_凹凸棒石在造纸废水处理中的应用研究

造纸工业废水排放量大、水污染严重、生态破坏性大，多年来一直是造纸工业和环境界研究的重点。在我国造纸工业废水使许多地区的农业、水产业的发展及人民健康受到严重的危害，严重污染了自然环境，已经成为造纸业发展的瓶颈。造纸工艺可分为制浆和抄纸2大部分，其废水主要来源于蒸煮制浆废水。该废水不仅SS含量高、色度大，而且含有大量成分复杂的COD物质，其污染占整个造纸工业污染的90%以上。目前所用的方法为物理方法+化学方法+生化方法+深度处理方法，工艺过程复杂，处理成本高。因此研究一种应用简单且经济有效的技术方法具有重要的现实意义[1-3]。絮凝工艺在化工行业中目前已有较好的应用基础，因此通过对该工艺方法的改进强化处理效果、降低处理费用更具有可行性。本研究则是基于絮凝机理，用简单廉价的原料处理造纸废水，以期得到较好的COD去除效果，为后续工艺提供较好的条件[4-5]。1实验部分1.1造纸废水实验所用水样取自北京郊区一牛皮纸制造纸厂。该厂污水处理采用添加助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）在混合池混合后进入反应池作用，反应池设有刮泥机，后进入沉淀池沉淀，出水循环利用。从表观上看，该水样色度偏深，有恶臭味，含杂质多，COD为927mg/L。1.2试剂与仪器试剂：凹凸棒石[6]；重铬酸钾，邻菲罗啉，硫酸亚铁铵，硫酸银，硫酸，活性炭，十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）[7-8]。仪器：旋转式恒温振荡器，分光光度计，电子天平，球磨机。1.3实验方法将凹凸棒石进行分级，选择粒度为小于75μm的进行吸附实验。将凹凸棒石和配制好的天然高分子CTMAB溶液同时加入待处理废水中，在一定的参数下于旋转式水浴加热振荡器中作用，沉淀后测定COD，计算其去除率。采用单因素法确定各参数的优化值，需测的量为变量，根据参考值设定其他参数。根据前期研究，各参考值为：振荡温度40℃，振荡转速120r/min，凹凸棒石用量3g，造纸废水处理量100mL，反应时间2h[9]。1.4分析方法以GB11914－1989中的方法测定[10]。2结果与讨论2.1凹凸棒石用量的影响首先在振荡温度40℃、转速130r/min、时间1h，CTMAB的质量浓度1g/L、用量10mL，废水用量100mL，沉淀时间24h的条件下优化凹凸棒石用量。凹凸棒石用量设定分别为0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0g，凹凸棒石在造纸废水处理中的应用研究李天昕1，矫媛媛1，杨雯雯1，谷为民2（1.北京科技大学土木与环境工程学院，100083；2.城市建设研究院，100120：北京）摘要：针对难以生化降解的造纸废水，采用吸附材料凹凸棒石与高分子助凝剂十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）复合的处理工艺，以单因素实验考察了工艺参数对COD去除的影响。结果表明，各影响因素的优化为：凹凸棒石用量2.5g，助凝剂用量0.06g/100mL废水，反应温度50℃、时间75min。在引条件下，出水COD的去除率为78.96%，效果与优质活性炭的处理相近，但成本较低。关键词：凹凸棒石；造纸废水；COD去除率中图分类号：X793文献标识码：A文章编号：1000-3770(2014)10-0068-003收稿日期：2014-02-13作者简介：李天昕（1975－），女，副教授，从事环境影响评价、环境规划、环境微生物、环境净化材料等研究联系电话：13671075231；电子邮件：terdi@sina.com第40卷第10期2014年10月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.40No.10Oct.,201467结果如图1所示。由图1可知，随着凹凸棒石的用量的增加，COD的去除效果逐渐提高。当凹凸棒石用量为2.5g时，废水COD的去除率最大，为84.2%。原因是凹凸棒石用量的增多增加了与废水作用的强度，增强了对其COD的去除效果。确定凹凸棒石的优化用量为2.5g。2.2助凝剂用量的影响助凝剂的用量也影响反应效果。实验在振荡温度40℃、转速130r/min、振荡时间1h，凹凸棒石用量2.5g、废水用量100mL，CTMAB的质量浓度1g/L，沉淀时间为24h的条件下优化CTMAB用量。CTMAB用量分别为20、30、40、50、60、70mL，出水的COD去除效果如表1所示。从表1可以看出，随着CTMAB用量的增加，絮团不断增多，絮团的结合性不断增强，出水的COD去除率逐渐增大。当加入CTMAB的量为60mL时，出水COD的去除率为71.8%。而加入70mL时，COD的去除率降低，原因是当助凝剂过多时，较低的溶解度使助凝剂反而少量析出，反而影响其助凝效果，去除效果降低。因此，当CTMAB用量为60mL时，与2.5g的凹凸棒石匹配效果较好。2.3反应温度的影响实验在振荡转速130r/min、时间1h，凹凸棒用量2.5