殼聚糖改性膜制備及其對(duì)海產(chǎn)品加工廢水處理研究.pdf

1、殼聚糖(CS)膜機(jī)械性能差、脆性大、抗水性差、易降解且不適用于酸性環(huán)境，在實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)其適當(dāng)改性。鑒于CS主鏈上含有氨基-NH2、羥基-OH等化學(xué)基團(tuán)，易于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故本研究擬采用三種方法進(jìn)行改性，從而改善CS膜的結(jié)構(gòu)、性能，使之更好的應(yīng)用于目標(biāo)廢水的處理與凈化。 針對(duì)CS膜存在的問(wèn)題，本研究選取CS-硝酸鑭有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化膜、CS-戊二醛交聯(lián)膜、CS-聚乙烯醇(PVA)共混膜等三種CS改性膜的制備工藝條件進(jìn)行優(yōu)化研究

2、，通過(guò)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)優(yōu)化膜制備的主要工藝參數(shù)，以CS改性膜對(duì)牛血清蛋白(BSA)的滲透通量和截留率為指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：最優(yōu)CS-肖酸鑭有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化膜既能保證93％的高截留率，還能獲得較高的滲透通量(9.86ml·h-1·cm-2)：最優(yōu)CS-戊二醛交聯(lián)膜改性膜對(duì)BSA的滲透通量為9.93ml·h-1·cm-2，截留率可達(dá)90％；最優(yōu)CS-PVA共混膜對(duì)BSA的滲透通量為8.95ml·h-1·cm-2，截留率為83％。從而可以得到：

3、與其他兩種CS改性膜相比，CS-硝酸鑭具有較高的滲透通量和截留率。 在最佳制膜工藝的基礎(chǔ)上，制備了一系列的CS改性膜，利用紅外光譜和掃描電鏡對(duì)CS改性膜的進(jìn)行表征。通過(guò)對(duì)改性CS膜的紅外光譜分析可知：由于CS的-NH2或-OH參與反應(yīng)，從而削弱了CS的-NH2和-OH之間的氫鍵作用，并且破壞了CS膜的結(jié)晶狀態(tài)，因此可以改善改性膜的機(jī)械強(qiáng)度。從對(duì)膜的SEM分析中可以看出，CS-戊二醛交聯(lián)膜和CS-PVA共混膜膜表面較CS膜粗糙程

4、度增加，顆粒狀結(jié)構(gòu)的粒徑增大，顆粒之間具有明顯的孔隙結(jié)構(gòu)，其中尤以CS-戊二醛交聯(lián)膜的顆粒粒徑最大。相比之下，CS-硝酸鑭雜化膜膜表面相對(duì)比較平整，并有較大孔徑的微孔出現(xiàn)；由對(duì)一系列在不同PEG分子量和用量條件下制備的CS-硝酸鑭有機(jī).無(wú)機(jī)雜化膜的掃描電鏡分析中可知：鑄膜體系中加入PEG對(duì)CS改性膜表面的微觀形態(tài)和性能有顯著影響。在一定范圍內(nèi)，隨著PEG分子量和用量增大，膜表面的粗糙化、顆?；潭仍絹?lái)越大，顆粒的粒徑和微孔尺度也不斷增大

5、。 近年來(lái)，隨著海產(chǎn)品加工業(yè)的興起，海產(chǎn)品加工廢水成為環(huán)境污染的又一突出問(wèn)題。本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了CS-硝酸鑭有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化膜的截留分子量為60000～70000。利用此改性膜，結(jié)合粗濾，可以對(duì)鮫鯨魚(yú)、鱈魚(yú)、馬哈魚(yú)的魚(yú)片加工廢水中的有機(jī)顆粒碎屑和水溶蛋白質(zhì)進(jìn)行有效截留，CODcr去除率達(dá)到82.6％～90％，蛋白質(zhì)的截留率達(dá)到90％以上。但是由于海產(chǎn)品加工廢水經(jīng)處理后CODcr濃度仍然比較高(>100mg/L)，需要進(jìn)一步的處