壳聚糖在水处理中的应用研究进展

水 质 、 水工 艺 的净 水 效 率 及 饮 用 水 水 质 的重 要 指 净
标 。天然水体中由于粘土细菌等的存在 而成为负 电 性的胶体体系， 壳聚糖作为一种长链型 阳离子高聚 体 ， 同时起 到 电中 和凝聚 及粘 结 架桥 的双重 作用 ， 可 具有优越的絮凝特性。Ｈ ａｇ ｕｎ 等研究 了壳聚糖对斑
物， 是一 种 白色 无 定 型 、 透 明 的 片 状 固 体 ， 溶 于 半 难
水， 而溶于酸中。而甲壳素是动物、 昆虫的外骨骼 的 主要成分 ， 是地 球 上 存 在 的数 量 仅 次 于 纤 维 素 的 第 二大天然有机化合物。壳 聚糖作 为絮凝剂 ， 具有天 然、 无毒、 可降解的性质。壳聚糖的大分子链上分布 着许 多羟 基 、 基及 一 些 Ｎ一乙酰 氨基 ， 在酸 性 溶 氨 可 液中形成高电荷密度的阳离子聚电解质 ， 也可借助 氢键 或离 子键 来形 成类 似 网状 结 构 的笼 形 分 子 ， 从 而络合去除许多有毒有害 的重金属离子。因此 ， 壳
质量大的壳聚糖架桥作用强 ， 絮凝效果好。
贵 州 化
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工
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３ ・ ４
Ｇ ｉ ｏ Ｃ ｅ ｃｌｎ ｕ ｔ ｕｚ ｕ ｈ ｍｉａｌｄ ｓｒ ｈ ｙ
第３ ５卷第 ４期
投 加量 与原水 浊 度 呈 线性 关 系 。Ｄｖｋｒ 研 究 了 ｉ ａａ等 ａ 用 壳聚糖 絮凝 处 理 单 一 高 岭土 配 水 的效果 ， 度 去 浊 除的有效 ｐ Ｈ值 范 围是 ７０～７５ ， 加 壳 聚糖 絮凝 ． ． 投
活 性炭 。
Ｂａ ｋｙ ｒ￣ ａａ等将壳 聚糖 谷 氨酸 与氢 氯化 物用 于 饮
用水的处理 ， 结果表 明壳聚糖盐能有效去除水中溶 解性腐植酸及有机物。壳聚糖在吸附去 除饮用水中 有 害 物 质 的 同 时， 吸 附水 中 Ｋ Ｃｎ、 ¨、 不 、 ａ Ｍｇ Ｓ 、１、 Ｃ 等 ， Ｏ Ｃ 一 Ｈ Ｏ 一 不影响天然水体的本底浓度，
水仍 可用 于淡水 养殖 。 ４ ４ 去 除残 留铝 ．
剂 ｈｇＬ， ｎ／ 浊度去除率超过 ９ ％ ， ｐ ０ 而 Ｈ值超过这一 范围， 去除率会大大降低 。用壳 聚糖絮凝处 理单一 高岭土悬浊液时 ， 只在很窄的 ｐ Ｈ范围内， 壳聚糖才
能与高岭 土颗 粒 形 成 良好 的 聚合 ， 处 理 絮 凝 斑脱 而 土悬浮液 时 ， 宜 的 ｐ 值 范 围却 较 广 。因此 ， 适 Ｈ 当浊 水 中所含 有 与高 岭 土 类 似 的颗 粒 物 时 ， 要 加 人适 需
４ 壳聚糖在 地表 水处理 中的应 用
４ １ 去 除水体 中悬浮 物 ．
水体 中各种悬 浮 物 、 体物 质 、 胶 浮游 生 物 和微 生
物 等杂 质 的含量 与浊 度紧密 相关 。浊 度是 评 价水 源
２ 壳聚糖絮凝性 能原 理
前人研究认为 ， 聚糖的絮凝机理是电中和作 壳 用和吸附架桥作用 的结合。在稀 酸溶液 中， 壳聚糖
