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                                    改性紅薯淀粉的制備技術
                                    作者: 發布日期:2020-05-04

                                    天然紅薯淀粉是一種無毒、可生物降解物質.采用微波輻射技術,用陽離子醚化劑對紅薯淀粉進行改性,制備了改性紅薯淀粉絮凝劑,并用其處理印染廢水。結果表明,制備改性紅薯淀粉的較佳工藝條件為:反應體系含水量32%,淀粉與腿化劑質量比11.01,NaOH與醚化劑質量比1.17,輻射時間3微波功率180W.探討了用改性紅薯淀粉處理印染廢水的工藝條件,在常溫下,當攪拌速度為250r/rmn、攪拌時間為30nnn、改性紅薯淀粉用量為4g/L.pH值為8時,處理效果最好,對印染廢水的脫色率達以上。

                                      隨著我國經濟的發展,工業化程度的深入,環境污染和環境保護正日益成為一個社會課題,其中水源保護和水污染的整治在環境科學中巳占據了重要位置,并正成為人們關注的焦點.水污染包括工業廢水和生活廢水污染兩種,在工業廢水中,紡織工業、紙漿工業的廢水占有相當大的比例。

                                      據不完全統計,隨著我國印染工業的發展,尤其是鄉鎮印染業的崛起,每年大約有7億t印染廢水排入各類用水環境中由于印染廢水成分復雜,隨著產品更換,染料、漿料、洗滌劑、化學助劑以及果膠、油脂等廢棄物的排放,對廢水治理提出更嚴峻的要求。因此,其綜合治理巳成為國內外環境科學界急需解決的一大難題.121色度是印染廢水處理后能否達到排放標準的最主要指標之一,也是較為棘手的難題。目前有多種治理方法,在眾多印染廢水處理技術中,用天然高效有機絮凝劑處理印染廢水已經成為研究的重點之一|M|,如陽離子改性淀粉絮凝劑的研究和應用。

                                      改性淀粉作為天然高分子碳水化合物改性而得的水處理劑,處理印染廢水效果較好,對環境無毒無害,且處理殘渣易被微生物降解.不會對環境造成二次污染。被改性淀粉絮凝或吸附的污染物比較容易回收利用.在殘渣無重金屬污染的前提下,可直接作農肥,或在堆肥的過程中自然降解。目前制備陽離子改性淀粉多是以玉米淀粉、馬鈴薯淀粉或木薯淀粉作原料,極少有使用紅薯淀粉作原料的。本試驗主要研究了微波法陽離子改性紅薯淀粉絮凝劑的干法合成及對印染廢水的脫色處理。通過正交試驗和單因素試驗,探討了微波干法制備改性紅薯淀粉絮凝劑的主要影響因素和最佳改性條件;通過單因素試驗,探討了用改性紅薯淀粉絮凝劑處理印染廢水的最佳脫色工藝條件。

                                      1試驗

                                      1.1材料與儀器

                                      原料與試劑:陽離子醚化劑(3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨,以下簡稱醚化劑,工業品,質量分數69%);紅薯淀粉(食用級);氫氧化鈉、無水乙醇、鹽酸均為分析純;印染廢水取自黃石某印染廠.

                                      儀器:SKFG-01型電熱恒溫鼓風干燥箱;AB204-N型電子分析天平;WD900ASL23-K5電腦型微波爐;722N型可見分光光度計;SHZ-D[III]型循環水式真空泵;gg-4型六聯電動攪拌器;THZ-82型微電腦恒溫振蕩器。

                                      1.2微波改性紅薯淀粉絮凝劑的制備

                                      將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨與氫氧化鈉水溶液按一定比例混合,攪拌,迅速將混合物噴灑到紅薯淀粉上,混合均勻,放人微波爐內,于不同功率下反應,反應完成后,粗產品以無水乙醇洗滌、抽濾,在烘箱中50弋以下干燥,即得改性紅薯淀粉絮凝劑。

