摘要：用壳聚糖对天然钙基膨润土进行有机改性，并对其进行了比表面积测定，电镜扫描及红外光谱分析，用改性土处理高浓度味精废水，考察了最佳处理条件。结果表明：投土量为14g/L废水，pH值为8，搅拌时间30min，离心时间10min为处理味精废水的最佳条件。该改性膨润土对味精废水中CODcr的去除率可达60%，NH3-N的去除率达37%。

　　关键词：膨润土;改性;壳聚糖;味精废水

　　Abstract：Ca-bentonite was modified by chitosan, and analyzed by specific surface area,SEM and IR.Using the bectonite modified removaled MSG wastewater .The optional conditions for MSG wastewater are determined.The experiment results are as follows:dosage of chitosan modified bentonite is 14g/L,pH value is 8;the mixing time and centrifugation time are 30min and 10min respectively.The removal effciency on CODcr of MSG wastewater was 60% and the NH3-N removal effciency was 37% by using chitosan modified bectonite.

　　Keywords：bentonite;modified;chitosan;MSG wastewater

　　味精生产是我国发酵工业的主要行业之一。味精生产分为水解法和发酵法两大类，我国味精基本上以淀粉质和糖质原料(如大米、淀粉、糖蜜)通过发酵法生产，味精生产废水主要来源于提取味精后的发酵废液，浓缩结晶遗弃的结晶母液，以及各种洗涤、消毒废水，是一种难处理的高浓度有机废水，含有大量有机物和多种营养盐，排放量较大 [1-2]。目前,味精废水处理多采用生物法处理，但处理后出水的COD值较高，且设备投资大、占地大、运行维护费用较高。本实验以壳聚糖为改性剂，对钠化改型后的膨润土进行有机改性,制备了一种新型、廉价的负载壳聚糖膨润土吸附剂，用于处理高浓度味精废水。

　　1 实验

　　1.1实验仪器及材料

　　试剂：钙基膨润土(来自黑山，化学组成见表1)，碳酸钠，壳聚糖(脱乙酰度90%)，5% 醋酸溶液，味精废水(沈阳某味精废水厂提供，原水水质见表2)

　　表1原土的化学组成

　　Table 1 Chemical composition of original bentonite SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O TiO2 MnO H2O 烧失量 56.4 15.88 4.27 2.22 0.75 2.45 1.60 0.48 0.09 15.49 15.28 表2 原水水质指标

　　Table 2 Water quality indicators of original MSG wastewater pH CODcr浓度(mg/L) NH3-N浓度(mg/L) SO42-浓度(mg/L) 2.0-2.5 19000-21000 22000-24000 55000-60000 主要仪器：721型原子吸收分光光度计、 Coalter Omnisorp吸附仪、JSM-6360LV扫描电子显微镜、、磁力搅拌器、数字式酸度计、离心机、干燥箱、分析天平、微波炉

　　1.2负载壳聚糖膨润土的制备

　　用5%的醋酸溶液缓慢溶解壳聚糖，配成7.5g/L的壳聚糖溶液。用此溶液将钠化膨润土调成糊状，使之充分浸润。将此糊状物置于微波炉中加热，研磨、过筛，制成负载壳聚糖膨润土。

　　1.3实验方法

　　取200mL稀释100倍后的味精废水，加入定量负载壳聚糖膨润土，调节pH后经搅拌，离心取上层清液，测定其CODcr(重铬酸钾法)[6]，NH3-N(纳氏试剂光度法)[7]，最后计算去除率。

　　2 结果与讨论(Results and Discussion)

　　2.1搅拌时间对处理效果的影响

　　固定投土量为10g/L，离心时间8min，pH=8.4，改变搅拌时间，考察不同搅拌时间对处理效果的影响。结果见图1

　　图1搅拌时间对处理效果的影响

　　Fig 1 Influence of mixing time on treatment effect

　　搅拌可使负载壳聚糖膨润土与味精废水中的胶体微粒充分接触混合,形成相异电荷的反应体系,在静电吸引和电性中和等作用下而脱稳沉降。由图1可知，搅拌时间小于30min时，去除率随搅拌时间的增加而增大。当搅拌时间大于30min，由于剪应力过大可能打碎已经凝聚和絮凝的絮状沉淀物,反而使CODcr和NH3-N去除率下降。综合考虑，选择30min为最佳搅拌时间。

　　2.2 投土量对处理效果的影响

　　固定搅拌时间30min，离心时间8min，pH=8.4，改变投土量，考察不同投土量对处理效果的影响。结果见图2。

　　图2投土量对处理效果的影响

　　Fig 2 Influence of dosage of chitosan modified bentonite on treatment effect

　　壳聚糖改性膨润土的加入，中和了污染物胶粒表面负电荷，使ζ电位降低，同时，在吸附架桥作用下使污染物沉降下来。由图2可知投土量加入过少，则架桥作用和静电中和作用不完全。投土量加入过多，则可能形成饱和态的带絮微粒,体系出现再稳现象，处理效果不佳。在投土量为14g/L时，CODcr的去除率为最大，而NH3-N的去除率在投土量为12g/L-14g/L范围内，始终在24%左右变化不大。所以，本实验选择投土量14g/L为最佳。

　　2.3 pH对处理效果的影响

　　固定投土量为14g/L，离心时间8min，搅拌时间30min，改变pH，考察不同pH对处理效果的影响。结果见图3

　　图3 溶液pH对处理效果的影响

　　Fig 3 Inflence of pH of solution on treatment effect

　　pH值影响高分子有机絮凝剂及悬浮颗粒表面电荷的性质和数量,进而影响絮凝性能。在味精废水中以含氮化合物为主,主要以蛋白质和氨基酸状态存在,而壳聚糖属于天然阳离子型高分子絮凝剂,能够使蛋白质和氨基酸等很好地絮凝沉降而除去。由图2.3可知，在pH=8偏碱性条件下，壳聚糖主链不易发生水解,不能生成大量高分子多聚糖，可改变天然膨润土在水中的分散状态，提高其活性及比表面积，从而增强其对有机物的吸附和离子交换能力，处理效果较好。所以，试验选择pH=8。

　　2.4离心时间对处理效果的影响

　　固定投土量为14g/L，pH为8，搅拌时间30min，改变离心时间，考察不同离心时间对处理效果的影响。结果见图4

　　图4 离心时间对处理效果的影响

　　Fig 4 Inflence of centrifugation time on treatment effect

　　由图4可知，当离心时间小于10min，CODcr和NH3-N的去除率随离心时间的增加而呈上升趋势;当离心时间大于10min，二者的去除率随离心时间的增加而成下降趋势，所以，实验选择离心10min。

　　3 负载壳聚糖膨润土的性能表征

　　经测定，原土的比表面积为56.7461m2/g改性土的为56.2778m2/g，并对其进行了红外光谱分析和电镜扫描(3000倍)，结果见图5—图8

　　图5 原料土的红外光谱图

　　Fig 5 IR image of original bentonite

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