典型的阳离子 聚电解质 ， 能够吸附絮凝废水 中有机物 ， 同时其氨基还能鳌合去除许多重金属 离子 ， 是一种 优 良的水
处理剂。本文介绍 了它在水处理 中的研究 和应 用情 况。 关键词 壳 聚糖 吸附 絮凝 重金属 有机 物 Ａ 污废 水 文章 编号 １０ ９ １ （０ ０ ０ ０ ８— ４ １ ２ １ ）４—０ ３ ０ ０ ３— ４ 中图分类 号 Ｔ ０５４ Ｑ ８ ． 文献标识码
且 有抑 菌 、 菌 作用 ， 饮 用 水 净 化 的 理 想 吸 附剂 。 杀 是 徐 廷 国等将 壳 聚糖 应 用 与 饮 用水 的 处 理 ， 果 表 明 结 壳 聚糖 能有 效抑 制亚 硝酸盐 形 成 。 Ｊ
环保 局 已批准壳 聚糖 作 为饮 用水 的净化剂 。
Ｈ Ｎ１ ２ － １ ＣＨ２ Ｏቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
聚糖 被认 为是很 有潜 力 的有 机 絮凝 剂 之一 。 由于 其
在 给水应 用和 水 处 理 中显 示 了独 特 的优 越 性 ， 国 美
和气味， 并且具有杀菌作用。方华丰等将壳聚糖包 裹 活性 炭经 戊 二醛 交 联 形 成 颗 粒 ， 以其 作 为 吸附 饮
用 水 中的 消毒 副产 物 三 氯 甲烷 ， 吸 附效 果 要 好 于 其
值 ４— ７时浊度可从 ３Ｎ Ｕ 浊度单 位 ， 同） ０Ｔ （ 下 下降 为 ０５Ｎ Ｕ ．６ Ｔ 。进一步试验表 明， 壳聚糖作为絮凝 剂 处理斑脱土悬浊液时 ，Ｈ值并非是影响絮凝效果的 ｐ 主要因素， 原水浊度 为 ４ Ｎ Ｕ ｐ ５ Ｔ ，Ｈ值 在 ４— ９范 围 内， 浊度去除率均能达 到 ９ ％ 以上， 聚糖 的最 佳 ０ 壳
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第３ ５卷第 ４期
壳聚糖在水处理 中的应用研究进 展
陈 夕
（ 贵州大学资源与环境工程学 院， 贵州 贵 阳 ５ ０ ０ ） ５０ ３ 摘 要 壳聚糖作为一种来源广 泛的无 毒无害的高分子聚合物 ， 因其在 酸性溶液 中其 氨基 可结合 Ｈ 是一种 ，
脱 土配水 的絮凝 。在原 水浊 度 相 同 的情 况下 ， ｐ 在 Ｈ
上的氨基质子化为 Ｎ ， 使壳聚糖表面带正 电， Ｈ ， 可
以中和胶体的表面负电荷降低其 Ｚ ｔ ｅ ａ电位 ， 使胶体 脱稳。作为有机大分子 ， 壳聚糖 在絮凝 中还起 到吸 附架桥的作用。一般认为 ， 吸附架桥在壳 聚糖 絮凝 中起主要作用 。架桥作 用 的效 率 由壳 聚糖 黏度决 定， 而黏度受相对分子质量影响很大 ， 因此相对分子
１ 壳聚糖絮凝 剂简介
壳 聚糖 （ｈｔ ａ ） 学 名 一（ ｃｉｓｎ ， ｏ １—４ ２一氨 基 ）一
一
３ 壳聚糖在饮 用水处理 中的应 用
壳聚糖因其天然、 无毒、 安全性被美 国环保局批
准 作 为饮用 水净 化剂 ， 来去 除水 中的颗 粒 物质 、 色 颜
２一 氧 一Ｄ 一葡 萄 糖 ， 甲壳 素 的脱 乙 酰 化 产 脱 是