利用絡(luò)合法處理沒食子酸生產(chǎn)廢水的研究

摘 要：沒食子酸生產(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食子酸生產(chǎn)廢水，發(fā)現(xiàn)活性炭絡(luò)合法對于處理低濃度沒食子酸生產(chǎn)廢水有較明顯的作用，并實驗出其最佳反應(yīng)條件。

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

引言

沒食子酸是一種以五倍子為原料生產(chǎn)的，可以用作生產(chǎn)無碳復(fù)寫紙、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，主要含有殘余沒食子酸、無機鹽（主要是氯化鈉）、酚類色素、酸、膠狀物有機物等成分[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。

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，廢水得以凈化的方法。其過程包括溶液中溶質(zhì)向絡(luò)合劑表面外的擴散、穿過水膜邊界的膜擴散和透過絡(luò)合劑表面微孔的內(nèi)擴散，擴散動力均以范德華力為主，通過膜擴散和內(nèi)擴散控制吸附速度。

1 實驗材料

主要試劑：活性炭粉末

廢水來源：某沒食子酸加工廠的廢水

2 實驗方法

2.1 實驗處理方法

2.1.1 活性炭添加量的實驗

分別取六份10%（體積濃度）沒食子酸生產(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過濾，測其CODCr，與此同時做空白試驗。

2.1.2 絡(luò)合pH的研究實驗

取六份10%（體積濃度）沒食子酸生產(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，分別向其中添加實驗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，過濾測其CODCr。

2.1.3 絡(luò)合溫度的研究實驗

取六份10%（體積濃度）沒食子酸生產(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，過濾測其CODCr。

2.1.4 絡(luò)合時間的研究實驗

分別取六份10%（體積濃度）沒食子酸生產(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，分別控制吸附時間（min）：10、20、30、40、50、60后取出靜置1h，過濾測其CODCr。

2.2 實驗檢測方法

化學(xué)需氧量（CODCr）的測定：GB11914-89重鉻酸鉀法。

3 結(jié)果與討論

3.1 活性炭含量對絡(luò)合效果的影響

活性炭作為處理沒食子酸生產(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。當活性炭添加量小于9g/L時，廢水色度雖然有很大改觀，但略微泛黃，而當添加量大于9g/L時，廢水接近無色透明。與此同時，當添加量在6-12g/L時，廢水CODCr的去除率呈直線上升；當添加量介于12～18g/L之間時，廢水去除率曲線趨于平緩；當其大于18g/L時，CODCr去除率下降。當添加量濃度為18g/L時，廢水色度無色透明，CODCr去除率為41.97%，達到最大。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，當溶液中氫離子含量達到一定范圍內(nèi)時，有些化合物會離解，從而影響對這些化合物的吸附，與此同時，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，為無色透明狀態(tài)，且基本無懸浮物，而當廢水偏堿性時，吸附后，廢水仍略微泛黃。與此同時，隨著pH值的增大，廢水CODCr去除率呈下降趨勢。當pH為4～8時，CODCr去除率平緩下滑，但當pH>8時，呈直線減小至9.88%。

3.3 絡(luò)合溫度對絡(luò)合效果的影響

絡(luò)合劑吸附是一個放熱過程，當絡(luò)合溫度較低時，吸附熱則易傳遞到水中，但當溫度較高時，熱量無法及時放出，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)處理后廢水均呈無色透明。CODCr去除率曲線走勢是隨著溫度的升高，去除率緩慢下降，但當溫度為25℃時，CODCr去除率為突點，為 47.66%達到最大。綜合兩者因素，筆者選擇活性炭吸附溫度為25℃。

3.4 吸附時間對處理結(jié)果的影響

吸附時間，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間，使之達到吸附平衡，從而充分發(fā)揮其吸附作用是必要的。筆者選用6個時間接觸點分別測定其色度及CODCr去除率，以確定活性炭吸附處理沒食子酸生產(chǎn)廢水的吸附時間。隨著吸附時間的增長，CODCr去除率曲線整體呈上升趨勢。當吸附時間小于20min時，去除率增大，筆者分析是未達到吸附平衡造成的。而當時間大于20min小于50min時，由于逆吸附速率稍大于吸附速率，造成了曲線整體呈水平略微下傾；當時間大于50min時，平衡打破，曲線繼續(xù)上升。

4 結(jié)束語

本實驗以活性炭粉末絡(luò)合處理濃度為10%的沒食子酸生產(chǎn)廢水為研究對象，以廢水色度和CODCr去除率作為主要衡量標準，分別對其絡(luò)合添加量、絡(luò)合pH值、溫度及絡(luò)合時間做了詳細實驗測定。綜合各種因素，最終確定了活性炭粉末吸附處理沒食子酸生產(chǎn)廢水的條件：投加量18g/L，pH值為7，吸附溫度T=25℃，吸附時間為20min。吸附效果：處理后的廢水肉眼觀察無色透明，色度接近0，CODCr去除率達到48%左右。

參考文獻

[1]鄧勤.水處理吸附劑的研究進展[J].欽州學(xué)院學(xué)報，2010，6：19-22.

[2]呂后魯，劉德啟.工業(yè)廢水處理技術(shù)綜述[J].2006（4）：15-19.

[3]李蕓.淺談工業(yè)廢水的處理方法[J].環(huán)保科技，2012（35）：276.