                                      1.3硅藻土模擬水樣的制備

                                      將硅藻土用碾缽碾細后通過160目篩,向1000mL水中加人5.0g硅藻土,快速攪拌15min混合均勻后,再慢速攪拌15min,然后靜置沉降15min,取上層清液作為試驗模擬水樣。

                                      1.4絮凝試驗

                                      在100mL硅藻土模擬水樣中加入0.2g不同條件下制備的改性紅薯淀粉絮凝劑,快速攪拌15min,再慢速攪拌15min,然后靜置沉降15min,取上層清液在波長為550nm處測定其透光率1.5分析

                                      透光率和脫色率均用分光光度法測定.脫色率=(A-MM^xlOOW.式中4為處理前印染廢水的吸光度;A為處理后廢水的吸光度.

                                      取100mL印染廢水6份,在PH=6(印染廢水的自然pH值)、常溫條件下,分別加人不同量的改性紅薯淀粉絮凝劑,230r/min攪拌反應20min后,脫色率結果見表4.

                                      表4改性紅薯淀粉絮凝劑用量對絮凝作用的影響絮凝劑用量/[g-(100mL}-1]0.10.20.30.40.50.6

                                      脫色率/%51.860.368.871.771.972.0

                                      由表4可知,隨著改性紅薯淀粉絮凝劑用量的增大,脫色率逐漸增大,在0.4g/100mL時脫色率達到了71.7%,用量超過0.4g/100mL后其脫色率趨于平穩,從節約成本考慮,控制改性紅薯淀粉絮凝劑用量為0.4g/100mL,即4g/L.

                                      2轉速

                                      取100mL印染廢水6份,在PH=6、常溫下各加人0.4g改性紅薯淀粉絮凝劑,分別在不同轉速下攪拌反應20min后,脫色率結果見表5.表5轉速對絮凝效果的影響反府轉速/(rmin-1}190210230250270290脫色率/%60.568.271.380.477.174.6

                                      由表5可知,轉速從190r/min增大到250r/min,脫色率逐漸增大,轉速超過250r/min后,脫色率又逐漸減小,因此,控制轉速為250r/min.

                                      3攪拌時間取]00mL印染廢水5份,在PH=6、常溫下各加人0.4g改性紅薯淀粉絮凝劑,在250r/min下攪拌反應不同時間后,脫色率結果見表6.

                                      表6攪拌時間對絮凝效果的影響攬梓時間/min1020304050脫色率/%75.581.085.681.169.2

                                      表6說明,攪拌時間從10min增大到30min,脫色率逐漸增大,30min以后,再延長攪拌時間脫色率逐漸減小,因此,攪拌30min為宜。2.2.4pH值

                                      在5個燒杯中各加人100mL印染廢水,用HQ或NaOH調至不同PH值,均加人0.4g改性紅薯淀粉絮凝劑.在常溫、250r/min條件下振蕩反應30min后,脫色率結果見表7。表7印染廢水的pH值對絮凝效果的影響pH值246810脫色率/%59.975.485.089.376.8

                                      表7表明,用改性紅薯淀粉處理印染廢水時,在酸性條件下絮凝效果較差,在pH6-8絮凝效果較好,當PH=8時,脫色率達89.3%。3結論

                                      (1)微波干法制備改性紅薯淀粉的工藝條件為(紅薯淀粉)/m(醚化劑)為11.01、m(NaOH)/m(醚化劑)為1.17、輻射時間3min、微波功率180W.

                                      (2)用改性紅薯淀粉處理印染廢水,在常溫,pH為8,250r/min攪拌反應30min條件下,當改性紅薯淀粉用量為4g/L時,對印染廢水的脫色率達89%以上。

                                      (3)改性紅薯淀粉絮凝劑是利用天然紅薯淀粉改性而得的水處理劑,對環境無毒無害,且其處理殘渣易被微生物降解。

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