水处理的目的是去除原水中悬浮物质、胶体、病菌以及水中其他有害人体健康和影响工业生产的有害杂质．使处理后的水质满足现行生活饮用水水质标准和工业生产用水水质的要求。目前典型的水处理方法是：加入沉淀剂、混凝剂、消毒剂或使用膜过滤．但这些常规处理都分别存在问题：如处理成本高；对一些微小的胶粒不发挥作用。如硅胶粒径极小．一般为l0 ～10。6 m、接近离子直径(<10 m)；消毒过程中常用的加氯消毒剂甚至还可能产生毒性更大的消毒副产品等等。因此在充分考虑经济、高效的基础上．研究发展新型、高效且能重复使用的水处理方法．一直是国内外水处理领域中的研究课题fl_3]。针对这种现实需要．研究合成了多胺螯合纤维．并用此纤维作为填充相制成纤维过滤器．在此基础上分析了各种因素对过滤器处理效果的影响。
1 实验部份
1．1 仪器与主要试剂
AVATAR E．S．P 360 FT—IR红外光谱仪： 国产WFX一120型原子吸收分光光度计(北京瑞利分析仪器公司)；HCL(Pb)；恒温振荡器；常见玻璃仪器。脱脂棉(市售)；对二苯甲酰氯(中国亭新化工厂)：三乙烯四胺(成都科龙化工试剂厂)；异丙醇(四川成都化学试剂厂)；Pb(NO3) ；甲苯；丙酮等，所有试剂均为分析纯
1．2 纤维介质的制备
取5．0 g脱脂棉于三颈瓶中．加入溶剂丙酮50mL(刚好淹没棉纤维)，加入对二苯甲酰氯3．2 g(通过纤维与对二苯甲酰氯的反应比来计算 )。实验条件为：催化剂吡啶的用量为5 mL、反应时间4 h及反应温度为40℃ ．所得产品用乙醚洗净。并经干燥后称重
1．3 多胺螯合纤维的制备
所制得的纤维素介质与三乙烯基四胺反应．制得多胺螯合纤维(Trithylene Tetraamine ChelatedCellulose cross—linked by Terephthaly Chloride．表示为CC—TC—TETA)．其反应条件为：三乙烯基四胺60mL，反应温度为40℃ 。NaHCO3 5 g，反应时间为3 h。反应完成后．用水洗涤至用AgNO 滴定洗液无沉淀．干燥备用
1．4 纤维过滤器运行参数研究
(1)自制纤维过滤器．为保证本研究的准确性．过滤器在整个试验进程中．保持滤料量(直径70mm ，高度为600 mm)不变；恒水位过滤嘲(保持进水口压力为O．60 MPa)；过滤器运行时，进水、出水、空气及冲洗水流向见图1所示。
(2)进水为我校实验室综合废水．其水质为：p(SS)= 200 mg·/L ；p(COD0)=157 mg·/L；p(BOD5)=550mg·/L：p(Pb )=5．0 mg·/L ：大肠杆菌=2 000个·/L。
(3)运行参数的测定[9-1ol。在恒水位过滤情况下．测量纤维过滤器的影响因子：过滤速度：用0．1％HNO 作冲洗液时冲洗强度及空气冲洗时间．均以SS和Pbz 为指标量度出水水质(SS测定方法为重量法．pb2+含量的测定则采用原子吸收分光光度法)。
2 CC—TC—TETA的结构表征
洗净的多胺螯合纤维放在真空干燥箱内烘干至恒重，磨碎，其IR图谱(KBr压片)见图2。
图2表明：v=1 731 cm一 处有酯的特征吸收峰；v=1 600～1 440 cm一 处有苯环的特征吸收峰：v=1 682 cm一 处有酰胺的特征吸收峰：v=1 2ll cm一处有C—N的特征吸收峰．这些特征峰说明：以对二苯甲酰氯为交联剂，制得了CC-TC-TETA。其结构式为：
3 纤维过滤器运行参数研究结果与讨论
3．1 不同过滤速度对出水水质的影响
在研究不同过滤速度对出水水质的影响时．确定以下实验条件：进水口压力为O．60 MPa；采用冲洗液／空气混合冲洗．冲洗液为0．1％ HNO 。冲洗空气压力恒定为O．05 MPa．冲洗液流速为20 m·h～。冲洗周期为40 min．探讨过滤速度对出水水质的影响，实验安排与实验结果如表1：
实验表明：滤速越小．出水水质越好，这是由于亲水性的纤维在水压下形成滤层．溶液中离子与螯合纤维充分反应。但缺点是周期长：流速越大，出水水质越差．主要是离子与螯合纤维反应并不完全。从表1可以看出：当流速>30 m·h一一时．该出水不符合《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准；当流速<25 m·h一．Pbz+及SS的去除率变化不大。且能达标排放．所以在其它条件不变的情况下．最佳流速为25 m·h一
3．2 冲洗强度对出水水质的影响
该功能纤维对溶液中金属离子的吸附方式为[1l】
故其冲洗液采用O．1％HNO 。实验过程中始终保持进水口压力为O．60 MPa．流速为25 m·h 时。同时在实验过程中所用风机功率一定．使冲洗空气压力恒定为O．O5 MPa通过实验．可归纳总结出以下4个影响过滤性能的因素：①空气冲洗时间；②冲洗液冲洗时间；③ 冲洗液流速：④ 冲洗模式：空气和冲洗液单独冲洗；空气和冲洗液混合冲洗．并以出水Pb~t4J去除率作考查指标．本实验对这4个因素加以分析并比较
3．2．1 空气和冲洗液单独冲洗时各因素对出水水质的影响(以出水Pb 的去除率为指标)表2的数据运用Latin处理后得效应曲线图3[121。实验表明：冲洗时间越长，量越大，则后续处理效果越好，但是这样会造成过滤周期过长．成本过高。故其最佳冲洗条件为：冲洗液冲洗时间为30 min；冲洗液冲洗时流速为20 m·h～：空气冲洗时间为30 min。
3．2．2 空气和冲洗液混合冲洗时各因素对出水水质的影响(以出水pbz+及SS的去除率为指标)研究空气和冲洗液混合冲洗时各因素对出水水质的影响时。确定以下实验条件：进水口压力为0．60MPa；进水流速为25 In·h 时；采用0．1％HNO 为冲洗液；冲洗空气压力恒定为0．05 MPa：冲洗液流速为20 In·h～．则需探讨混合冲洗时间对出水水质的影响。实验结果如图4所示：
从图4可以看出。冲洗液、空气的最佳冲洗时间为40 min，而与空气和冲洗液单独冲洗相比较，后者冲洗周期为60 min，故可以看出，采用混合冲洗周期较短。综合以上最优实验条件，重复3次，实验结果见表3。从表3中可以看出，实验3次，其重现性好，同时COD 的去除率均达70％1)~fi_。说明该过滤器处理效果好且稳定。
4 结论
以棉纤维和三乙烯四胺为原料．用对二苯甲酰氯为交联剂．合成新型多胺螯合纤维。并讨论了以该功能纤维为滤料的过滤器的运行参数，实验证明：当进水口压力为0．60 MPa，进水流速为25 m．h 时．出水水质好；采用0．1％ HNO 为冲洗液。冲洗空气压力为0．05 MPa．冲洗液流速为20 m·h～．混合冲洗时间为40 min时．反冲洗效果最佳。该过滤器性能稳定．可应用于水的预处理或深度处理。
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