利用絡(luò)合法處理沒(méi)食子酸生產(chǎn)廢水的研究

摘 要：沒(méi)食子酸生產(chǎn)廢水屬于酸性高色度廢水，筆者采用活性炭絡(luò)合法處理稀釋后的沒(méi)食子酸生產(chǎn)廢水，發(fā)現(xiàn)活性炭絡(luò)合法對(duì)于處理低濃度沒(méi)食子酸生產(chǎn)廢水有較明顯的作用，并實(shí)驗(yàn)出其最佳反應(yīng)條件。

關(guān)鍵詞：沒(méi)食子酸；廢水活性炭；絡(luò)合；反應(yīng)條件

引言

沒(méi)食子酸是一種以五倍子為原料生產(chǎn)的，可以用作生產(chǎn)無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙、食品及飼料抗氧化劑、藥物中間體等中間材料。其生產(chǎn)廢水主要包括水解廢水、精制廢水以及廢渣處理廢水三部分，主要含有殘余沒(méi)食子酸、無(wú)機(jī)鹽（主要是氯化鈉）、酚類(lèi)色素、酸、膠狀物有機(jī)物等成分[7]，其CODCr含量為90000～100000mg/L，BOD5含量為55000～60000mg/L，色度為1024倍，pH值0.83左右，屬于酸性高濃廢水，不適合直接排放，也不適合微生物生長(zhǎng)。

絡(luò)合法處理廢水是指廢水中的一種或幾種溶質(zhì)在一定條件下被加入的表面具有多孔性的絡(luò)合試劑附著帶走，廢水得以?xún)艋姆椒āＦ溥^(guò)程包括溶液中溶質(zhì)向絡(luò)合劑表面外的擴(kuò)散、穿過(guò)水膜邊界的膜擴(kuò)散和透過(guò)絡(luò)合劑表面微孔的內(nèi)擴(kuò)散，擴(kuò)散動(dòng)力均以范德華力為主，通過(guò)膜擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散控制吸附速度。

1 實(shí)驗(yàn)材料

主要試劑：活性炭粉末

廢水來(lái)源：某沒(méi)食子酸加工廠(chǎng)的廢水

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 實(shí)驗(yàn)處理方法

2.1.1 活性炭添加量的實(shí)驗(yàn)

分別取六份10%（體積濃度）沒(méi)食子酸生產(chǎn)廢水100ml，利用10%Ca（OH）2和10%HCl溶液微調(diào)其pH為7.00。分別向其中添加活性炭粉末（g/L）：6、9、12、15、18、21。將添加活性炭后的廢水放在30℃恒溫水浴磁力攪拌器中，中速攪拌吸附30min，吸附完后取出靜置1h過(guò)濾，測(cè)其CODCr，與此同時(shí)做空白試驗(yàn)。

2.1.2 絡(luò)合pH的研究實(shí)驗(yàn)

取六份10%（體積濃度）沒(méi)食子酸生產(chǎn)廢水100ml，利用10%Ca（OH）2和10%HCl溶液微調(diào)其pH分別為4.00、5.00、6.00、7.00、8.00、9.00，分別向其中添加實(shí)驗(yàn)2.1.1中最佳添加量，置于30℃的恒溫水浴磁力攪拌器中中速攪拌絡(luò)合，30min后取出靜置1h，過(guò)濾測(cè)其CODCr。

2.1.3 絡(luò)合溫度的研究實(shí)驗(yàn)

取六份10%（體積濃度）沒(méi)食子酸生產(chǎn)廢水100ml，利用10%Ca（OH）2和10%HCl溶液調(diào)節(jié)其pH至2.1.2中的最佳pH，分別向其中添加2.1.1中的最佳添加量，分別置于溫度（℃）為15、20、25、30、35、40的水浴恒溫磁力攪拌器中中速攪拌吸附，30min后取出靜置1h，過(guò)濾測(cè)其CODCr。

2.1.4 絡(luò)合時(shí)間的研究實(shí)驗(yàn)

分別取六份10%（體積濃度）沒(méi)食子酸生產(chǎn)廢水100ml，利用10%Ca（OH）2和10%HCl溶液調(diào)節(jié)其pH至2.1.2中最佳pH，分別向其中添加2.1.1中最佳添加量，置于溫度為2.1.3中最佳溫度下的水浴磁力攪拌其中中速攪拌吸附，分別控制吸附時(shí)間（min）：10、20、30、40、50、60后取出靜置1h，過(guò)濾測(cè)其CODCr。

2.2 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法

化學(xué)需氧量（CODCr）的測(cè)定：GB11914-89重鉻酸鉀法。

3 結(jié)果與討論

3.1 活性炭含量對(duì)絡(luò)合效果的影響

活性炭作為處理沒(méi)食子酸生產(chǎn)廢水的絡(luò)合劑，其飽和后較難再生，用攪拌式添加，不僅能使其在廢水中均勻分布，而且待其飽和后可沉淀過(guò)濾直接排除。

