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    活性炭过滤纸板处理聚乙烯醇废水技术 嘉兴废水

    更新日期:2022-01-22 13:22

    铭盛环境——工业污水,工业废水处理专家,提供污水处理解决方案

     

      由于聚乙烯醇的成膜性好、膜强度高、有韧性、耐磨、黏结力强、耐油,被普遍应用于造纸的施胶包括内部施胶、外表施胶以及涂布等工序,还能够用作纸和纸板之间的黏结剂,随着我国特种纸需求的增加,PVA用量将越来越大。但是含PVA工业废水处理是搅扰造纸企业的难题,这是由于PVA具有较高COD值,可生化性差,采用传统生化处置法很难到达理想效果,必需实施预处置。目前处置PVA废水的办法有吸附法、盐析法、芬顿法、光催化法、臭氧厌氧法、超滤法等,而本实验尝试采用过滤法即便用吸附剂与植物纤维混合抄造过滤纸板来处置PVA废水,以期开发一种新型PVA废水处置办法。

     

      1、实验局部

     

      1.1 原料与试剂

     

      本实验所用原料及试剂如表1所示。

     

     

      1.2 实验设备

     

      精细剖析天平,恒温水浴搅拌安装,温度计,紫外可见光分光光度计,移液管,快速凯赛纸页成形器。

     

      1.3 实验办法

     

      1.3.1 试剂配制

     

      PVA规范溶液:取0.1g绝干PVA,放入烧杯,加适量蒸馏水,95℃下磁力搅拌溶解,冷却后稀释定容至1L,制得100mg/L规范溶液。

     

      硼酸溶液:将40g硼酸溶于1L蒸馏水中。

     

      碘碘化钾溶液:升华过的碘12.7g25g碘化钾溶于蒸馏水中,稀释至1L

     

      1.3.2 测定最大吸收波长

     

      配制PVA浓度为20mg/L的规范溶液,在460760nm范围内测定其吸光度,取吸光度最大处的吸收波长为测定波长。

     

      1.3.3 绘制PVA浓度规范曲线

     

      取9个干净的50ml容量瓶,用移液管从规范聚乙烯醇溶液中分别取1.00ml2.00ml3.00ml4.00ml5.00ml6.00ml7.00ml8.00ml9.00ml参加,迟缓参加10.00ml硼酸溶液及2.00ml-碘化钾溶液,用蒸馏水稀释,然后容量瓶定容。再取另一个50ml容量瓶中配试剂空白作对照溶液。反复量取相同溶液,实施反复性实验。硼酸溶液及碘-碘化钾溶液须用移液管精确量取。

     

      1.3.4 测定不同条件下吸附效果

     

      配制一定浓度的初始溶液,调理温度、pH值,然后参加吸附剂,搅拌一段时间后,过滤,取滤液参加2ml-碘化钾溶液,加水稀释至刻度,放置10min后,放入比色皿中,测定吸光度,然后依据规范曲线,计算溶液PVA浓度,进一步计算吸附量。

     

      2、结果与讨论

     

      2.1 最大吸收波长

     

      最大吸光度对应最大吸收波长,在最大吸光度下测定PVA浓度可大大减小实验误差,因而在460760nm之间,测定其最大吸光度。由图1可知,在选定范围内,吸光度先上升后降落,在670nm处到达最大值,与参考文献相近,因而选定该波长为PVA的最大吸收波长,后续实验中测定PVA的浓度时,均采用该波长。

     

     

      2.2 PVA浓度规范方程

     

      在最大吸光度下,测定一系列PVA浓度与吸光度的关系,如图2所示,能够看出PVA浓度与吸光度的关系可用线性回归方程:A=0.04062c-0.01269来表示,该方程相关系数R2=0.99887,即PVA浓度与吸光度高度线性相关,因而经过检测未知溶液的吸光度,便可计算出相应的PVA浓度。

     

     

      2.3 吸附剂品种的影响

     

      吸附剂品种不同,孔径大小及散布也不同,吸附效果也就不同。重点讨论了活性炭、硅藻土等常用吸附剂对PVA废水溶液的处置效果,如图3所示。能够看出,在10种吸附剂中,整体来看活性炭吸附效果要优于硅藻土,沸石效果最差。活性炭1#3#效果最好,分别到达了27.1mg/g26.5mg/g2#次之。1#3#活性炭碘值均为5002#碘值高达900。所谓碘值即是指活性炭在一定浓度的碘溶液中吸附碘的量,用以评价活性炭的吸附性能,碘值的上下与活性炭中孔和微孔数量亲密相关,碘值越高,阐明微孔数量越多,同时价钱也越高,但是碘是小分子物质,其吸附主要靠微孔,而PVA属大分子物质,超出微孔吸附的范围不能被吸附,主要靠中孔吸附。由此可知,本实验中并非碘值越高越好。硅藻土1#2#3#均为黄色,4#5#6#均为灰白色,主要是制备工艺不同所致,从实验结果来看,采用前者工艺制备的硅藻土吸附量均高于后者,但不及碘值500的活性炭。沸石吸附效果最差,仅为6.0mg/g。综上来看,相同质量下低碘值的活性炭吸附量是硅藻土的1.44.1倍,是沸石的4.5倍,效果最优。因而本课题选择吸附效果较好的活性炭1#实施优化,讨论吸附时间、吸附温度、pH对其吸附效果的影响。

     

     

      2.4 吸附时间的影响

     

