吸附-氧化再生法处理印染废水实验研究

http://www.ibwater.com  水务网    2010/03/31   查看(?)   评论(? )

  2.2废水pH值对吸附处理效果的影响

  用2 mol/L HCl溶液或2 mol/L NaOH溶液调 节废水的pH值,在室温下考察pH值对废水吸附 处理效果的影响。以树脂对废水COD的平衡吸附 量和色度去除率来衡量处理效果,所得结果如表1所示。由表1可知,废水的pH值对平衡吸附量的 影响很大,对色度去除率的影响相对较小,这与处 理单一染料模拟废水的情况有所不同[5]。实际印染 废水含的染料不止一种,而且还含有助剂等其他物 质,成分复杂,除染料对COD有贡献外,其他物 质也有。所以会出现pH值对平衡吸附量和色度去 除率影响规律不同的情况。对本研究体系而言,废 水的pH值为3.0时,树脂对废水中COD的平衡吸 附量最大。另外,经过吸附后的废水pH值有一定 程度的升高,这是因为D301是弱碱性大孔树脂, 在吸附的同时会有一定的离子交换作用,从而导致 吸附出水pH值比原水上升[7]。

  2.3动态吸附曲线

调节废水的pH值为3.0,以3、4、5 BV/h的 流量进行动态吸附试验,得到流出曲线如图2所 示。流出液的COD的质量浓度超过100 mg/L时称 为穿透。由图2可以看出,流量越小,穿透点越靠 后,即树脂处理废水量越大。废水的流量为3和4 BV/h时,废水处理量分别达到7和6 BV才穿透,而流量提高到5 BV/h时,废水处理量为4 BV时 即穿透,所以动态流量以不大于4 BV/h为宜。

  2.4各因素对再生率的影响

  2.4.1 pH值

  在再生液的质量浓度为3.14 g/L﹙有效氯含量, 下同)、再生温度20℃和再生时间20 min的条件 下,用2 mol/L的HCl溶液或NaOH溶液调节再生 液的pH值,对吸附至平衡的D301树脂进行氧化 再生试验,考察pH值对再生率的影响,得到结果 如图3所示。图3显示,再生液的pH值对色度再 生率影响不大,而对COD再生率的影响却很显著。 当pH值从1逐渐增大时,COD再生率逐渐提高, pH值为5时COD再生率达到最大,之后再生率随 pH值的增大而降低。这是因为次氯酸钠在酸性条 件下时,次氯酸发生歧化反应,产生HCl和新生 态氧原子,从而具有强的氧化性,而在碱性条件下 新生态氧原子浓度较低,氧化性就较弱。酸性太强 会引起次氯酸钠的快速分解,也会降低新生态氧原 子的平均浓度。

  图3的试验还显示,用COD再生率和色度再 生率评价树脂的再生率有较大的差异,其原因有 二:第1个原因与2.2节中pH值对平衡吸附量和色度去除率影响规律不同的原因是类似的,即:废 水中除了染料外还有其它污染物对COD有贡献, 它们被吸附剂吸附后,再生时被氧化去除的速率是 不一样的;第2个原因是染料与其它污染物在氧化 再生过程中生成了一些中间产物,这些中间产物仍 在吸附剂上,其对染料的吸附影响较弱,而对其它 污染物的吸附影响较大。

  2.4.2再生液浓度

  调节再生液的pH值为5.0,取反应时间和温 度分别为20 min和20℃,改变再生液的浓度,对 吸附了废水中污染物并至平衡的D301树脂进行氧 化再生试验,得到再生率与再生液浓度的关系如图 4所示。图4表明:①COD再生率随再生液浓度 的增加而升高,当再生液的的质量浓度低于3.14 g/L时,COD再生率随浓度的增加变化显著,再生 液的质量浓度高于3.14 g/L时,COD再生率的增 加变得平缓;②在再生液的试验浓度范围内,色度再生率随再生液的浓度变化不显著。综合上述情况,可选取再生液的适宜的质量浓度为3.14 g/L。

