吸附法处理聚四氢呋喃废水的试验研究

19／4254—56长春工程学院学报(自然科学版)2012年第13卷第4期J．ChangchunInst．Tech．(Nat．Sci．Edi．)，2012，V01．13．No．41墨墨盟!QQ!：!!!!CN22-1323／N吸附法处理聚四氢呋喃废水的试验研究纪晓娜1’3，左妍1’3，艾胜书2“，万立国2“，任志敏2”，边德军2’3(1．长春工程学院理学院；2．长春工程学院水利与环境学院；3．吉林省城市污水处理重点实验室，长春130012)摘要：采用粉末活性炭(小于80目)进行了聚四氢呋喃废水吸附处理的试验。研究了活性炭投加量、吸附温度、吸附时间、pH值等参数。结果表明：当50mL废水中活性炭投加量为3．0g、吸附温度在40℃左右、吸附时间为30min、pH值为5．0时，废水的去除率(以CODcr测定值计算)为88．2％，废水的主要污染成分糠醛的去除率(以HPLC测定的色谱峰面积计算)为96．5％。关键词：聚四氢呋喃废水；吸附法；CODcr去除率中图分类号：X783．1文献标志码：A文章编号：1009—8984(2012)04-0054—03生产聚四氢呋喃[1-2]的工艺有糠醛法和石油法2种[2]。目前以糠醛为原料生产聚四氢呋喃的方法越来越受到重视。糠醛的生产除了以石油为原料外，还可以由废弃农作物(如秸秆、玉米芯、甘蔗渣等)为原料产生，这类糠醛法生产聚四氢呋喃的方法成为我国的主要发展方向。目前，国内关于糠醛法生产聚四氢呋喃废水处理的研究还处于空白阶段。从环境保护和经济技术角度看，废水的有效治理已经成为聚四氢呋喃生产行业发展的瓶颈。美国QuakerOats公司是目前国外唯一由糠醛制取四氢呋喃再聚合成聚四氢呋喃的生产商，其废水水质及处理情况未见到公开报道，该装置由于生产规模小，年生产量仅为1000t，废水量较小，据称采用燃烧法处理。中国石油前郭石化分公司是目前国内唯一由糠醛制取聚四氢呋喃并进入试生产阶段的企业，但聚四氢呋喃废水的处理直接影响了该公司的发展。目前废水处理主要有蒸馏法、吸附法、超临界萃取法及液一液萃取法等。蒸馏法虽然质量较稳定，但生产过程烦锁，且能耗太大；超临界萃取法，投资大，操作成本高，这方面的研究还只限于实验收稿日期12012—11--05基金项目：教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-08—0689)吉林省教育厅项目(2012275)。作者简介：纪晓娜(1977一)，女(汉)。讲师，硕士主要研究污水处理和色谱分析等．通讯作者；边德军(1967一)，男(汉)，教授主要研究水处理技术等。室。吸附法工艺较简单，投资少，可节约大量能耗。因此本试验采用活性炭作为吸附剂，其具有大量细小孔隙，表面积巨大，是目前最有效的吸附剂之一，用于废水处理时对色度和COD具有良好的去除效果[3-5]。当活性炭吸附达到饱和后，可以进行脱附再生，然后再重复使用，这也是活性炭的又一优点。通过再生使用，可以降低处理成本，减少废渣排放，同时回收吸附质[6]。通过控制实验参数，能有效地处理废水，COD吸附率达80％以上，同时考察了聚四氢呋喃废水中的主要污染物为糠醛在经过活性炭处理过程中的去除。处理后的废水可生化性大幅度提高，为工业转化和进一步处理提供了可靠依据。l试验部分1．1废水来源废水水样由某糠醛法生产聚四氢呋喃的工厂提供，其特点是高浓度、难降解、组分复杂，主要污染物为糠醛、呋喃、四氢呋喃以及低聚四氢呋喃等。CODc，为5500mg／L，pH值为7．0左右，含有糠醛1．38mg／L。1．2试验仪器和试剂可控温电磁搅拌器和手提压力蒸汽消毒器等；Agilent1100高效液相色谱仪(美国安捷伦公司，配自动进样器、DAD检测器、色谱工作站)，AgilentZORBAXSB—C18柱(150mm×4．6mm×3肛m)；甲醇为色谱纯溶剂，水为二次蒸馏水；糠醛(分析纯，密度1．1598g／mL：西陇化工股份有限公司；活性炭采用粉末活性炭(小于80目)。1．3色谱分析条件流动相为甲醇：水(75：25)；流速1．oomL／mira柱温25．0℃；进样体积2．0止；DAD检测波长在274nIn处。2结果与讨论2．1活性炭投加量对去除效率影响的研究准确称取0．1、0．5、1．0、3．0、5．0、10．0、15．0g活性炭，分别投加到7只装有50mL废水的烧杯中，常温下pH值保持在5．0左右，搅拌速度在纪晓娜．等：吸附法处理聚四氢呋喃废水的试验研究55400r／rain左右，活性炭的吸附时间为30rain，静置10min，过滤测其CODcr和糠醛去除率(见图1)。毋＼僻经稍6ooU图1活性炭投加量与CODer去除率的关系图2活性炭投加量与糠醛去除率的关系当活性炭的投加量达到3．0g时，CODcr去除率最高(为86．4％)，这时糠醛的去除率也达最大(96．0％，如图2)