10%廢水原液和活性炭不同添加量處理后的廢水。當(dāng)活性炭添加量小于9g/L時(shí)，廢水色度雖然有很大改觀，但略微泛黃，而當(dāng)添加量大于9g/L時(shí)，廢水接近無(wú)色透明。與此同時(shí)，當(dāng)添加量在6-12g/L時(shí)，廢水CODCr的去除率呈直線(xiàn)上升；當(dāng)添加量介于12～18g/L之間時(shí)，廢水去除率曲線(xiàn)趨于平緩；當(dāng)其大于18g/L時(shí)，CODCr去除率下降。當(dāng)添加量濃度為18g/L時(shí)，廢水色度無(wú)色透明，CODCr去除率為41.97%，達(dá)到最大。綜合考慮，筆者取活性炭粉末的最適添加量是18g/L。

3.2 絡(luò)合pH對(duì)處理結(jié)果的影響

溶液的pH值不僅影響絡(luò)合劑的溶解度及膠體物質(zhì)的帶電情況，還決定著酸性/堿性化合物的離解度。溶液的pH值取決于其中氫離子的含量，當(dāng)溶液中氫離子含量達(dá)到一定范圍內(nèi)時(shí)，有些化合物會(huì)離解，從而影響對(duì)這些化合物的吸附，與此同時(shí)，由于活性炭能吸附廢水中的氫、氧離子，溶液中氫、氧離子濃度的改變也將影響對(duì)其他離子的吸附效果。

為10%廢水原液和不同pH下活性炭處理后的廢水。廢水偏酸性（pH7）條件下，經(jīng)處理后，為無(wú)色透明狀態(tài)，且基本無(wú)懸浮物，而當(dāng)廢水偏堿性時(shí)，吸附后，廢水仍略微泛黃。與此同時(shí)，隨著pH值的增大，廢水CODCr去除率呈下降趨勢(shì)。當(dāng)pH為4～8時(shí)，CODCr去除率平緩下滑，但當(dāng)pH>8時(shí)，呈直線(xiàn)減小至9.88%。

3.3 絡(luò)合溫度對(duì)絡(luò)合效果的影響

絡(luò)合劑吸附是一個(gè)放熱過(guò)程，當(dāng)絡(luò)合溫度較低時(shí)，吸附熱則易傳遞到水中，但當(dāng)溫度較高時(shí)，熱量無(wú)法及時(shí)放出，吸附速率緩慢。

在pH=7的10%廢水和活性炭的添加量為18g/L的基礎(chǔ)上，吸附溫度對(duì)吸附效果的影響較小。為10%廢水原液和不同溫度下吸附后的廢水，肉眼觀察經(jīng)處理后廢水均呈無(wú)色透明。CODCr去除率曲線(xiàn)走勢(shì)是隨著溫度的升高，去除率緩慢下降，但當(dāng)溫度為25℃時(shí)，CODCr去除率為突點(diǎn)，為 47.66%達(dá)到最大。綜合兩者因素，筆者選擇活性炭吸附溫度為25℃。

3.4 吸附時(shí)間對(duì)處理結(jié)果的影響

吸附時(shí)間，直接影響吸附平衡的形成。保證活性炭與廢水一定的接觸時(shí)間，使之達(dá)到吸附平衡，從而充分發(fā)揮其吸附作用是必要的。筆者選用6個(gè)時(shí)間接觸點(diǎn)分別測(cè)定其色度及CODCr去除率，以確定活性炭吸附處理沒(méi)食子酸生產(chǎn)廢水的吸附時(shí)間。隨著吸附時(shí)間的增長(zhǎng)，CODCr去除率曲線(xiàn)整體呈上升趨勢(shì)。當(dāng)吸附時(shí)間小于20min時(shí)，去除率增大，筆者分析是未達(dá)到吸附平衡造成的。而當(dāng)時(shí)間大于20min小于50min時(shí)，由于逆吸附速率稍大于吸附速率，造成了曲線(xiàn)整體呈水平略微下傾；當(dāng)時(shí)間大于50min時(shí)，平衡打破，曲線(xiàn)繼續(xù)上升。

4 結(jié)束語(yǔ)

本實(shí)驗(yàn)以活性炭粉末絡(luò)合處理濃度為10%的沒(méi)食子酸生產(chǎn)廢水為研究對(duì)象，以廢水色度和CODCr去除率作為主要衡量標(biāo)準(zhǔn)，分別對(duì)其絡(luò)合添加量、絡(luò)合pH值、溫度及絡(luò)合時(shí)間做了詳細(xì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。綜合各種因素，最終確定了活性炭粉末吸附處理沒(méi)食子酸生產(chǎn)廢水的條件：投加量18g/L，pH值為7，吸附溫度T=25℃，吸附時(shí)間為20min。吸附效果：處理后的廢水肉眼觀察無(wú)色透明，色度接近0，CODCr去除率達(dá)到48%左右。

參考文獻(xiàn)

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