淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝剂在造纸废水处理中的应用研究

庄云龙 石秀春
（上海大学 环境科学与工程系，上海 200072）

　　淀粉与丙烯酰胺接枝共聚物（GCAS）是一类新型的变性淀粉，该共聚物是以淀粉亲水的刚性链为骨架，配以柔性的聚丙烯酰胺支键，构成刚柔相济的网状结构，其分子中的羟基和酰胺基团对废水具有絮凝效应。由于其支化结构适当地分散了絮凝基团，在水中有较大的空间体积和细长的支链，因此，在一定的条件下，絮凝效果优于一般的无机絮凝剂和有机絮凝剂。另外，还由于其适用范围广，用量少，成本低，不产生二次污染，是一种新型的废水处理剂。本文使用本实验室研制的颗粒淀粉与丙烯酰胺接枝共聚产物（Graft Copolymer of Acrylamide on Starch 简称：GCAS）作絮凝剂对废纸脱墨废水进行处理，获得良好的效果。通过实验探讨了淀粉接枝聚丙烯酰胺的加入量，废水的pH及絮凝时间对絮凝效果的影响，确定了淀粉接枝聚丙烯酰胺处理废纸脱墨废水的最佳条件。

1.研究方法

1.1 絮凝试验步骤
　　在一定量的废水中加入一定量的GCAS的水溶液，用电动搅拌器搅拌废水溶液，以140转/分搅拌1分钟，再以30转/分搅拌3分钟后静置一定的时间，然后用分光光度计测量上清液的透光率。改变GCAS的加入量Q%（以在废水中的百分含量计），废水pH值及絮凝时间t（即静置时间），多次重复实验。
1.2 工作波长的选择
　　实验用722型光栅分光光度计测量废纸脱墨废水的吸光度，脱墨废水的最大吸收波长为380nm，因此，实验选择380nm作为工作波长。

2. 结果与讨论

2.1 GCAS加入量对絮凝效果的影响
　　本文采用分光光度计测量废水的透光率T%来表示絮凝效果。图1为不同的GCAS加入废纸脱墨废水（pH为5.0，静置3小时）后加入量Q%同透光率T%的关系曲线。

　　由图1可见，随着GCAS加入量的增加，透光率迅速增加。加入量为0.08%时，透光率达78.2%，絮凝效果好，继续增加GCAS的加入量，透光率增加不明显，絮凝效果未得到进一步增加。因此，处理废纸脱墨废水时，GCAS的最佳加入量为0.08%。
2.2 pH值对絮凝效果的影响
　　图2为加入0.08%GCAS絮凝剂于不同pH值的脱墨废水中，经过3小时静置后，测得的透光率T%与pH值的关系曲线

　　曲线表明了在pH为4.0-5.5范围内，T%基本不变，pH在6.0-7.0之间，T%大幅度减小，pH大于7.0后，T%趋于稳定，随着pH的增加，T%无明显减小。因此，采用GCAS处理废纸脱墨废水时，废水的pH应调节到pH值为5左右，才能得到最佳的絮凝效果。
　　废纸脱墨时，通常需加脱墨剂、碱剂等化学品，因此废纸脱墨废水呈现碱性，通常pH值为10左右，在其中含有较多的OH^-离子，由于电荷之间的斥力，阻碍了GCAS同杂质离子的结合，因此在废水的pH值大于7时，絮凝效果较差，当pH小于7时，絮凝效果才有明显增加，达到pH值为5左右时，絮凝效果最佳。
2.3 絮凝时间对絮凝效果的影响
　　絮凝时间即絮凝剂加入废水之后的静置时间对絮凝效果也有较大的影响。随着时间t的增加，透光率T%渐渐增加，t为21小时，T%最大，t继续增加，T%趋于稳定，基本不变，t到42小时以后，T%略有变化。因此用GCAS作为絮凝剂处理废纸脱墨废水，絮凝时间以21小时为准。

3 结论

　　淀粉接枝聚丙烯酰胺（GCAS）是一种新型的废水处理剂，本工作已表明，该共聚物可作为絮凝剂来处理废纸脱墨废水。用该共聚物处理废纸脱墨废水时，加入量为废水的0.08%，废水的pH值应调节在5左右，絮凝时间为21小时左右。