_造纸废水的净化及木质素的回收

=化学工程与材料>造纸废水的净化及木质素的回收张德成¹(朝阳师范高等专科学校,辽宁朝阳122000)摘要:以造纸废水为研究对象,通过化学混凝、氧化等处理方法,使COD指标由原来的11000mg#L-1降至150mg#L-1。使处理后的造纸废水可重新用于造纸制浆,对所产生的污泥,用甲基异丁基甲酮、乙醇和水的混合溶液进行提取,将其中的木质素进行回收,实现了造纸废水的资源化。关键词:造纸废水;复合混凝剂;木质素中图分类号:X793文献标志码:A文章编号:1673-4939(2008)01-0051-04目前,环境污染及其防治已成为全球性关注的热点问题。随着造纸工业的迅速发展,造纸废水的排放量逐年增多,直接威胁着人类健康。目前国内外对造纸废水的治理方法主要有碱回收法[1]、酸析法[2]、化学处理法[3]、膜分离法[4]、生物处理法[5]、混凝沉淀法[6]、气浮法[7]。这些方法对造纸废水的治理不能完全达标排放。本研究采用沉淀混凝、氧化的方法,将造纸废水中的木质素回收,实现了造纸废水的资源化。1试验部分1.1主要仪器和试剂1.1.1主要试剂:聚合氯化铝,工业级,焦作市应用化学研究所;聚合硫酸铁,工业级,焦作市应用化学研究所;阳离子聚丙烯酰胺,工业级,化工部广州PAM工程技术中心;乙醇(AR),济南历下龙海化工公司;甲基异丁基甲酮(AR),上海富庶化工有限公司1.1.2主要仪器:Sartorius塞多利斯天平,北京塞多利斯仪器系统有限公司;电热鼓风机干燥箱,上海实验仪器厂;索氏提取器,江苏省金坛晶玻实验仪器厂;571型COD测定仪,PHS-25数字酸度计,上海精密科学仪器有限公司;721型分光光度计,上海第三分析仪器厂1.2材料来源和试验方法1.2.1材料来源:造纸废水由造纸公司提供,COD值为11000mg#L-1,pH值为8.3。1.2.2实验方法1.2.2.1废水处理采用的工艺流程:1.2.2.2复合混凝剂的选择经过初选,选出了三种混凝效果最好的混凝剂聚合氯化铝﹑聚合硫酸铁﹑阳离子聚丙烯酰胺。分别取8份20mL废水,均加入聚合氯化铝(10.0380g#L-1)5mL,再将聚合硫酸铁分别以1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL、6.0mL、7.0mL、8.0mL加入,搅拌15min后静置12h,测定上清液的COD值,并绘制COD值~聚合硫酸铁加入量关系曲线,以确定PAC与PFS混合使用第15卷第1期辽东学院学报(自然科学版)Vo.l15No.12008年3月JournalofLiaodongUniversity(NaturalSciences)Mar.2008¹收稿日期:2008-02-10作者简介:张德成(1969)),男,辽宁昌图人,主要从事无机及分析化学的研究。的最佳比例和用量。再分别取8份20mL废水按上述比例和最佳投加量加入PAC和PFS,将CPAM分别按1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL、6.0mL、7.0mL、8.0mL加入搅拌15min后静置12h,测定上清液的COD值,并绘制COD值~阳离子聚丙烯酰胺加入量关系曲线,以确定PAC、PFS和CPAM混合使用的最佳比例和用量。1.2.2.3pH值对复合混凝剂的影响由于混凝剂的加入有可能会影响溶液的pH值,而且不同的混凝剂所要求的最佳pH值使用范围也不一样,因此在按最佳的复合混凝剂的配比和加入量投加后,还需研究pH值对混凝效果的影响,以确定在混凝剂投加后是否发挥最佳的混凝效果。先测定加入复合混凝剂后溶液的pH值,再分别取20mL加入复合混凝剂的废液于7个小烧杯中,分别用稀硫酸或氢氧化钠溶液调节pH值为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0,静置12h后,测定上清液的COD值并绘制COD~pH值关系曲线,分析pH值对混凝效果的影响。1.2.2.4氧化剂用量的选择将造纸废水用复合混凝剂在最佳pH值条件下处理后,在8个100mL的烧杯中各加入50mL处理后的上清液,先分别加入2g的硫酸亚铁固体,再依次加入H2O2,分别为1mL、2mL、3mL、4mL、5mL、6mL、7mL、8mL。反应30min,并测定氧化后清液的COD值,绘制清液COD值~H2O2加入量的关系曲线,确定氧化剂的最佳用量。1.2.2.5木质素的提取及表征造纸废水中的主要污染成分是木质素,将过滤后污泥中的木质素提取出来加以回收利用。在本实验中取5g经过混凝得到的固体物质,置于反应瓶内,加入一定量的甲基异丁基甲酮与乙醇以及水的复合有机溶剂,以少量硫酸做催化剂,一定温度下反应。反应完毕冷却,加入水,以便引起相分离。用分液漏斗进行分离,可以得到较纯的木质素。并采用红外光谱对所提取的木质素进行了表征。2结果与讨论2.1复合混凝剂的混凝效果复合混凝剂聚合氯化铝、聚