蒙脱土与沸石对焦化废水中酚的去除效果比较研究_李华

第6期(总第121期)2005年12月煤化工CoalChemicalIndustryNo.6(TotalNo.121)Dec.2005蒙脱土与沸石对焦化废水中酚的去除效果比较研究李华杨凤玲程芳琴(山西大学，太原030006)摘要本实验中依据蒙脱土与沸石特有的吸附性能，研究了其对焦化废水中酚的去除效果，实验结果表明，利用吸附法处理的酚的最佳工艺条件为：蒙脱土在100mL焦化废水处理中加入量为4g，调节pH为7~8，震荡时间60min，温度为25℃，最高去除效率可达24%；沸石在100mL焦化废水处理中加入量为5g,调节pH为7~8，震荡时间60min，温度为55℃左右，最高去除率亦可达24%。关键词蒙脱土沸石焦化废水酚文章编号：1005-9598(2005)-06-0041-03中图分类号：X784文献标识码：A基金项目：山西省科技攻关项目（051108）。收稿日期：2005-07-11作者简介：李华（1971—），女，1995年毕业于山西农业大学环境与资源学院，博士，副教授，主要从事环境污染治理方面的研究。焦化厂的主要任务是进行煤的高温干馏即炼焦以及回收处理在炼焦过程中所产生的副产品，在这一系列生产及回收过程中产生大量的废水。废水中含有大量的有机污染物，如：焦油、氨氮、氰化物、酚等。在这些污染物中酚的污染较为严重，虽然通过目前的各种污水处理措施，也基本上可实现达标排放[1,2]，但工艺均较为复杂，处理过程繁琐，经济投入较高。蒙脱土与沸石有许多相同的性质，其来源广泛，价格便宜。由于它们的各种优良特性，目前在世界范围内都得到广泛的研究与应用。蒙脱土与沸石均具有突出的吸附性能，在处理有机废水、垃圾填埋场的防渗工艺和地下水的修复等方面都已取得了一些成果[3~7]。本文采用我国储量丰富、价格低廉的天然沸石、天然蒙脱土为吸附剂，对焦化废水中酚的去除效率、最适条件和去除机理进行一系列的实验研究，探索两种天然物质在焦化废水处理工艺中的适用价值。1材料与方法1.1供试材料焦化废水取自山西太原神州焦化厂污水处理厂生化处理进水，外观呈黄棕色，有混浊，有较强烈刺激性气味。试验用蒙脱土与沸石均为研磨粉末，细度100目。1.2分析方法总酚测定采用4-氨基安替比林分光光度法[8]，pH采用pHS-25型pH计（上海雷磁）测定。1.3实验方法1.3.1不同吸附剂加入量对去除挥发酚的效果影响用250mL锥形瓶取100mL焦化废水，分别加入已称取好的吸附剂－蒙脱土与沸石（1g﹑2g﹑3g﹑4g﹑5g﹑6g﹑7g）。于恒温振荡箱中吸附振荡60min。振荡后样品经离心（2000r/min）后取50mL上清液。测定其中挥发酚的含量。上述处理各重复3次。1.3.2不同pH值对吸附剂去除挥发酚的效果影响用250mL锥形瓶取100mL焦化废水，分别将其pH调节为2﹑4﹑6﹑8﹑10。采用1.3.1所确定的最佳处理效果投加量加入两种不同的吸附剂。振荡处理时间、速度及测定方法同1.3.1。上述处理各重复3次。1.3.3不同振荡时间对去除挥发酚的效果影响采用已确定的最佳投入量、最佳吸附pH，选定4个振荡时间（15min﹑30min﹑45min﹑60min）。测定方法同1.3.1。上述处理各重复3次。1.3.4不同温度对吸附剂去除挥发酚的效果影响采用已确定的最佳投入量、最佳吸附pH、最佳振荡时间，选定4个反应温度（25℃﹑40℃﹑55℃﹑70℃）。反应后测定方法同1.3.1。上述处理各重复3次。-41-2005年第6期煤化工图3振荡时间对酚去除率的影响2结果与分析2.1吸附剂加入量对去除挥发酚的影响图1表明在两种不同吸附剂不同的投加量下酚的去除率情况。由图1可知，随着蒙脱土和沸石加入量的增加，酚的去除率呈现不断增加趋势。沸石量在1g~5g范围内，沸石对酚的去除效率增长很快，之后增幅渐缓；蒙脱土则在1g~4g范围内，对酚的去除率增加迅速。因此本实验选5g为酚的最佳去除沸石量，即每100mL焦化废水需投加沸石5g；而每100mL焦化废水中蒙脱土加入量为4g时去除效果最好。且本研究显示，蒙脱土对废水中酚的去除效果要显著好于沸石。2.2不同pH值对酚去除率的影响图2表明不同pH值对酚去除率的影响，可以明显看出，当pH值越小时其吸附效果越差，这是因为pH值越小H+的影响越大，同时使其他污染物带上正电荷，这大大影响了对酚的吸附。pH对其吸附交换容量（CEC）影响是明显的，当pH较低时，H＋可占据吸附位点而使CEC减少，而不利于污染元素有效去除。因此表现出随着溶液pH的提高，氢离子浓度降低，使置换羟基为主的专性吸附量增加，因此，沸石及蒙脱土对酚的吸附逐渐增强。但在强碱性条件下，被吸附的离子将由简单离子变为复合离子，或是低配位数向高配位数转变，不利于吸附反应发生。因此，蒙脱土和沸石的最佳pH范围在