
本文采用分光光度計(jì)測(cè)量廢水的透光率T%來表示絮凝效果。圖1為不同的GCAS加入廢紙脫墨廢水（pH為5.0，靜置3小時(shí)）后加入量Q%同透光率T%的關(guān)系曲線。
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由圖1可見，隨著GCAS加入量的增加，透光率迅速增加。加入量為0.08%時(shí)，透光率達(dá)78.2%，絮凝效果好，繼續(xù)增加GCAS的加入量，透光率增加不明顯，絮凝效果未得到進(jìn)一步增加。因此，處理廢紙脫墨廢水時(shí)，GCAS的最佳加入量為0.08%。
2.2 pH值對(duì)絮凝效果的影響
圖2為加入0.08%GCAS絮凝劑于不同pH值的脫墨廢水中，經(jīng)過3小時(shí)靜置后，測(cè)得的透光率T%與pH值的關(guān)系曲線
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曲線表明了在pH為4.0-5.5范圍內(nèi)，T%基本不變，pH在6.0-7.0之間，T%大幅度減小，pH大于7.0后，T%趨于穩(wěn)定，隨著pH的增加，T%無明顯減小。因此，采用GCAS處理廢紙脫墨廢水時(shí)，廢水的pH應(yīng)調(diào)節(jié)到pH值為5左右，才能得到最佳的絮凝效果。
廢紙脫墨時(shí)，通常需加脫墨劑、堿劑等化學(xué)品，因此廢紙脫墨廢水呈現(xiàn)堿性，通常pH值為10左右，在其中含有較多的OH-離子，由于電荷之間的斥力，阻礙了GCAS同雜質(zhì)離子的結(jié)合，因此在廢水的pH值大于7時(shí)，絮凝效果較差，當(dāng)pH小于7時(shí)，絮凝效果才有明顯增加，達(dá)到pH值為5左右時(shí)，絮凝效果最佳。
2.3 絮凝時(shí)間對(duì)絮凝效果的影響
絮凝時(shí)間即絮凝劑加入廢水之后的靜置時(shí)間對(duì)絮凝效果也有較大的影響。隨著時(shí)間t的增加，透光率T%漸漸增加，t為21小時(shí)，T%最大，t繼續(xù)增加，T%趨于穩(wěn)定，基本不變，t到42小時(shí)以后，T%略有變化。因此用GCAS作為絮凝劑處理廢紙脫墨廢水，絮凝時(shí)間以21小時(shí)為準(zhǔn)。
3 結(jié)論
淀粉接枝聚丙烯酰胺（GCAS）是一種新型的廢水處理劑，本工作已表明，該共聚物可作為絮凝劑來處理廢紙脫墨廢水。用該共聚物處理廢紙脫墨廢水時(shí)，加入量為廢水的0.08%，廢水的pH值應(yīng)調(diào)節(jié)在5左右，絮凝時(shí)間為21小時(shí)左右。
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