_絮凝-纳米二氧化钛光催化氧化法处理造纸废水

2007年7月第26卷第4期环保与综合利用纸和造纸目前,造纸废水的处理主要采用混凝沉淀法,但混凝沉淀法处理后的废水,各项指标很难达到国家一级排放标准。虽然采用生物化学工艺可以达到造纸废水的一级排放标准,但生物化学处理方法较为复杂,一般工作人员较难掌握,并且运行费用较高,污水处理厂在开车前细菌驯化培养时间长、技术要求高等[1],为此,在传统混凝沉淀法的基础上,其他技术和混凝沉淀技术结合应用于造纸废水处理中,将是一种可行的造纸废水处理途径[2]。本文将纳米二氧化钛(TiO2)光催化氧化技术与混凝沉淀技术结合来处理造纸废水,取得了理想的处理效果。1实验部分1.1主要仪器和试剂pH-4型数字式酸度计;UV-4802型双光束紫外可见光分光光度计(上海产);78-1磁力加热搅拌器(江苏产);光催化反应器(自制);紫外杀菌灯(30W,上海产)。Al2(SO4)3,纳米TiO2粉末(自制,平均粒径30~50nm);H2O2,H2SO4,NaOH,K2Cr2O7,HgSO4,Ag2SO4,邻菲啰啉,硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]等均为分析纯。1.2废水原水造纸废水取自近郊某造纸厂废水处理车间,黑褐色,略有刺激性气味,pH值7.74,吸光度1.071,浊度1210度(测定方法见文献[3]),色度650度(稀释倍数法测定),SS48.41mg·L-1,CODCr1323mg·L-1。1.3实验方法1.3.1絮凝实验取造纸废水1000mL于大烧杯中,置于磁力加热搅拌器上,用NaOH溶液或H2SO4稀溶液调节废水的pH值至一定值,加入一定体积的Al2(SO4)3溶液后,快速搅拌(搅拌器的高档)1.5min,慢速搅拌(搅拌器的低档)8min,静置30min,取上层清液,测定pH和CODCr。1.3.2纳米TiO2光催化氧化实验从絮凝处理后的水样中取部分液体于光催化反应器中,加入一定量的纳米TiO2粉体和一定体积的H2O2,搅拌均匀,光照一定时间后,取样,过滤或静置沉降掉悬浮粉体,测定pH和CODCr。1.4分析方法COD用重铬酸钾法;pH值用pH-4型数字式酸度计测定;色度用稀释倍数法,50mL比色管;SS采用重量法;浊度的测定见文献[3]。2结果与讨论2.1Al2(SO4)3的投加量对废水中COD去除率的影响在常温和造纸废水的原始絮凝-纳米二氧化钛光催化氧化法处理造纸废水●任朝华(长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023)摘要:通过絮凝-纳米TiO2光催化氧化法对造纸废水进行了处理,并对其处理工艺进行了研究。讨论了在常温下,混凝过程中硫酸铝的投加量和废水pH值以及纳米光催化氧化过程中纳米TiO2投加量、H2O2投加量和光照时间等因素对造纸废水的COD去除率的影响,结果表明,造纸废水的COD去除率达到95%以上,色度去除率达到98%以上,pH值6.82,造纸废水的各项指标达到了排放标准。关键词:絮凝;纳米二氧化钛;光催化氧化;造纸废水;COD去除率中图分类号:X793文献标识码:A文章编号:1001-6309(2007)04-0068-03基金项目:长江大学科研发展基金(03000218)。作者简介:任朝华(1978-),硕士,讲师,主要从事精细化学品、功能高分子助剂及其在环保中应用的研究与教学工作;E-mail:renzzzhuar@126.com。68DOI:10.13472/j.ppm.2007.04.021PaperandPaperMakingVol.26No.4Jul2007环保与综合利用图4过氧化氢投加量对COD去除率的影响图2pH值对废水COD去除率的影响pH值条件下,每升废水中分别投加Al2(SO4)3的量为2g、4g、6g、8g、10g和12g,进行混凝沉淀实验,静置30min后,测定废水的pH和CODCr,并计算COD去除率,实验结果如图1所示。由图1可知,造纸废水的COD去除率随着Al2(SO4)3投加量的增加,先增大,而后当投加量超过6.5g·L-1时显著下降。这是因为过多的絮凝药剂的加入,将会使本来已经脱稳的胶体体系又重新稳定,使得对COD的去除率效果不太显著。因此选择Al2(SO4)3的最佳投加量为6.5g·L-1。2.2pH值对废水中COD去除率的影响室温下,在Al2(SO4)3的投加量为6.5g·L-1,分别调节废水的pH值为2.5、3.5、4.5、5.5、6.5、7.5、不调pH值、8.5和9.5进行絮凝沉淀实验,静置30min后,测定废水的pH和CODCr,并计算COD去除率,实验结果如图2所示。由图2可知,pH值对废水COD的去除率影响较大,但废水的pH值为酸性和中性时有较高的COD去除率,并且在pH值为4.5时,COD去除率最大;而当废水的pH值为碱性时,COD去除率很差,并且碱性越