      从图4能够看出,在吸附发作后的第1h,吸附量到达56.5mg/g,吸附速率最快,随着时间的延长,吸附速率骤减,第2h吸附速率降至5.7mg/(g.h),降低约90%,尔后吸附速率继续降低,在吸附7h后,吸附量到达73.0mg/g,此时吸附速率仅为1.0mg/(g.h),相比初始吸附速率降低98%,由此,可近似以为吸附主要在第1h内完成。

     

     

      2.5 吸附温度的影响

     

      从图5中能够看出,在最初的1h内,相同温度下活性炭吸附增量远高于后面的3个小时,与前文吸附主要发作在第1h结论相符,再比拟不同温度下吸附量的变化,能够看出,第1h内吸附量随温度的增大而增大,且差距明显,20℃时,吸附量为48.9mg/g,而40℃时,则高达75.0mg/g,同比不同温度下第2h3h4h变化,能够看出吸附增量随温度的升高而减小,即温度越高,则越快接近饱和。这主要是由于温度越高,PVA黏度降低,分子运动加剧,分子与孔隙发作碰撞多,即吸附越快,而温度越低,分子运动慢,但上升空间大,例如温度为20℃时,第2h3h4h内每小时的吸附增量根本坚持分歧,且均比其他温度条件下要高,第4h吸附量总量高达93.2mg/g,而40℃下只要80.3mg/g。可见温度高吸附速率快,但饱和吸附量降低。在理论中,从过程控制而言,选择3035℃比拟适宜。

     

     

      2.6 pH值的影响

     

      从图6能够看出,在最初的1h内,相同pH下活性炭吸附增量远高于后面的三个小时,与前文吸附主要发作在第1h结论相符。随着时间的延长,后三小时每小时的吸附增量逐步减小。再比拟相同时间内不同pH下吸附量的变化,能够看出,随着pH值的增大,吸附量逐步升高,但在pH到达9时,吸附量开端减小,因而活性炭吸附的最佳条件为微碱性条件。可能是微碱性条件下,活性炭外表发作变化,更有利于吸附,而碱性过强则不利于吸附。因而pH宜控制为78

     

     

      2.7 PVA初始浓度的影响

     

      选择不同初始浓度的PVA实施吸附处置,24h后,可近似以为到达吸附均衡,检测去除率,从图7能够看出,PVA初始浓度越高,吸附量越高,但是去除率越低;相反初始浓度越低,去除率越高。在初始浓度为200mg/l时,去除率可到达97%,因而采用活性炭吸附法处置低浓度PVA废水效果更显著。

     

     

      2.8 PVA浓度与COD值的关系

     

      由于实践生产中,PVA主要影响废水的COD指标,因而本实验拟树立PVA浓度与COD之间的影响关系曲线,以期为实践应用中废水处置效果以及排放提供参考数据。由图8可知,PVA浓度与COD关系能够用线性方程COD=1.6324c+2.3818表示,该方程相关系数R2=0.99948,阐明CODPVA浓度高度线性相关。该公式表示每吨PVA能产生1.6309吨的COD,与参考文献相近,是公认COD污染较大的淀粉的1.4倍。由此来看,由PVA形成的水体COD污染不可小觑。

     

     

      2.9 动态过滤吸附

     

      得到最佳吸附条件后,采用漂白针叶木浆与活性炭按2∶8比例抄造过滤纸板,由于该纸板需较高的湿强度,因而添加10%的湿强剂,定量为1000g/m2,用以过滤200mg/lPVA溶液,溶液温度为35℃pH7.2,采用真空泵控制抽吸压力,保证流速为100L/(m2.h),每小时后取滤液检测PVA浓度,实验结果如图9所示。能够看出,随着过滤时间的延长,出水水质PVA浓度越高,阐明处置效果变差。从每小时活性炭的吸附增量来看,只要在第一小时,活性炭吸附增量最高,此时水质中PVA浓度最低,尔后随着时间的延长,活性炭吸附增量越来越少,出水PVA浓度越来越高。以某厂废水入管规范COD不高于160mg/l为例,换算可知PVA浓度约为100mg/l,从图9能够看出过滤开端2h后,出水水质开端不能满足排放请求。

     

     

      3、结论

     

      3.1 采用紫外分光光度法测定PVA浓度时,最大吸光波长为670nm,此波长下得到的PVA浓度规范方程为A=0.04062c-0.01269R2=0.99887,方程精确牢靠。

     

      3.2 在讨论的几种吸附剂中,低碘值活性炭效果最好,其吸附量是相同质量的硅藻土的1.44.1倍,是沸石的4.5倍。

     

      3.3 从吸附时间看,活性炭吸附主要发作在第1h,第2h时吸附速率便会降低90%;从吸附温度看,温度越高吸附速率越快,但饱和吸附量会降低,宜选择3035℃;从pH来看,随着pH增大,活性炭吸附速率逐步增大,但过高后反而降落,且从设备腐蚀角度来看,pH宜选择78

     

      3.4 PVA浓度与COD关系方程为COD=1.6324c+2.3818R2=0.99948,方程精确牢靠。采用活性炭过滤纸板在最佳吸附条件下过滤PVA初始浓度200mg/l的溶液,结果显现在排水水质到达请求的前提下,运用周期为2h

     

      该实验尚有较多改良之处,如制备的吸附滤材运用周期较短,本钱较高。下一步可经过挑选其他品种吸附剂以及调理吸附剂用量,抑或是用来处置更低浓度的PVA废水,以期到达理想的应用效果