  2.4.3温度

  在再生液有效氯的质量浓度为3.14 g/L、pH= 5.0和再生时间20 min的条件下,改变再生温度, 对吸附至平衡的D301树脂进行氧化再生试验,考 察温度对再生率的影响,结果如图5所示。图5表明,COD再生率和色度再生率均随温度的升高而降低,但COD再生率随温度的升高下降快(温度由20℃上升到60℃时,COD再生率由83.8%下降到62.1%),而色度再生率随温度的升高下降的幅度很小。造成这种现象的原因是次氯酸钠随着温度的升高分解速率加快,引起再生液中有效氯含量降低。故实际应用中可在常温下进行再生,提高再生 温度是没有意义的。

  2.4.4再生时间

  改变反应时间,在再生液有效氯的质量浓度为 3.14 g/L、pH=5.0、再生温度20℃的条件下进行氧化再生试验,考察再生时间对D301树脂再生率 的影响,得到结果如图6所示。

  从图6可看到,COD再生率和色度再生率均 随再生时间的增加而增大,但COD再生率随再生 时间的增加变化幅度较大,而色度再生率随再生时 间的增加变化幅度很小。当再生时间为20 min时, COD再生率可达83.8%,再生时间超过20 min后, 再生时间对COD再生率的影响变得不显著,可选 取20 min作为适宜的再生时间。

  3 结语

  (1)D301大孔树脂对印染废水有较好的吸附 性能,其COD平衡吸附量可达166.2 mg/g。动态 吸附试验表明,流量以不大于4 BV/h为好,在保 证COD的质量浓度不超过100 mg/L的条件下,4 BV/h的流量时单位体积的吸附床一次可处理废水 的量可达6个吸附床体积以上。

  (2)以次氯酸钠溶液为再生氧化剂的再生试验 结果表明,再生率随再生液浓度、再生时间的增加 而提高,随再生温度的升高而下降,随pH值的增加呈先增后减的变化规律,pH值为5时再生率达 到最大。综合考虑影响再生率的因素及影响规律, 可确定适宜的再生条件为:次氯酸钠的有效氯质量 浓度为3.14 g/L、pH值为5、常温、再生时间20 min,在该条件下色度再生率达100%、COD再生 率可达83.8%。

  (3)以D301大孔树脂为吸附剂、次氯酸钠溶 液为再生氧化剂的吸附-氧化再生法处理印染废水 有很好的可行性,其处理时间短、操作灵活,是一 种有良好应用前景的方法。

  参考文献:
  [1]陆朝阳,沈莉莉,张全兴.吸附法处理染料废水的工艺及其机 理研究进展[J].工业水处理,2004,24(3):12-16.
  [2]王晓兰.有机粘土对染料废水吸附脱色研究[J].工业用水与废 水,2002,33(5):21-23.
  [3]安世杰,孙宜敏.甘蔗渣对染料废水的吸附试验研究[J].工业 用水与废水,2007,28(6):81-83.
  [4]刘传富,孙润仓,张爱萍,等.农林废弃物处理工业废水的研 究进展[J].现代 化工 ,2006,26(S0):84-87.
  [5]Shaobin Wang,Huiting Li,Sujuan Xie,et al.Physical and chemical regeneration of zeolitic adsorbents for dye removal in wastewater treatment [J].Chemosphere,2006,65(1):82-87.
  [6]陈孟林,林香凤,黄智,等.吸附剂的氧化法再生及其在废水 处理中的应用[J].广西师范大学学报(自然科学版),2006, 24(2):68-71.
  [7]B C Pan,Y Xiong,A M Li,et al.Adsorption of aromatic acids on an aminated hypercrosslinked macroporous polymer[J].Reactive& Functional Polymers,2002,53(12):63-72.


本评论只代表水务网网友个人观点,不代表水务网观点
评论信息正在加载中,请稍后...!
  • 讨论区:我来评论下!
  • 主题: